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摘要:原發(fā)性腦損傷可導(dǎo)致病灶遠(yuǎn)端的錐體束發(fā)生華勒氏病變,基于磁共振技術(shù)(magneticresonanceimaging,MRI)的彌散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging,DWI)、彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)等成像技術(shù)對(duì)于華勒氏變性的檢測(cè)有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),本文針對(duì)華勒氏變性各個(gè)階段不同的影像學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行了綜述,并對(duì)臨床檢測(cè)早期華勒氏變性做出了指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:錐體束;華勒氏變性;磁共振成像;腦損傷
0引言
1850年,Waller[1]在青蛙神經(jīng)損傷試驗(yàn)中觀察并報(bào)道神經(jīng)元細(xì)胞體或近段軸突損傷,會(huì)造成其遠(yuǎn)端軸突、髓鞘繼發(fā)性的變性,這種神經(jīng)改變被稱為華勒氏變性(Walleriandegeneration,WD)。在臨床中,腦梗死、腦外傷、腦出血、腦動(dòng)脈畸形、腦部手術(shù)等原發(fā)性的腦損傷均會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端神經(jīng)纖維繼發(fā)WD,對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)、語(yǔ)言及智能等造成不同程度的功能障礙[2]。在顱腦疾病的影像學(xué)檢查中,醫(yī)師往往只注意原發(fā)病灶,而忽略其遠(yuǎn)隔部位的繼發(fā)性改變,甚至將繼發(fā)性損傷誤認(rèn)為新的原發(fā)性病灶。所以正確認(rèn)識(shí)WD的影像學(xué)表現(xiàn),各種影像學(xué)診斷要點(diǎn)有著重要的臨床意義。
1華勒氏變性概述
WD是一種繼發(fā)性的軸突退行性疾病。病變會(huì)導(dǎo)致髓鞘脫失和膠質(zhì)增生,最終導(dǎo)致大腦腳、橋腦和延髓的不對(duì)稱性萎縮[3]。WD的病理學(xué)表現(xiàn)為原發(fā)性腦損傷導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞軸索橫斷性損傷,損傷區(qū)近側(cè)軸索發(fā)生變性至上一個(gè)郎飛結(jié)[4]。若損傷區(qū)靠近細(xì)胞體,則可導(dǎo)致細(xì)胞體染色質(zhì)溶解。損傷區(qū)遠(yuǎn)側(cè)軸索及髓鞘崩解,具有吞噬功能的雪旺細(xì)胞增生,并吞噬、消化崩解的軸索和髓鞘碎屑,軸突錐體細(xì)胞間聯(lián)系被切斷,神經(jīng)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)來(lái)源缺失,最后神經(jīng)纖維出現(xiàn)萎縮。Kuhn等[5]以原發(fā)性腦損傷為時(shí)間起點(diǎn),根據(jù)WD的MRI影像學(xué)變化,分為以下四期。(1)第Ⅰ期:0~4周內(nèi)。此階段以軸突和髓鞘分離為特點(diǎn),軸索發(fā)生退化并伴著輕微生化改變,此時(shí)病變區(qū)MRI上沒(méi)有任何異常顯示。(2)第Ⅱ期:4~10周。此階段表現(xiàn)為髓鞘的快速降解,髓鞘蛋白被破壞,而髓鞘內(nèi)脂質(zhì)成分尚保存完整,變性組織的親水性增加,病變區(qū)出現(xiàn)T2WI低信號(hào),此時(shí)為急性WD[6]。(3)第Ⅲ期:10~14周。這個(gè)階段髓鞘的髓質(zhì)遭到破壞,變性組織的親水性明顯增加,增生的膠質(zhì)細(xì)胞填充在變性的軸突和髓鞘位置上,病變區(qū)T2WI出現(xiàn)高信號(hào)。(4)第Ⅳ期:數(shù)年之后。此階段以腦組織萎縮改變?yōu)橹鳎R?jiàn)的為腦損傷區(qū)域同側(cè)大腦腳萎縮[7]。WD出現(xiàn)得越早,患者運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)越慢,預(yù)后越差[8]。
