吕佩源教授：皮质下缺血性脑血管病白质病变的影像学变化特征

吕佩源教授

主任医师，教授，副院长，医学硕士，博士生导师，留学日本。擅长脑血管病、痴呆、帕金森病、脑炎、癫痫、多发性硬化、周围神经病和肌病的诊断治疗。

皮质下缺血性脑血管病（SIVD）之“皮质下”是指病变主要累及基底节、脑白质和脑干，并且其临床表现与这些病灶相对应。其痴呆由于缺血性损害所致，包括完全梗死（腔隙性梗死和微梗死）和脑深部白质的不完全性梗死。腔隙梗死或腔隙为小腔隙样缺血性梗死其直径小于 15mm。典型者位于基底节、内囊、丘脑、脑桥、放射冠和半卵圆中心。白质腔隙可与非融合的缺血性白质改变交错重叠。微梗死多为非腔隙样，见于皮质和皮质下结构，大小从几微米到腔隙大小的十分之一。

（一）结构检测

美国国立神经疾病和中风研究院 - 加拿大中风网络（National Institute of Neurological Disorders and Stroke-Canadian Stroke Network，NINDS-CSN）专家共识也推荐脑白质首选定量测定，其定性研究应用 Wahlund 提出的年龄相关白质改变分级方法。

定性方法是根据白质病变的程度有评定者给予不同的视觉分级评分（visual rating scales），此方法方便易行，亦能排除人工假象的影响。其缺点在于分级的主观性强、效度低。有关 SIVD 患者白质病变（WML）的视觉分级评分方法有很多中，因无组织病理“金标准”比较这些分级量表，故而无法判断哪一种方法更好。NINDS-CSN 推荐 WML 评估应用 Wahlund 提出的年龄相关白质改变分级评分方法。

影像学改变的程度和类型与认知功能损害的关系目前尚没有明确的结论。这与以往研究多采用定性分析不无关系。近年来兴起图像分割定位、定量技术。

定量方法以计算机技术为基础，根据病变图像像素（pixel）或体素（voxel）信号强度的不同，应用不同数学模型进行编程，能准确的计算出白质病变的体积。其中全自动定量方法省时、准确，美国国立卫生研究院 Wayne Rasband 开发的 Image J，根据图像信号轻度不同的特点，通过调整图像强度阈值，自动提取白质病变；结合其 Voxel Counter Plugins 自动计算 WMH 体积，测定结果可靠。

（二）超微结构

1、DTI 后处理：工作站，用 Functool 2 软件进行后处理，三维彩色编码张量图，重建 FA 和 MD 图像，分别测定胼胝体压部（SCC）、双侧额叶（FL）、双侧颞叶（TL）、双侧顶叶（PL）、双侧枕叶（OL）的形似正常白质（Normal-appearing white matter，NAWM）；脑室周围病变区（包括双侧侧脑室前、后角周围和体旁白质病变区）及其周围 NAWM 的 FA 和 MD 值，作为评价脑白质各向异性及水分子扩散程度的指标。

2、感兴趣区（ROI）的选择：每个 ROI 都定位于解剖结构的最大显示层面的中心部位。额叶取额中回、顶叶取角回各取 3 个层面；颞叶取出现侧裂后连续向上 3 个层面；枕叶取枕极，取 2 个层面；胼胝体压部取基底节上 2 个层面；侧脑室前角、后角、体部在侧脑室体部层面或稍偏下方的连续 2 个层面上进行定位，分别取其均值代表室周病变区和白质正常区。除胼胝体压部以外，双侧大脑半球同一解剖结构尽量采用镜面对称方式进行选取。每个 ROI 均多次测量，以确保该部位所选层面的 FA 值最大，结果以每侧各向异性分数（FA）及平均弥散系数（MD）平均值表示，ROI 面积为 30～40mm2。放置 ROI 时，注意避开灰质结构和脑脊液。寻找白质病灶时注意结合 FLAIR 和 DWI 图像排除同时合并存在的不同时期的梗死灶或脑软化灶。病灶、正常白质的 ROI 之间及其与侧脑室边缘、梗塞灶、灰质之间的距离至少为 2mm。对于正常对照组，同样将 ROI 放置于室周与 SIVD 组的 ROI 相同或相近的位置。

