脑白质疏松（leukoaraiosis，LA）是由多种原因引起的脑白质异常，Hachinski 等于1987年首先提出这一影像学术语，用来描述头颅CT检查时所见的脑室周围及半卵圆中心脑白质的斑片状低密度区或T2WI上斑片状高信号。LA多见于60岁以上人群，常伴有痴呆和脑血管病，也见于无临床症状的老年人。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是近年来发展起来的一项新技术，常用参数为平均弥散系数（average diffusion coefficient，ADC），可在一定程度上反映脑白质微结构。本研究旨在探讨DWI在LA的诊断价值及其与患者认知功能障碍的关系。
一、研究对象
受检者均来自天津医科大学第二医院2007年7月至2009年10月头颅MRI检查者。
缺血性脑白质疏松（ischemic leukoaraiosis，ILA）组（ILA组）患者30例，年龄51～81岁，平均68.5岁，男22例，女8例。临床上有腔隙梗死史，近3个月无新病史，MRI T2WI可见脑白质点、片状或弥漫高信号影，所有病例无颈动脉狭窄（颈动脉变窄＞50%）。
健康受检者47例，全部经过严格筛选，神经科检查无神经系统症状、体征，无神经科或系统疾病史（包括糖尿病、高血压或代谢性疾病等），只因轻度非颅脑外伤、耳鸣、颌面神经痛，或因健康查体而做MRI检查者。分为两组：无临床症状但MRI T2WI上显示点片状高信号影的正常无症状伴LA老年人（normal aging leukoaraiosis，NLA）组（NLA组）患者25例，年龄52～79岁，平均68岁，男18例，女7例。对照组22例，年龄54～74岁，平均66.5岁，男16例，女6例。
三组受检者年龄、性别、受教育程度相匹配。所有受检者均行常规神经科查体和神经心理学测试（简易智能状态量表，mini-mental state exam，MMSE）[1]进行评分。
二、方法
1. 检查方法：使用GE 1.5 T Twin Speed Infinity with Excite Ⅰ超导型MRI系统，行常规MRI检查。所有患者均进行平扫，包括矢状位及轴位液态衰减反转恢复序列（FLAIR）T1WI、轴位及冠状位快速自旋回波（FSE）T2WI及DWI检查。扫描参数：T1WI TR 400 ms，TE 20 ms，激励1次；T2WI TR 3 600 ms，TE 90 ms，激励1次，层厚6 mm，层间隔1.5 mm，FOV 24 cm×24 cm。DWI为单次激发平面回波成像（EPI）脉冲序列，b值为1 000 s/mm2。DWI图像后处理采用Ge Advantage Windows工作站Function 2软件重建出ADC图。
2. 影像学分析：由两名具有相关经验的神经影像科医师在不了解受检者临床资料的情况下，在工作站上对侧脑室前角周围白质、后角周围脑白质、半卵圆中心等感兴趣区（ROI）进行划分（T2WI高信号区域为LA病灶区域，无高信号区域为正常白质区域），分别测量其ADC值。
3. LA分级：LA的脑白质病灶采用半定量法，在不了解受检者临床资料的情况下，参考Mäntylä等[2]的方法分级（图1）：0 级，无LA；1 级，轻度，双侧脑室周围前、中、后部白质见散在斑点状局限性病灶；2级，中度，双侧脑室周围前、中、后部白质见局限性、非融合性或部分融合性斑片状病灶；3级，重度，病变融合成片状，累及整个侧脑室周围白质。
三、统计学处理
对三组各项ADC指标，根据数据性质分别采用方差分析、t检验、Spearson相关分析。用社会科学统计程序软件包（SPSS for Windows 15.0统计软件）进行数据处理。P＜0.05为差异有统计学意义。
1. LA的严重程度与DWI ADC值的相关性（表1）：LA的严重程度与平均ADC值的病灶部位显著相关，且病灶区域的ADC值高于正常白质区域（P＜0.01）。
表1 LA的严重程度与平均ADC值的关系（×10－3 mm2/s，
）
）|
LA分级
|
ILA（n＝25）
|
|
ILA（n＝30）
|
|||||||||||
|
例数
|
正常白质
|
病灶
|
t值
|
P值
|
|
例数
|
正常白质
|
病灶
|
t值
|
P值
|
||||
|
1级
|
21
|
0.71±0.05
|
0.92±0.02
|
17.87
|
＜0.001
|
|
14
|
0.74±0.02
|
0.95±0.04
|
17.57
|
＜0.001
|
|||
|
2级
|
4
|
0.73± 0.06
|
0.97±0.05
|
6.15
|
＜0.005
|
|
11
|
0.78±0.04
|
1.04±0.08
|
9.64
|
＜0.001
|
|||
|
3级
|
0
|
－
|
－
|
－
|
－
|
|
5
|
0.81±0.03
|
1.10±0.05
|
11.12
|
＜0.001
|
|||
|
1、2级比较
|
t值
|
|
0.714
|
3.54
|
|