2顱腦檢查的影像學(xué)技術(shù)
1973年,磁共振技術(shù)(magneticresonanceimaging,MRI)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床檢查,人們可以無(wú)創(chuàng)地觀察大腦組織結(jié)構(gòu)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,基于MRI發(fā)展起來(lái)的彌散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging,DWI)、彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)等技術(shù)可以在活體上進(jìn)行水分子彌散測(cè)量,可以在腦組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變前識(shí)別出病變,也逐漸成為了臨床檢查中的常規(guī)手段。
2.1磁共振成像
錐體束WD的MRI表現(xiàn)是,其與原發(fā)病灶相連的條狀異常信號(hào)。此異常信號(hào)必須經(jīng)由放射冠,穿過(guò)內(nèi)囊膝部或內(nèi)囊后肢的前半部、大腦腳和橋腦基低部,條狀異常信號(hào)可以連續(xù),也可以不連續(xù),但一定與錐體束走形一致。趙建青[9]對(duì)86例腦卒中患者同時(shí)進(jìn)行了MRI和CT的掃描檢測(cè),在錐體束WD形態(tài)學(xué)改變上(病變第Ⅳ期)的陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)率,兩者并無(wú)明顯差別,但是在病變中期之前,MRI陽(yáng)性率高于CT平掃方式。在WD變性的第Ⅱ期變性區(qū)表現(xiàn)為T1WI高信號(hào)、T2WI低信號(hào),第Ⅲ期變性區(qū)表現(xiàn)為T1WI低信號(hào)、T2WI高信號(hào)。
2.2彌散加權(quán)成像
MR彌散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging,DWI)是在MR成像序列中加入強(qiáng)磁場(chǎng)梯度而獲得的,可以顯示水分子的布朗運(yùn)動(dòng)。DWI能很好地顯示W(wǎng)DI期的改變。Sylaja等[10]報(bào)道,在患者發(fā)生缺血性腦卒中后的13d,發(fā)現(xiàn)缺血區(qū)域的同側(cè)大腦腳區(qū)域顯示DWI高信號(hào)、ADC低信號(hào),而該區(qū)域?qū)?yīng)到T2WI圖中,沒(méi)有明顯的信號(hào)差異。Jones等[11]研究表明,腦梗死所致的急性的WD的DWI可以呈高信號(hào)和等信號(hào)。這個(gè)時(shí)期神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)部水分子增多導(dǎo)致細(xì)胞腫脹,細(xì)胞間水分子活動(dòng)受限,彌散導(dǎo)致MR信號(hào)降低的效應(yīng)較低,因而表現(xiàn)出DWI為高信號(hào),同時(shí)由于彌散受限,ADC值較小,ADC圖表現(xiàn)為低信號(hào)。
2.3彌散張量成像
彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)突出強(qiáng)調(diào)水分子彌散的各項(xiàng)異性,反映水分子在白質(zhì)內(nèi)彌散的優(yōu)勢(shì)方向,以顯示腦白質(zhì)纖維束的走形(DTI擴(kuò)散圖),并觀察白質(zhì)纖維束的空間方向性和完整性。WD在DTI擴(kuò)散圖中的表現(xiàn)為斑點(diǎn)、斑片狀稍高信號(hào),邊界不清晰,并隨著病程發(fā)展出現(xiàn)中斷和破壞。常用于早期的WD診斷[12]。