引用本文： 張艷, 陳秀英, 賀電, 吳杞柱, 龔啟勇, 周紅雨. 視神經脊髓炎視覺通路磁共振彌散張量成像與視覺誘發電位的相關性研究. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(7): 853-856. doi: 10.7507/1002-1892.20150185 復制
視神經脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）是一種以選擇性侵襲脊髓和視神經為特征的脫髓鞘性疾病[1-7]。臨床主要表現為先后發生或同時發生的視神經炎和聯合橫貫性脊髓炎[8]。彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是一種可無創追蹤腦白質纖維，并反映其解剖連通性的方法，可用于評估NMO患者的正常表現腦白質損傷情況[9-10]。視覺誘發電位（visual evoked potential，VEP）是判斷視覺傳導通路完整性的客觀指標[11]，NMO患者VEP的主要改變是潛伏期延長及波形消失，波幅降低少見[12]。P100波潛伏期延長是視神經脫髓鞘最敏感的檢測方法[13]。本研究應用DTI技術定量分析NMO患者視覺傳導通路腦白質在結構和功能上是否存在改變，及其與VEP變化是否存在相關性，以期定量評估NMO患者脫髓鞘及軸突損傷恢復情況，便于對患者的病情進行更全面評價，對預后進行個體化評估。
1 材料及方法
1.1 試驗對象及分組方法
納入標準：① 按照Wingerchuk等[14]2006年提出的修正診斷標準確診為NMO者；② 同一時間完成常規MRI、DTI、VEP檢查。排除標準：① 常規MRI發現符合或疑似多發性硬化病灶；② 雙眼視力完全損害或視野圖顯示雙眼視野完全缺失者；③ 臨床和影像學以及視覺傳導通路檢查資料不完整；④ 各項檢查完整，但圖像質量欠佳者。
2008年7月－2009年4月共收治NMO 患者25例，其中20例患者符合選擇標準（試驗組）納入研究。其中男3例，女17例；年齡23～62歲，平均41.6歲。病程4個月～13年，中位病程3.2年。擴展殘疾狀態量表（EDSS）評分為0～ 6分，平均3.3分。首次出現臨床表現時患者出現視力改變8例，后漸累及視力者6例，余6例無明顯視力改變。根據患者VEP檢查提示P100波潛伏期是否延長，將其分為VEP異常組（試驗組1）和VEP正常組（試驗組2）。同時選擇20例性別、年齡與試驗組相匹配，無中樞神經系統疾病病史、癥狀及體征的健康成人志愿者為對照組，其中男3例，女17例；年齡22～57歲，平均39.3歲。志愿者頭顱MRI掃描未見任何異常改變。本研究經四川大學華西醫院倫理委員會批準。
1.2 試驗方法
1.2.1 VEP檢查
使用RETIport誘發電位儀（ROLAND公司，德國）檢查雙眼P100波潛伏期。刺激條件：用全刺激野的黑白方格圖形翻轉刺激，對比度99%，時間頻率2 Hz，空間頻率分別為60’和15’兩種不同視角，刺激屏亮度800 cd/mm2；受檢眼距電視屏幕1 m。記錄條件：放大器通頻帶1～100 Hz，掃描時間250 ms，重復64次。獲取信號經平滑濾波器處理。
1.2.2 DTI檢查
使用Signa3.0T 磁共振成像系統（GE公司，美國），頭顱8通道相控陣圈進行檢查。首先使用自旋回波序列采集頭部，特別是雙側視神經、視束、視放射的T2加權像。DTI使用單次激發自旋回波平面成像序列，擴散敏感梯度方向數為15，b值=1 000 s/mm2，TR=10 s，TE=70.8 ms，FOV=24 cm×24 cm，矩陣128 ×128，NEX=1，復制常規MRI掃描的斜軸位序列定位線，行層厚3 mm無間隔連續掃描50層圖像。將原始圖像輸入計算機，應用DTIStudio軟件（http://www.cmrm.med.jhmi.edu）進行后處理，獲得彩色部分各向異性（fractional anisotropy，FA）圖、黑白FA圖、平均彌散率（mean diffusivity，MD）圖共3種參數圖像。應用ROIE ditor軟件(http://www.cmrm.med.jhmi.edu)根據經典神經解剖學描述[
圖1
視覺傳導通路腦白質纖維FA圖 ? 視神經 ? 、 ? 視束 ? 視放射
Figure1.