|
|
3.28
|
3.68
|
|
|
|||
|
|
P值
|
|
＜0.5
|
＜0.002
|
|
|
|
＜0.005
|
＜0.002
|
|
|
|||
|
2、3级比较
|
t值
|
|
－
|
－
|
|
|
|
1.49
|
2.53
|
|
|
|||
|
|
P值
|
|
－
|
－
|
|
|
|
＜0.2
|
＜0.05
|
|
|
|||
|
1、3级比较
|
t值
|
|
－
|
－
|
|
|
|
5.908
|
6.76
|
|
|
|||
|
|
P值
|
|
－
|
－
|
|
|
|
＜0.001
|
＜0.001
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
表2 大脑半球不同区域白质ADC值的变量关系（×10－3 mm2/s，）
）|
组别
|
例数
|
观察区域
|
前角周围白质
|
后角周围白质
|
半卵圆中心
|
|
ILA组
|
30
|
正常脑白质
|
0.79±0.05b
|
0.77±0.04c
|
0.76±0.04b
|
|
|
|
病灶
|
1.08±0.08ae
|
1.06±0.04ae
|
1.00±0.05af
|
|
NLA组
|
25
|
正常脑白质
|
0.74±0.05bd
|
0.73±0.04cd
|
0.70±0.04bd
|
|
|
|
病灶
|
0.97±0.05a
|
0.96±0.03a
|
0.93±0.03a
|
|
对照组
|
22
|
正常脑白质
|
0.70±0.03
|
0.69±0.03
|
0.68±0.03
|
注：与同组正常脑白质比较，aP＜0.01；与对照组比较，bP＜0.01，cP＞0.05；与ILA组正常脑白质比较，dP＞0.05；与NLA组病灶比较，eP＞0.05，fP＜0.05
3. LA患者不同ROI的ADC值与认知功能MMSE之间的关系（表3）：MMSE与LA患者的正常脑白质区域的ADC值相关，尤其是半卵圆中心的正常脑白质。
表3 LA患者大脑半球白质的ADC值与MMSE之间的关系
|
ADC与MMSE比较
统计项
|
前角周围白质
|
|
后角周围白质
|
|
半卵圆中心
|
|||
|
正常脑白质
|
病灶
|
|
正常脑白质
|
病灶
|
|
正常脑白质
|
病灶
|
|
|
r值
|
0.49
|
0.40
|
|
0.47
|
0.44
|
|
0.56
|
0.36
|
|
P值
|
＜0.05
|
＞0.05
|
|
＜0.05
|
＞0.05
|
|
＜0.01
|
＞0.05
|
讨 论
1. LA的ADC值的改变：本研究结果表明LA患者脑白质DWI有特征性改变，不仅病灶白质而且常规MRI正常的脑白质也有变化，即ADC增加。这种变化与LA的轴索缺失和胶质细胞增生相一致，尤其是轴索缺失，与ADC值增加有关。因为轴索产生明显的水扩散屏障，当轴索缺失时导致组织内水成分增加，屏障程度减弱，从而引起DWI相关参数改变。
比较严重的LA，疏松区域的ADC值变化更明显。本研究结果表明，LA的严重程度与DWI的ADC值改变相关，LA越严重，ADC值增加越明显。许多因素与这种病理变化相关，多家学说不一，Park等[3]认为慢性低灌注是最常见的病因，LA随着年龄的增加而更易出现，血供减低、缺血和血压不稳定也可引起LA。脑脊液循环障碍可引起脑室周围白质高信号，并且LA可见于痴呆患者以及许多遗传性疾病，包括脑常染色体显性遗传动脉病伴皮层下梗死和动脉硬化性脑病。Leifer等[4]病理研究LA发现脑室周围白质有轴索缺失，病灶周围有胶质细胞增生。而Baloh等[5]对3例无高血压和卒中样发作，但生前有MRI皮质下白质异常的老年人进行病理检查，发现白质异常不是髓鞘或轴索异常所致，脑室周围的高信号可能由梗死所致，这些梗死灶中心有坏死，周围反映星形细胞增生，星形细胞胶质增生可能是老年人白质MRI高信号的原因。并认同这种进行性弥漫性深部白质变化是在血管屏障破坏-星形细胞激活-血脑屏障破坏的循环中，血脑屏障是始动因素的理论。不同的研究结果，可能与病灶兴趣区划分、年龄以及病例选择范围的不同有关。尽管进行了大量的研究，但LA的病因、病理仍有争议。目前，临床多进行LA患者的严重程度与临床意义的对照研究。
本研究显示，LA患者的病灶区域ADC值增加最显著。在LA患者的正常脑白质区域ADC值也有变化，LA患者的脑白质在常规MRI被检出前已发生潜在的变化。O′Sullivan等[6]研究ILA患者正常白质区域的ADC值变化结果显示，前角周围正常白质区域ADC值显著增加；半卵圆中心的ADC值显著增加。与本研究结果相一致。
本组25例为NLA老年人，T2WI上白质可见点、片状高信号影，多为1、2级白质疏松。NLA与ILA患者比较，前者ADC值变化较轻。两组的正常白质区域均有变化，在半卵圆中心病灶区比较有差异，但无显著性（P＞0.05）。而两组的正常白质区域与对照组比较，前角周围白质、半卵圆中心的ADC值有显著差异（P＜0.01），说明NLA老年人的白质疏松可能预示一种类似于ILA的缺血改变，虽然不如ILA表现明显，但已有白质微结构的变化。Leifer等[4]经尸检研究LA分布情况，显示病灶位于侧脑室前角周围白质最多，其次为半卵圆中心，该病理结果与本研究结果一致。说明DWI可以检测脑白质微结构的变化，而这是常规MRI所不及的。
