纹状体梗死后红核继发性损害的弥散张量研究

王子军秦超梁志坚莫雪安程道宾陈雅娟叶伟戴旖

局灶性脑梗死可以导致与梗死灶有神经纤维联系的远隔部位发生继发性损害，而且这种继发性损害可能不利于患者神经功能的恢复[1-3]。既往研究多集中在脑梗死后，梗死灶远端锥体束神经纤维的继发性损害及其对患者神经功能恢复进程的影响，然而，椎体外系脑梗后远隔区的继发性损害却很少受到关注。纹状体、红核、黑质同属于椎体外系神经核团，它们之间存在丰富的神经纤维联系，纹状体梗死是否会引起红核继发性损害，及其发生发展过程等问题尚不清楚。本研究应用磁共振弥散张量(diffusion tensor imaging，DTI)技术观察纹状体梗死患者红核的弥散量参数变化，探讨纹状体梗死后红核继发性损害的特点及意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象连续收录2009年1月至2010年12月在广西医科大学第一附属医院住院治疗的纹状体梗死患者为研究组。纳入标准：①年龄18～65岁；②初次发病，在病程的恢复期(12周及以后)；③经常规MRI证实单侧累及纹状体的梗死灶，且其他区域无异常信号；④符合世界卫生组织脑卒中的诊断标准[4]。同时排除：①既往有脑出血、脑梗死、帕金森氏病、多发性硬化等中枢神经系统疾病史者；②严重心、肝、肾功能不全以及MRI检查禁忌的患者；③患者或家属不愿配合检查。研究组符合条件的患者32例，其中男23例，女9例，年龄34～59岁，平均(48.33±7.62)岁。招募相同例数、经MRI证实为单侧基底节梗死灶但纹状体不受累，且性别、年龄及发病时间与研究组相匹配的脑梗死患者为临床对照组。临床对照组32例，男23例，女9例，年龄36～60岁，平均(49.01±6.88)岁。招募相同例数且性别、年龄与研究组相匹配的健康志愿者为正常对照组。正常对照组共32名，男23名，女9名，年龄35～60岁，平均(49.26±6.53)岁。3组年龄(F=1.300，P=0.280)和性别分布(χ2＜0.001，P=1.000)差异无统计学意义。本研究获得广西医科大学第一附属医院医学伦理委员会批准，所有参与者对本研究知情并签署同意书。

1.2 神经功能评分 所有患者在MRI检查前2h进行改良Rankin量表(modified Rankin scale，mRS)及Barthel指数(Barthel index，BI)评分，分别评定患者神经功能损害的预后以及日常生活能力，同时对部分有类似于帕金森氏病症状的患者采用帕金森氏病综合评分量表(unified Parkinson's disease rating scale，UPDRS)的第Ⅲ分量表评价其严重程度。

1.3 MRI检测序列及扫描方法 研究组及临床对照组患者在发病第12周时进行MRI检查，正常对照组也进行1次MRI检查。采用荷兰PHILIPS公司的Aehieva 3.0T MR磁共振扫描仪，扫描序列包括常规MRI序列的轴位T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、MRA及DTI序列。扫描参数：T1WI(TR 2000ms/TE 10ms，反 转 时 间 800ms)，T2WI(TR 3000ms/TE 80ms)，T2FLAIR(TR 11000ms/TE 120ms，反转时间2800ms)，激发次数(number of excitation，NEX)=l；视野(field of view，FOV)均为24cm×24cm。DTI序列采用单次激发自旋回波—平面回波技术(a singleshot echo-planar-imaging，EPI)，参数如下：TR 1000ms/TE 115ms，矩阵为128×128，FOV为24cm×24cm，层厚2mm，层距0mm，体素体积1.68mm×1.68mm×2.70mm，弥散加权系数：b=0、b=1000s/mm2，弥散敏感梯度方向为64。

1.4 DTI序列后处理 扫描完成后，采用PHILIPS公司提供的分析软件PRIDE将所有数据转移到个人工作站，应用DTl分析软件(Diffusion Toolkit and TrackVis，http：//trackvis.org/)进行图像后处理，分别得到各向异性(fractional anisotropy，FA)、表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图及色彩编码FA图，首先分别在b=0成像轴位图的梗死灶中心和中脑层面的红核区域定义大小为2体素的感兴趣区(interested of region，IOR)，然后根据软件本身的配准原理，分别在FA图以及ADC图上同样的IOR测量并计算FA值和平均弥散量(mean diffusion，MD)值。

1.5 统计学方法所得数据用SPSS13.0进行分析。患者神经功能评分用中位数和上下四分位数表示[M(QL，QU)]，研究对象DTI检测指标数据用均数±标准差(x±s)表示。研究组与临床对照组神经功能评分的组间比较采用Mann-WhineyU检验；3组间FA值、MD值的比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用LSD法；研究组中出现帕金森样症状患者与无帕金森样症状患者梗死侧红核MD值和FA的比较，采用独立样本t检验。检验水准α为0.05。

2 结果

2.1 神经功能评分 研究组与临床对照组均有不同程度偏侧肢体运动功能障碍，部分患者有说话不清、面瘫、肢体麻木等，研究组mRS评分0～4分，中位数及下、上四分位数为1.50(1.00,3.00)分，临床对照组mRS评分1～5分，中位数及下、上四分位数为2.00(1.00,3.5)分。2组mRS评分差异无统计学意义(Z=-1.961，P=0.050)。研究组BI评分55.00～100.00分，其中位数和上、下四分位数为82.50(70.00,85.00)分，临床对照组BI评分25.00～85.00分，其中位数和上、下四分位数为65.00(55.00,75.00)分，2组BI评分差异有统计学意义(Z=-4.619，P＜0.001)。