FA image of visual pathway white fiber ? Optic nerve ? , ? Optic tract ? Optic radiation
1.3 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用t檢驗；NMO 患者FA值、MD值與P100波潛伏期相關性采用Pearson相關分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 VEP檢查結果及分組
試驗組20例NMO患者中，13例VEP檢查雙側P100波潛伏期延長或波形未引出，作為試驗組1；7例雙側P100波潛伏期正常，作為試驗組2。試驗組1及試驗組2患者VEP檢查P100波潛伏期值分別為（109.638±8.864）ms及（95.489±3.582）ms。
2.2 DTI檢查
與試驗組2及對照組比較，試驗組1各部位FA值顯著降低，MD值顯著升高，比較差異均有統計學意義（P＜0.05）；試驗組2各部位FA值及MD值與對照組比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表 1。
表1
各組FA值及MD值比較（2.3 相關性分析
試驗組有2例雙側VEP波形未引出，4例為單側VEP波形消失，P100波潛伏期無法估計，因此在研究中僅分析18例NMO患者32只眼的P100波潛伏期與視覺傳導通路各部分腦白質纖維的FA值及MD值的相關性。結果顯示，NMO患者FAn、FAt、FAr與P100波潛伏期成負相關（r= -0.697，P=0.000；r= -0.578，P=0.000；r= -0.769，P=0.000），MDn、MDt、MDr與P100波潛伏期成正相關（r=0.649，P=0.000；r=0.537，P=0.007；r=0.713，P=0.000）。
3 討論
NMO的視覺障礙主要表現為視力減退和視野缺損，大多數患者隨著脫髓鞘病變的緩解可部分恢復，不同患者恢復情況的差異主要與炎性反應的自然過程、組織損傷范圍和程度及個體修復能力有關[16-17]。因此，我們需要一些可用來評估和衡量NMO患者個體脫髓鞘及軸突損傷恢復情況的生物學指標。VEP波形中約100 ms處的正向P100波是臨床評價圖像視覺誘發電位的最常用指標[12]。本研究通過分析P100波的潛伏期來判斷視覺通路是否發生病變及其程度。DTI可提供脫髓鞘的病理信息，它是一個具有方向并能夠量化的指標[18-19]。
FA是目前公認的用來定量分析腦白質纖維各向異性特征的敏感參數，本研究也選擇FA值作為研究視路腦白質各向異性特征的指標。MD值與水分子的運動及擴散敏感梯度方向無關，受細胞大小和完整性的影響[20]。一般而言，在腦組織，水分子擴散所受限制越小，則MD值越高、FA值越低。這兩個不同的參數均可粗略評估組織的細微病變，兩者結合更能準確了解視路腦白質纖維的形態改變及闡述NMO的病理變化。本研究利用DTI技術對NMO患者視覺通路進行定量分析，了解其顱內視路正常表現腦白質是否存在病理改變，及其與VEP的相關性，便于我們對患者病情作出更全面評價，并可評估預后。
本研究20例NMO患者中，13例VEP檢查雙側P100波潛伏期延長或波形未引出，7例雙側P100波潛伏期正常。常規MRI未見視神經及顱內的異常改變，應用DTI技術可對視覺前后通路進行FA值、MD值的定量分析。測量NMO患者VEP異常眼側的視神經、視束及視放射腦白質纖維FA值發現，其較VEP正常眼側及對照組的FA值明顯降低，MD值明顯升高；VEP正常眼患者組與對照組FA值及MD值均無明顯差異。這一結果與P100波潛伏期延長提示視覺通路傳導阻滯相吻合，表明NMO患者VEP異常的視覺通路FA值降低、MD值升高，反映了視覺通路正常表現腦白質存在脫髓鞘和軸突損傷的病理改變，此結果與Yu等[1]的研究結果一致。
本研究20例患者中有2例雙側VEP波形未引出，4例為單側VEP波形消失，P100波潛伏期無法估計，因此在研究中分析了18例NMO患者32只眼的P100波潛伏期與視路各部位腦白質纖維的FA值及MD值的相關性，結果顯示視神經、視束、視放射的FA值和MD值與P100波潛伏期之間均存在相關性，其中視放射FA值和MD值與P100波潛伏期的相關系數最大，相關性最強，其次是視神經，相關性較小的為視束。這可能與視神經、視束及視放射的腦白質病變程度、腦白質體積及解剖位置有關。視神經是公認的NMO常累及部位，且處在視路最前端，更易受累，因此病變程度可能更大，即FA值和MD值變化更顯著。而視放射腦白質體積最大，且VEP成分大多數起源于枕葉皮層，對于枕葉區神經細胞動作電位的變化可能更敏感，我們認為這可能是視放射DTI參數與P100波潛伏期顯著相關的原因。P100波潛伏期是視覺通路損傷極其敏感的指標，FA值及MD值與P100波潛伏期的相關性支持NMO患者視覺通路腦白質脫髓鞘及軸突損傷的病理改變，這與臨床及病理相吻合。