2. MMSE与LA的ADC值的相关性：本研究结果显示，MMSE与LA患者的正常脑白质区域的ADC值明显相关，尤其是半卵圆中心的正常脑白质。与O′Sullivan等[6]的研究类似，半卵圆中心的ADC值与认知功能的衰减明显相关。O′Sullivan认知功能检查方法与本研究有区别，其以执行功能检查为主。ILA被认为是血管性痴呆的附属物，常规MRI对于白质束的改变未提供更明确的信息，也不能解释与认知功能衰退的关系，但却发现，30例ILA患者的正常脑白质区域与17例年龄匹配的控制组比较有明显变化，这种变化与执行功能的衰退有相关性。LA对白质束的损害不仅局限在常规MRI T2WI上出现异常信号的区域，而且在正常脑白质的微细结构也已发生改变，脑白质在DWI上的表现已被磁共振波谱（MRS）研究所证实[7]，这些改变与认知功能相关，它代表了白质损害的早期病理改变。DWI的敏感性也对一系列的神经系统疾病发挥了重要作用，如在多发性硬化，正常脑白质的扩散逐渐增加表明有新病灶出现，在病灶活动期常规MRI可显示[8]。如果上述情况出现在LA，DWI可检测到这种变化，因此可以在早期采取相应治疗措施防止或延缓认知功能的衰退。目前，检查结果已表明了DWI在这方面的潜力。
参考文献
[1] Folstein MF，Folstein SE，McHugh PR. “Mini-mental state”. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. J Psychiatr Res，1975，12（3）：189－198.[PubMed][2] Mäntylä R，Aronen HJ，Salonen O，et al. The prevalence and distribution of white-matter changes on different MRI pulse sequences in a post-stroke cohort. Neuroradiology，1999，41（9）：657－665.[PubMed]
[3] Park KY，Chung PW，Kim YB，et al. Association between Small Deep Cerebellar Ischemic Lesion and Small-Vessel Disease. Cerebrovasc Dis，2009，28（3）：314－320.[PubMed]
[4] Leifer D，Buonanno FS，Richardson EP Jr. Clinicopathologic correlations of cranial magnetic resonance imaging of periventricular white matter. Neurology，1990，40（6）：911－918.[PubMed]
[5] Baloh RW，Vinters HV. White matter lesions and disequilibrium in older people. Ⅱ. Clinicopathologic correlation. Arch Neurol，1995，52（10）：975－981.[PubMed]
[6] O′Sullivan M，Summers PE，Jones DK，et al. Normal-appearing white matter in ischemic leukoaraiosis： a diffusion tensor MRI study. Neurology，2001，57（12）：2307－2310.[PubMed]
[7] Nitkunan A，Charlton RA，Barrick TR，et al. Reduced N-acetylaspartate is consistent with axonal dysfunction in cerebral small vessel disease. NMR Biomed，2009，22（3）：285－291.[PubMed]
[8] Zivadinov R，Bergsland N，Stosic M，et al. Use of perfusion-and diffusion-weighted imaging in differential diagnosis of acute and chronic ischemic stroke and multiple sclerosis. Neurol Res，2008，30（8）：816－826.[PubMed]
(编辑：吴莹 收稿日期：2009-12-24)