Puig等[13]對(duì)60例發(fā)生缺血性腦卒中的患者進(jìn)行了縱向的多時(shí)間點(diǎn)的跟蹤觀察,發(fā)現(xiàn)WD區(qū)和非WD區(qū)的FA信號(hào)從發(fā)病到病后12h之內(nèi),并沒(méi)有顯著性差異,而在發(fā)病30d后,WD區(qū)的FA值顯著小于非WD區(qū)。Pierpaoli等[14]指出在診斷WD上,DTI信號(hào)比T2WI敏感得多,在他們觀察的每個(gè)患者中,受影響的神經(jīng)通路中的整個(gè)纖維軌跡均出現(xiàn)DTI信號(hào)顯著異常。但是Thomalla等[15]對(duì)9例急性幕上缺血性腦卒中患者DTI數(shù)據(jù)研究,發(fā)現(xiàn)在患者發(fā)病后2~16d內(nèi)錐體束的FA值減小,并把這個(gè)作為早期WD的臨床標(biāo)志。Yu等[16]利用DTI通過(guò)對(duì)9例腦卒中患者皮質(zhì)脊髓束區(qū)域?yàn)槠谝荒甑目v向觀察,明確了從第二周開(kāi)始,患者該區(qū)域的FA值有顯著的下降,此時(shí)MD不變。直到腦卒中后3個(gè)月,MD增高,F(xiàn)A繼續(xù)下降。從第4個(gè)月到1年內(nèi),DTI的參數(shù)不再發(fā)生變化,說(shuō)明患者在腦卒中后3個(gè)月,WD達(dá)到了一個(gè)平衡穩(wěn)定的狀態(tài)。腦卒中造成的缺血性傷害本身會(huì)引起沿著錐體束走行區(qū)域FA值的下降,這些差異有可能是由此造成,也可能是由樣本及統(tǒng)計(jì)分析方法不同所造成的。Pierpaoli等[18]對(duì)發(fā)病一年后的缺血性腦卒中患者研究發(fā)現(xiàn),其大腦腳層面FA值明顯降低,MD值升高。DeVetten等[19]研究發(fā)現(xiàn),腦卒中后運(yùn)動(dòng)預(yù)后差的患者的皮質(zhì)脊髓束ADC值的減少提示著早期WD。有研究表明[20],錐體束走形區(qū)域早期未出現(xiàn)DWI/ADC序列信號(hào)改變的腦出血患者,在長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的隨訪過(guò)程中,磁共振的各個(gè)序列中均未發(fā)現(xiàn)繼發(fā)WD的現(xiàn)象。這充分證明,DWI和DTI中的ADC信號(hào)檢測(cè)對(duì)于腦出血繼發(fā)錐體束WD的敏感性和特異。更重要的是其還能定量監(jiān)測(cè)神經(jīng)纖維WD的過(guò)程,這對(duì)抗軸突變性藥物治療監(jiān)測(cè)有著重要意義。
3引起錐體束WD的因素
錐體束是人體中最大的運(yùn)動(dòng)傳出纖維,與肢體運(yùn)動(dòng)密切相關(guān),運(yùn)動(dòng)功能的維持主要依賴錐體束的完整性,其包括皮質(zhì)脊髓束和核皮質(zhì)腦干束兩種。錐體束走形區(qū)域包括內(nèi)囊、中腦大腦腳、腦橋基地部、延髓錐體交叉,到達(dá)脊髓前角細(xì)胞及腦干相應(yīng)運(yùn)動(dòng)核。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,涉及到大腦半球和神經(jīng)纖維通路的腦損傷,均可導(dǎo)致神經(jīng)纖維的WD變性,其中最常見(jiàn)的就是腦梗死和腦出血。
3.1腦梗死
中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,引起錐體束WD的病因以腦梗死居多[21]。有研究表明[22],腦梗死后1周內(nèi)可發(fā)生錐體束的WD。方珉等[23]對(duì)23例大腦動(dòng)脈區(qū)腦梗死患者進(jìn)行了DTI檢查發(fā)現(xiàn),最早在腦梗死發(fā)生第3天就可以觀測(cè)在梗死部位同側(cè)錐體束FA值下降,而7d后,患者均出現(xiàn)腦梗死同側(cè)錐體束FA值下降。DWI信號(hào)往往被認(rèn)為是急性腦缺血后細(xì)胞膜通透行增加和細(xì)胞內(nèi)水中的影像學(xué)表現(xiàn)。所以臨床上診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)WD與腦缺血性病灶信號(hào)改變相似,均可表現(xiàn)為T2WI、DWI高信號(hào),所以WD很容易被誤診為新的缺血病灶,這就需要臨床醫(yī)生利用解剖學(xué)知識(shí)將華勒氏病變識(shí)別出來(lái)。顧萍等[24]研究發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈或大腦中動(dòng)脈供血區(qū)急性腦梗死后可出現(xiàn)錐體束WD,所以當(dāng)原發(fā)損傷部位與繼發(fā)損傷部位有著密切的神經(jīng)纖維聯(lián)系,但不處于一個(gè)血管供血區(qū)時(shí),不能單純地利用缺血來(lái)解釋,需考慮有無(wú)WD可能。