研究组中5例患者出现受累侧上肢或上下肢不自主震颤，伴有齿轮样或铅管样肌张力升高等类似于帕金森氏病的表现，UPDRSⅢ评分5～19分，中位数11.00(6.00，16.00)分；临床对照组患者中无类似于帕金森症状表现的患者。

2.2 DTI资料 DTI的数据测量及统计分析显示，研究组梗死侧、临床对照组梗死侧与正常对照组的红核MD值有统计学差异(F=276.773，P＜0.001)，其中研究组梗死侧红核MD值比临床对照组梗死侧(P＜0.001)及正常对照组(P＜0.001)高，临床对照组和正常对照组间差异无统计学意义(P=0.510)。研究组梗死侧、临床对照梗死侧与正常对照组FA的差异有统计学意义(F=129.794，P＜0.001)，其中研究组梗死侧FA值比临床对照组梗死侧(P＜0.001)和正常对照组(P＜0.001)低，临床对照组梗死侧FA和正常对照组FA间差异无统计学意义(P=0.241)。见表1。

研究组梗死对侧、临床对照组梗死对侧与正常对照组3组间 MD(F=0.994，P=0.347)、FA(F=0.429，P=0.611)的差异无统计学意义。见表1。

研究组中出现帕金森样症状的5例患者梗死侧红核MD值为(1.142±0.136)×10-3mm2/s，FA值为(0.164±0.087)。无帕金森症状患者梗死侧红核的MD值为(1.075±0.074)×10-3mm2/s，FA值为(0.155±0.105)。2者间MD值有统计学差异(t=2.803，P=0.023)，FA值差异没有统计学意义(t=-0.301，P=0.766)。

3 讨论

DTI是一种由DWI发展而来的成像技术，该技术的特点是几乎在全方位收集体素水分子的弥散变化，不仅可以发现体素内水分子弥散量总量的微小改变，而且还可以发现这些微小改变具有方向性，临床上常用其研究以往常规MRI未能发现的微小病变[5]。本研究发现，亚急性期纹状体梗死患者，常规MRI显示除梗死灶以外无异常信号，而且在DTI的FA图和ADC图也未见到明显改变。然而，DTI的参数分析发现，与临床对照组及正常对照组比较，梗死灶同侧红核FA值下降，MD值升高。MD值的改变常反映局部组织的破坏及其程度，FA值主要反映局部组织神经纤维多少、排列方向的一致性及纤维完整性[2]。因此本研究中患者梗死灶同侧红核ADC值的升高提示，该部位组织结构的完整性破坏导致水分子的弥散程度增大，FA值下降则提示该部位神经纤维断裂崩解，原有的水分子沿着神经纤维方向弥散的部分表现减少。由于常规的MRI已经证实，梗死灶同侧的红核并没有发生缺血性损害，因此，本研究结果提示纹状体梗死可以引起同侧红核发生继发性损害。

表1 研究组、临床对照组和正常对照组红核DTI数据资料(x±s)

目前临床上研究脑梗死后远隔部位的继发性损害，均以已知的大脑解剖结构为基础，研究已知与梗死灶有纤维联系的部位[1-3]。已有的研究表明，局灶性脑梗死会导致梗死灶与梗死灶直接联系的近、远端锥体束纤维发生继发性损害，纹状体梗死会导致梗死灶同侧黑质的继发性损害[1-3,6]。红核、黑质、纹状体同属椎体神经和核团，相互间存在复杂的神经纤维联系。纹状体梗死，导致与之相联系的神经纤维继发性变性，继而出现红核的继发性损害，这可能是本研究发现红核继发性损害的结构基础。Matsumoto等[7]在大脑中动脉供血区、纹状体受累脑梗死患者的尸体解剖及病理学实验中证实，梗死灶同侧红核出现神经细胞减少和星形胶质细胞增多为表现的继发性损害。本研究应用DTI的方法，首次在患者活体检测到纹状体梗死后红核继发性损害的现象及其程度，为进一步研究其发生发展规律及其潜在意义提供可行的方法。

红核与纹状体、丘脑底核、小脑深部核团、大脑运动、感觉皮质以及颞叶皮质等存在广泛的纤维联系，通过皮质红核束以及小脑红核脊髓束等径路辅助随意运动是其主要功能[8]。然而，由于研究手段的限制，红核全面的生理功能如何至今尚没有完全了解。Rodriguez-Oroz等[9]报道应用深部脑刺激技术治疗帕金森的过程中，有1例帕金森患者的电极被偶然错误地植入到红核，结果发现，对患者进行电刺激时患者肌张力升高、肢体震颤等症状竟然明显改善；Colpan等[10]应用磁共振立体定位技术观察帕金森患者红核的变化，发现随着病程进展，患者的红核体积会缓慢增大。上述研究均提示红核的神经生理活动可能与患者帕金森症状有关。本研究中，有帕金森症状患者梗死侧红核继发性损害的程度较为严重，也提示纹状体梗死后红核的继发性损害可能参与血管性帕金森的发病过程。

样本例数有限，仅仅涉及横断面的研究等是本研究的主要不足，进一步扩大样本量，开展前瞻性研究将更有利于探讨问题的本质。

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