脑功能磁共振成像技术对脑神经功能损伤诊断的价值

蒋宗焰　张　清　牛　犇

武汉市青山区普仁医院磁共振室　武汉　430081

脑功能磁共振成像技术对脑神经功能损伤诊断的价值

蒋宗焰张清牛犇

武汉市青山区普仁医院磁共振室武汉430081

【摘要】目的探讨脑功能磁共振成像及其处理分析技术对脑神经功能损伤诊断的价值。方法选择2013-06-2015-02入住我院接受治疗的18例神经外科脑损伤患者进行研究。保守治疗16例，手术治疗2例。对患者实施电针刺激功能磁共振成像(fMRI)，分析得出静息状态信号(R)和刺激状态(A)的脑功能对比图。计算出每次刺激侧对侧的脑激活簇偏侧指数LI，并同时对相应的神经功能缺损状况进行评分。所有患者康复治疗时，除对症治疗外，还需接受按摩、高压氧、功能锻炼等康复措施。结果14例患者做前后两期检查，取得两期的完整资料；4例患者仅做了1期检查，获得1期资料。18例患者共获得50次功能磁共振成像图像，剔除伪影较多的图像，最终选择符合条件的33次图像进行研究。33次成像图像显示，血氧水平依赖性增强(BOLD)均获得清晰的激活簇，且前后两期的LI变化值均有不同程度的提高，28次LI值为正值，5次LI值为负值，正值率为84.85%(28/33)，但前后两期的LI变化值比较差异无统计学意义(P>0.05)。前后两期的LI的改变值△LI以及相应的神经缺损评分△S为正值，且△LI与△S呈现正相关(P<0.001)。结论通过电针刺激的脑功能磁共振成像能动态监测到患者脑激活簇的变化，并经数据处理分析后对脑神经功能损伤程度的诊断具有一定的判定价值。

【关键词】功能磁共振成像；处理分析技术；脑神经功能损伤诊断

脑损伤易造成脑神经功能缺损，其致残率和病死率较高，严重威胁患者的生命质量[1]。功能磁共振成像作为一种正在迅速发展的新扫描成像技术，能够快速成像，反映出大脑在发生病变或者受到刺激时脑功能的变化情况[2]。目前，脑功能磁共振成像技术及其数据处理分析在我国获得了极大的关注和广泛的应用，特别是在神经科学领域。本文探索功能磁共振成像技术对脑神经功能损伤诊断的价值，现报道如下。

1材料与方法

1.1一般资料选择2013-06-2015-02入住我院接受治疗的18例神经外科脑损伤患者进行研究，男13例，女5例；年龄15～70岁，平均(42.5±6.2)岁；创伤性脑外伤15例，脑膜瘤手术后出现脑损伤3例；脑部均有不同程度挫伤15例，其中大脑左侧挫伤6例，大脑右侧挫伤4例，大脑双侧均有挫伤5例，3例经右侧大脑右侧镰旁部位脑膜瘤手术后右侧额叶后部出现损伤；16例行保守治疗，2例实施手术治疗，所有患者康复过程中出现不同程度的偏瘫。所有患者除对症治疗外，还需要接受按摩、高压氧、功能锻炼等康复措施[3]。此次研究排除小脑损伤或明显脑干损伤患者[4]。

1.2方法患者取仰卧体位，固定头部。运用SIEMENSNovus扫描仪和头线圈进行扫描成像。成像顺序：(1)正中矢状位为定位像；(2)GRE-field-mapping轴位：TR/TE/FA=525ms/6.11ms/60，，间距0.8mm，共36层，层厚3mm，矩阵64×64，FOV为192mm×192mm，平均1次，采集方位与胼胝体前后联合的连线相平行，并于两侧小脑和大脑半球开始采集。(3)GRE-EPI序列：TR/TE/FA=3 860ms/50ms/90°，间距为0.8mm，共36层，层厚3mm，矩阵64×64，FOV为192mm×192mm，共重复60次，扫描方向与平面保持一致。

运用组块设计模型，EPI对选择层面按照R-A-R-A-R-A的模式进行采集，R(静息期38.6s)和A(刺激期38.6s)各进行3次，R和A间实行连续扫描，每个R和A都扫描l0次，并且每个R和A最初的2次数据采集均不计入后处理的范围(ignore=2)；每完成1次扫描获得由36幅图像构成的1帧图像，并获得A期和R期各30帧图像，一共60帧，即共2160幅图像。需要多次的检查成像图像，剔除伪影较多的图像。完成整个过程一般需30min。

采集数据后需要对数据进行后处理分析。采用扫描仪自带的功能磁共振成像后处理软件进行处理分析。运用Student、S-t检验统计学法、傅里叶K空间插值法的运动校正分析后得到R与A状态信号比较的t-检验图像，t为阈值，并取t值为4，得到t>4、t<-4、|t|>4共三种t-检验与EPI的融合像。最终取|t|>4为此次研究的脑功能损伤分析图像。同时可以对图像上反映的脑激活簇感兴趣区域做扫描时间进程和信号强度分析。