3.2腦出血
朱建國(guó)等[25]對(duì)101名基底節(jié)區(qū)腦出血患者進(jìn)行了多時(shí)間節(jié)點(diǎn)采集各類磁共振影像研究。縱向?qū)Ρ确治霭l(fā)現(xiàn),在出現(xiàn)華勒氏變性的患者中,腦出血發(fā)生后7d左右,遠(yuǎn)端錐體束在DWI表現(xiàn)為高信號(hào),ADC為低信號(hào)。WD組的患者的腦出血量顯著多于無(wú)WD組,NIHSS評(píng)分也高于無(wú)WD組。同時(shí)在WD組中,內(nèi)囊出血所占比例高于無(wú)WD組。同時(shí)得出患者出血量越大,越靠近錐體束走形區(qū)域,腦出血后并發(fā)遠(yuǎn)端錐體束急性華勒氏變性的可能性就越大,同時(shí)發(fā)生WD的患者預(yù)后不良。Kusano等[26]研究發(fā)現(xiàn),腦出血患者神經(jīng)恢復(fù)與血腫損害錐體束的程度有關(guān)。與腦梗死引起的錐體束WD不同的是,腦出血對(duì)錐體束的損害以推移、出血灶和水腫壓迫為主,而不是錐體束直接缺血壞死。有研究發(fā)現(xiàn),腦內(nèi)原發(fā)病灶的面積及部位與錐體束繼發(fā)WD相關(guān)[27]。
4小結(jié)
中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性損傷可累及錐體束繼發(fā)性WD,當(dāng)大腦半球病變合并大腦腳、橋腦、延髓信號(hào)改變時(shí),需要進(jìn)行鑒別診斷。WD的出現(xiàn),是患者肢體功能恢復(fù)差的信號(hào),因此正確認(rèn)WD的各種影像學(xué)表現(xiàn),可以避免把WD識(shí)別為新的病灶,同時(shí)越早發(fā)現(xiàn)WD,越有助于醫(yī)師更加準(zhǔn)確地對(duì)患者后期運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況進(jìn)行判斷。不同的成像方式上,WD所表現(xiàn)的影像特征不同。CT對(duì)于WD檢查存在滯后性,僅能在WD后期的時(shí)候檢測(cè)出腦組織萎縮;MRI最早可以在腦損傷后的第四周檢測(cè)出WD區(qū)域的T1WI的高信號(hào)、T2WI的低信號(hào);DWI和DTI均能發(fā)現(xiàn)錐體束早期WD,但是DTI對(duì)MR成像要求高,成像時(shí)間長(zhǎng),干擾因素多[28]。DWI已經(jīng)在臨床工作中得到普遍應(yīng)用,成像結(jié)果重復(fù)性好,相對(duì)容易執(zhí)行,所以在早期監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)錐體束WD,DWI更有實(shí)際操作意義,可作為檢測(cè)早期WD的主要成像手段。從目前的研究來(lái)看,報(bào)道腦損傷后發(fā)生錐體束WD的時(shí)間不夠統(tǒng)一,病變的發(fā)生、現(xiàn)有圖像信號(hào)的變化、腦組織的形態(tài)變化也沒(méi)有精確的時(shí)間界限[29-30],基于現(xiàn)有的成像方式進(jìn)行大樣本長(zhǎng)時(shí)間跟蹤研究或者采用全新的圖像特征來(lái)研究[17]WD的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程,這將是今后研究的方向。WD還作為神經(jīng)退行性疾病[31]的研究模型,隨著新的成像技術(shù)的發(fā)展,深入研究WD對(duì)評(píng)價(jià)軸突保護(hù)藥物的療效具有更大作用。
作者:李繼剛 張述平 單位:新疆哈密地區(qū)中心醫(yī)院放射科