3、弥散张量成像（DTI）：是在 MRI 弥散加权基础上发展起来的新型 MRI 技术，利用水分子的扩散运动各向异性进行成像，反映活体组织空间组成信息及病理状态下各组织成分之间水分子交换功能状态的检查方法，显示 T2WI 上正常区域的病变，在检测脑白质病变方面具有更大的优越性。DTI 有两个常用的测量参数，其中 FA 是反映组织各向异性最敏感的指标，范围为 0-1 之间，其大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性有密切关系，可提供神经纤维的损伤情况，FA 值越高，说明组织的各向异性越强，组织排列得越紧密；MD 反映水分子的弥散运动能力，值越大，水分子的弥散能力越强。将这两种参数相结合，可以准确地评估脑组织尤其是白质的微细结构变化。MD 值的升高和 FA 值的降低表示白质完整性受到破坏。华勒变性、细胞外淀粉样物沉积、小血管病变均可引起白质的这种病理改变 [9，10]。

4、DTI 研究结果：

（1）与对照组比较，SIVD 患者不仅右侧室周 WML 区 FA 值明显下降，额叶、颞叶、顶叶、胼胝体压部、脑室周围等多个脑区的白质正常区 FA 值也明显降低，部分 MD 值升高，提示 SIVD 患者除 MRI 白质异常区外，正常表现的区域也存在超微组织结构的损害，白质通路的完整性受到破坏。本研究显示 SIVD 患者脑白质 FA 和 MD 的改变具有区域选择性。两组病人均以额、顶叶 FA 下降、顶叶 MD 升高为主，枕叶未受累，提示前部白质损伤重，后部相对保留白质的完整性。这种选择性损害可能是不完全性梗塞或血管病变导致区域性低灌注，髓鞘脱失，引起神经纤维传导受损，轴索的不应期明显延长等多种病理变化，也可能与额叶白质容易受损的特性有关。

（2）两组 SIVD 患者较对照组脑室周围白质损伤较重。侧脑室壁的白质区域接受来自室管膜下动脉的血液供应，这些血管与来源于脑表面的血管吻合稀疏或缺如，当低灌注和缺血性损伤时，脑室周围深部白质穿支动脉极易受累，较早发生选择性组织坏死，从而出现相应的影像学改变。

（3） 脑室周围白质正常区的 FA、MD 值与视空间结构、执行能力、注意力损害均有一定的相关性：当脑室周围发生不同程度的白质病变时，脑室周围的三种环路 --- 内侧边缘环路、基底外侧边缘环路和防御环路的纤维联系即被破坏，影响皮质功能，干扰信息的传导，从而导致相应的认知功能障碍。

（4）两个参数的改变并不平行，MD 值升高与 FA 值降低的区域不尽一致：其原因可能在于前者的下降更多与神经元丢失及脱髓鞘有关，而后者的增加则与细胞外间隙扩大有关，FA 值对于神经纤维完整性的破坏更为敏感。在纤维束损伤不明显或病变的早期，细胞间隙扩大，而髓鞘和轴索膜丢失尚不显著，则可能表现为 MD 升高。

（5）血管性痴呆（VaD）和不伴痴呆的血管性认知障碍（VCIND）患者双丘脑 MD 值明显升高，提示 SIVD 患者丘脑可能存在隐匿性损伤导致局部水分子扩散幅度增大。丘脑的结构相对比较复杂，主要由灰质构成，但其上面和外侧面均覆有薄层白质带状层和外髓板，内部核团间亦存在 Y 形的白质内髓板，有着比较丰富的神经纤维，因此丘脑同样具有一定程度的各向异性和平均扩散度。在研究中还发现，两组 SIVD 患者 FA 值与对照组比较无统计学差异，其原因可能为丘脑结构复杂，其内神经纤维走行一致性程度较低，不同程度的影响了 FA 值的检测结果。推测丘脑 DTI、MRS 参数变化原因可能为：局灶性和 / 或弥漫性损害导致丘脑局部血液灌注下降，组织缺血缺氧，神经元能量代谢异常，继而造成丘脑灰质神经元损伤或功能下降；也有可能是连接丘脑与其他结构的白质损伤累及丘脑神经元，继发胞体萎缩，细胞外间隙扩大，水分子扩散增强。