1.3观察指标分析|t|>4的融合像，统计每例患者脑内的激活簇数量，计算出每一次脑部病灶患者的激活簇LI(LI=(C-I)/(C+I)，C表示刺激侧的对侧脑激活簇数目和，I表示刺激侧的同侧脑激活簇数目和)[5]。并记录前后两期对患者的神经功能缺损程度评分。采用临床中枢神经功能缺损程度的评分标准[6]：(1)0～9分：意识缺损程度；(2)0～6分：言语、手运动、下肢运动、肩臂运动、步行能力；(3)0～4分：水平凝视功能；(4)0～2分：面瘫程度。对以上项目进行评分，总分值为0～45分，得分愈高表示神经功能缺损的程度愈重。然后用△LI(LI2～LI1)反映前后两期LI值的变化情况，并作t检验，再用神经功能缺损程度的评分值△S(S2-S1)和△LI做相关性分析。

1.4统计学分析运用统计学软件SPSS18.0处理分析数据，前后两期数据的比较采用t检验，当P<0.05时，则表示两组数据具有可比性和统计学意义；再用统计学软件对评分值改变△S与△LI做相关性分析。

2结果

2.1患者受检后结果分析18例患者中14例做前后两期检查，取得两期完整资料；4例仅做1期检查，获得1期资料。18例共实施了50次刺激扫描成像，其中14例1次性完成，13例反复做2次完成，2例反复做3次完成，1例反复做4次才完成。18例患者共获得50次功能磁共振成像图像，并剔除伪影较多的图像，最终选择符合条件的33次图像进行研究。33次成像图像显示，血氧水平依赖性增强(BOLD)均获得清晰的激活簇，大小相近，呈圆点状，主要分布在脑皮层，融合较小。并且在激活簇区域的时间进程图和信号强度显示，A期的信号强度比R期的信号程度增高明显，脑外或者脑周围偶尔可见少量的似激活簇伪影，在邻近的颅底气窦腔和眼球周围较多出现该现象，然而在信号强度与时间进程图上无明显表示A期的信号强度较R期的信号强度增高的特征。28次LI值为正值，5次LI值为负值，正值率为84.85%(28/33)。但前后两期的LI变化值△LI比较无显著差异和统计学意义(P>0.05)。前后两期的LI的改变值△LI以及相应的神经缺损评分△S为正值，并且△LI与△S呈现正相关(P<0.001)。33次检查激活簇LI的变化值以及相应的神经功能缺损评分值S的具体情况，见表1。

表1　患者患侧的脑激活簇LI与对应的神经功能缺损

注：(1)15例患者的△LI为正值，t=1.305，P>0.05，15例患者前后两期LI比较差异无统计学意义；(2)l5例换者的△LI与△S为正值，两者间进行回归分析，r=0.958，表现出正相关性，P<0.001

3讨论

功能磁共振成像(fMRI)技术为检测局部区域的脑功能活动提供了一种无创伤、安全准确、价格相对低廉的技术方法[7]，有助于神经外科医生准备定位脑内病灶，确定其与邻近功能区间的关系，为患者制定最佳的治疗方案，评价患者术后功能恢复情况[8]。之前，我国对脑神经功能损伤诊断主要依赖于制定的神经功能缺损评分标准来衡量，缺少可直接反映脑神经功能损伤程度的指标[9]。功能磁共振成像技术能够通过功能图像直接准确揭示神经功能损伤程度。fMRI已在神经科学中得到广泛运用，且在脑科学研究中形成了研究热点和高潮。

本文研究发现，经电针刺激功能磁共振以及前后两期的检查后，每例患者的激活簇的变化值△LI为正值，表示每例患者的激活簇LI值均不同程度的提高。这是因为LI值的升高幅度受到第1次检查时脑功能恢复情况、前后两期间隔时间的长短等因素的影响[10]。有关文献[11]报道，脑损伤造成的偏瘫患者的恢复时期较长，可达18个月。此外，本次研究还发现，前后两期患者的脑内激活簇LI的变化值△LI与对应的神经功能缺损程度评分值S的变化值△S均为正值，并且呈现正相关性。这是因为在脑损伤恢复期间，患者大脑病灶区的微循环血改善以及脑内细胞开始修复[12]。另外，随着脑损伤逐渐恢复，神经细胞也慢慢修复，神经功能得到改善，人体抵抗力增强[13]。△LI与△S呈现正相关性，在一定程度上表明，通过监测脑损伤患者病灶区的脑内激活簇LI可以诊断患者的脑神经功能恢复的程度。

通过电针刺激的脑功能磁共振成像能动态监测到患者脑激活簇的变化，并经过数据处理分析后对脑神经功能损伤程度的诊断具有较高的应用价值，且该技术操作方便，定位准确，值得临床推广。然而fMRI技术仍然是一种处于发展阶段的功能成像扫描技术，还存在一定的局限性和不足。如虽然fMRI对功能活动区定位有较好的空间准确性，但大脑皮质内缺乏激活信号不一定表示该区域缺少神经电活动，外科切除一定是安全的。因此还需要根据功能磁共振成像技术的特点，在现有方法的基础上，研究新的处理分析方法，对整个神经科学领域的发展都有深远意义。

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(收稿2015-03-15)

【中图分类号】R445.2

【文献标识码】B

【文章编号】1673-5110(2016)10-0043-02