因此，本研究表明NMO患者視路腦白質纖維存在隱匿性病變，其DTI參數與我們常用的臨床指標P100波潛伏期之間具有顯著相關性，即VEP的異常在中樞視路有相應的病變投射區。我們可通過VEP常規檢查來了解患者視中樞腦白質的病變情況，從而評估患者功能損害程度及其預后。
視神經脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）是一種以選擇性侵襲脊髓和視神經為特征的脫髓鞘性疾病[1-7]。臨床主要表現為先后發生或同時發生的視神經炎和聯合橫貫性脊髓炎[8]。彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是一種可無創追蹤腦白質纖維，并反映其解剖連通性的方法，可用于評估NMO患者的正常表現腦白質損傷情況[9-10]。視覺誘發電位（visual evoked potential，VEP）是判斷視覺傳導通路完整性的客觀指標[11]，NMO患者VEP的主要改變是潛伏期延長及波形消失，波幅降低少見[12]。P100波潛伏期延長是視神經脫髓鞘最敏感的檢測方法[13]。本研究應用DTI技術定量分析NMO患者視覺傳導通路腦白質在結構和功能上是否存在改變，及其與VEP變化是否存在相關性，以期定量評估NMO患者脫髓鞘及軸突損傷恢復情況，便于對患者的病情進行更全面評價，對預后進行個體化評估。
1 材料及方法
1.1 試驗對象及分組方法
納入標準：① 按照Wingerchuk等[14]2006年提出的修正診斷標準確診為NMO者；② 同一時間完成常規MRI、DTI、VEP檢查。排除標準：① 常規MRI發現符合或疑似多發性硬化病灶；② 雙眼視力完全損害或視野圖顯示雙眼視野完全缺失者；③ 臨床和影像學以及視覺傳導通路檢查資料不完整；④ 各項檢查完整，但圖像質量欠佳者。
2008年7月－2009年4月共收治NMO 患者25例，其中20例患者符合選擇標準（試驗組）納入研究。其中男3例，女17例；年齡23～62歲，平均41.6歲。病程4個月～13年，中位病程3.2年。擴展殘疾狀態量表（EDSS）評分為0～ 6分，平均3.3分。首次出現臨床表現時患者出現視力改變8例，后漸累及視力者6例，余6例無明顯視力改變。根據患者VEP檢查提示P100波潛伏期是否延長，將其分為VEP異常組（試驗組1）和VEP正常組（試驗組2）。同時選擇20例性別、年齡與試驗組相匹配，無中樞神經系統疾病病史、癥狀及體征的健康成人志愿者為對照組，其中男3例，女17例；年齡22～57歲，平均39.3歲。志愿者頭顱MRI掃描未見任何異常改變。本研究經四川大學華西醫院倫理委員會批準。
1.2 試驗方法
1.2.1 VEP檢查
使用RETIport誘發電位儀（ROLAND公司，德國）檢查雙眼P100波潛伏期。刺激條件：用全刺激野的黑白方格圖形翻轉刺激，對比度99%，時間頻率2 Hz，空間頻率分別為60’和15’兩種不同視角，刺激屏亮度800 cd/mm2；受檢眼距電視屏幕1 m。記錄條件：放大器通頻帶1～100 Hz，掃描時間250 ms，重復64次。獲取信號經平滑濾波器處理。
1.2.2 DTI檢查
使用Signa3.0T 磁共振成像系統（GE公司，美國），頭顱8通道相控陣圈進行檢查。首先使用自旋回波序列采集頭部，特別是雙側視神經、視束、視放射的T2加權像。DTI使用單次激發自旋回波平面成像序列，擴散敏感梯度方向數為15，b值=1 000 s/mm2，TR=10 s，TE=70.8 ms，FOV=24 cm×24 cm，矩陣128 ×128，NEX=1，復制常規MRI掃描的斜軸位序列定位線，行層厚3 mm無間隔連續掃描50層圖像。將原始圖像輸入計算機，應用DTIStudio軟件（http://www.cmrm.med.jhmi.edu）進行后處理，獲得彩色部分各向異性（fractional anisotropy，FA）圖、黑白FA圖、平均彌散率（mean diffusivity，MD）圖共3種參數圖像。應用ROIE ditor軟件(http://www.cmrm.med.jhmi.edu)根據經典神經解剖學描述[
圖1
視覺傳導通路腦白質纖維FA圖 ? 視神經 ? 、 ? 視束 ? 視放射
Figure1.
FA image of visual pathway white fiber ? Optic nerve ? , ? Optic tract ? Optic radiation
1.3 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用t檢驗；NMO 患者FA值、MD值與P100波潛伏期相關性采用Pearson相關分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 VEP檢查結果及分組
試驗組20例NMO患者中，13例VEP檢查雙側P100波潛伏期延長或波形未引出，作為試驗組1；7例雙側P100波潛伏期正常，作為試驗組2。試驗組1及試驗組2患者VEP檢查P100波潛伏期值分別為（109.638±8.864）ms及（95.489±3.582）ms。
2.2 DTI檢查
與試驗組2及對照組比較，試驗組1各部位FA值顯著降低，MD值顯著升高，比較差異均有統計學意義（P＜0.05）；試驗組2各部位FA值及MD值與對照組比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表 1。
表1
各組FA值及MD值比較（2.3 相關性分析
試驗組有2例雙側VEP波形未引出，4例為單側VEP波形消失，P100波潛伏期無法估計，因此在研究中僅分析18例NMO患者32只眼的P100波潛伏期與視覺傳導通路各部分腦白質纖維的FA值及MD值的相關性。結果顯示，NMO患者FAn、FAt、FAr與P100波潛伏期成負相關（r= -0.697，P=0.000；r= -0.578，P=0.000；r= -0.769，P=0.000），MDn、MDt、MDr與P100波潛伏期成正相關（r=0.649，P=0.000；r=0.537，P=0.007；r=0.713，P=0.000）。
3 討論
NMO的視覺障礙主要表現為視力減退和視野缺損，大多數患者隨著脫髓鞘病變的緩解可部分恢復，不同患者恢復情況的差異主要與炎性反應的自然過程、組織損傷范圍和程度及個體修復能力有關[16-17]。因此，我們需要一些可用來評估和衡量NMO患者個體脫髓鞘及軸突損傷恢復情況的生物學指標。VEP波形中約100 ms處的正向P100波是臨床評價圖像視覺誘發電位的最常用指標[12]。本研究通過分析P100波的潛伏期來判斷視覺通路是否發生病變及其程度。DTI可提供脫髓鞘的病理信息，它是一個具有方向并能夠量化的指標[18-19]。
FA是目前公認的用來定量分析腦白質纖維各向異性特征的敏感參數，本研究也選擇FA值作為研究視路腦白質各向異性特征的指標。MD值與水分子的運動及擴散敏感梯度方向無關，受細胞大小和完整性的影響[20]。一般而言，在腦組織，水分子擴散所受限制越小，則MD值越高、FA值越低。這兩個不同的參數均可粗略評估組織的細微病變，兩者結合更能準確了解視路腦白質纖維的形態改變及闡述NMO的病理變化。本研究利用DTI技術對NMO患者視覺通路進行定量分析，了解其顱內視路正常表現腦白質是否存在病理改變，及其與VEP的相關性，便于我們對患者病情作出更全面評價，并可評估預后。
本研究20例NMO患者中，13例VEP檢查雙側P100波潛伏期延長或波形未引出，7例雙側P100波潛伏期正常。常規MRI未見視神經及顱內的異常改變，應用DTI技術可對視覺前后通路進行FA值、MD值的定量分析。測量NMO患者VEP異常眼側的視神經、視束及視放射腦白質纖維FA值發現，其較VEP正常眼側及對照組的FA值明顯降低，MD值明顯升高；VEP正常眼患者組與對照組FA值及MD值均無明顯差異。這一結果與P100波潛伏期延長提示視覺通路傳導阻滯相吻合，表明NMO患者VEP異常的視覺通路FA值降低、MD值升高，反映了視覺通路正常表現腦白質存在脫髓鞘和軸突損傷的病理改變，此結果與Yu等[1]的研究結果一致。
本研究20例患者中有2例雙側VEP波形未引出，4例為單側VEP波形消失，P100波潛伏期無法估計，因此在研究中分析了18例NMO患者32只眼的P100波潛伏期與視路各部位腦白質纖維的FA值及MD值的相關性，結果顯示視神經、視束、視放射的FA值和MD值與P100波潛伏期之間均存在相關性，其中視放射FA值和MD值與P100波潛伏期的相關系數最大，相關性最強，其次是視神經，相關性較小的為視束。這可能與視神經、視束及視放射的腦白質病變程度、腦白質體積及解剖位置有關。視神經是公認的NMO常累及部位，且處在視路最前端，更易受累，因此病變程度可能更大，即FA值和MD值變化更顯著。而視放射腦白質體積最大，且VEP成分大多數起源于枕葉皮層，對于枕葉區神經細胞動作電位的變化可能更敏感，我們認為這可能是視放射DTI參數與P100波潛伏期顯著相關的原因。P100波潛伏期是視覺通路損傷極其敏感的指標，FA值及MD值與P100波潛伏期的相關性支持NMO患者視覺通路腦白質脫髓鞘及軸突損傷的病理改變，這與臨床及病理相吻合。
因此，本研究表明NMO患者視路腦白質纖維存在隱匿性病變，其DTI參數與我們常用的臨床指標P100波潛伏期之間具有顯著相關性，即VEP的異常在中樞視路有相應的病變投射區。我們可通過VEP常規檢查來了解患者視中樞腦白質的病變情況，從而評估患者功能損害程度及其預后。
