扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是目前惟一无创性活体研究脑白质纤维束形态结构的方法，可以清晰勾画出脑内主要脑白质纤维束的走行及空间分布，显示脑内病变对白质纤维束形态结构的直接或间接影响。DTI已初步应用于临床，对脑内白质纤维束正常及神经系统各种疾病的研究正处于初始阶段^[1]。

       目前，国内已有运用DTI对精神分裂症患者脑部结构进行研究，我省几乎还没有用DTI对精神分裂症患者研究。脑白质纤维如果在神经细胞存活的前提下，受损的神经纤维有着活跃的再生能力^[2]。所以DTI探讨精神分裂症患者脑白质纤维FA值的测量方法，为临床诊断提供一定的帮助。

1　材料与方法

1.1　材料

       对50例10~50岁（男女不限）精神分裂症患者（研究组）和50名10~50岁（男女不限）健康人（对照组）行MR DTI检查，比较研究组和对照组的部分各向异性（FA）差异性。用MR DTI技术探讨研究精神分裂症患者可能的脑白质纤维的病理生理变化的方法。用不同年龄组正常健康人群的DTI脑白质FA值改变与50例不同年龄组精神分裂症患者的DTI脑白质FA值改变相对比：探讨分析精神分裂症患者脑白质结构异常的病理生理学和影像学表现的测量方法。

1.2　方法

       将50名健康人（对照组）和50例精神分裂症患者（研究组）采用GE-Sigma® HDe 1.5 T磁共振仪对其头部扫描，标准头颈联合（NV）线圈行射频脉冲发射和磁共振信号的接收。扫描主要序列及参数包括轴位FSE T2WI：TR 4000 ms，TE 129 ms，矩阵352×256，激励次数1次，FOV 24 cm×18 cm，层厚5 mm，间隔1.5 mm；轴面DTI (15个扩散编码方向），为单次激发双自旋回波EPI脉冲序列：b值0，1000 s/mm²，TR 8000 ms，设定TE为最小，一般为129.4 ms，矩阵128×130，激励次数2次，FOV 24 cm×24 cm，层厚为3 mm，间隔均为0；扫描过程中受试对象取仰卧位，首先用T1WI进行矢状面(5 mm，1 mm间隔）扫描，于正中矢状面图像上寻找前后联合，以其连线（即AC-PC线）的平行线作为T2WI FLAIR和轴面DTI扫描的定位线，其中必须有一条定位线通过扣带回的正中，以垂直海马长轴的线作为冠状位DTI扫描的定位线。扫描结束后，将原始数据传输至GE Advantage Windows工作站进行数据后处理。

1.3　实验方案

       根据1998年我国颁布了《药品临床试验管理规范（实行) 》和《赫尔辛基宣言》从事人体实验研究的道德守则，本对照组50名健康受试者是自愿签署医院伦理委员会通过的《健康人群受试者"知情同意"协议书》。将50名健康人群（对照组）分成4组：11~20岁，21~30岁，31~40岁，41~50岁组，经过临床医师初步筛查，无神经系统疾病后，用CT平扫初步筛查脑内无异常病灶后，进行磁共振平扫＋DTI扫描；将50例根据CCMD-3诊断标准确诊为精神分裂症的患者（研究组）分成4组11~20岁，21~30岁，31~40岁，41~50岁组，用苯二氮卓药物控制患者精神症状，能在安静状态下进行磁共振平扫＋DTI成像。将图像传入GE Advantage Windows工作站，采用Function tool 9.4.04 b软件对DTI图像进行后处理。该软件可对因EPI技术引起的图像变形进行自动校正，然后重建出FA图像。在彩色编码的FA图像上分别测量双侧颞叶、顶叶、额叶、枕叶白质、胼胝体膝部和压部、内囊前肢中部、外囊中部、前后扣带回以及海马头体部、海马尾、海马钩回白质、丘脑腹内侧及腹外侧、脑干、小脑半球脑白质的FA值。感兴趣区（region of interest，ROI）大小为30 mm×30 mm左右，ROI置放位置均为相应部位上下连续相邻层面上的最佳位置；ROI基本为圆形、椭圆形，分别放置在FA图像上及同层面的b=0（即T2WI)图像的相同位置上。测得每个ROI多个层面的FA值后取平均值。数据采取盲法测量（图1，图2)。

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图1  A，B：左侧海马钩ROI放置点；C ：ROI FA值；D：ROI脑白质纤维。
图2  A，B：右侧海马钩ROI放置点；C：ROI FA值；D：ROI脑白质纤维
Fig. 1  A, B: The left hippocampal placement uncus region of interest. C: FA value of region of interest. D: Cerebral white matter fiber for region of interest.
Fig. 2  A, B: The right hippocampal placement uncus region of interest. C: FA value of region of interest. D: Cerebral white matter fiber for region of interest.

1.4　统计学方法

       所收集数据由2名副主任医师同时用EpiData 3.1软件双录入后进行一致性检验无误后，对两组数据用SPSS 16.0统计软件进行统计学分析。

2　结果

       对照组中，11~20岁11名，21~30岁11名，31~40岁11名，41~50岁17名，男性21名，女性29名。研究组中11~20岁9例，21~30岁8例，31~40岁19例，41~50岁14例，男性26例，女性24例。比较对照组与研究组年龄分布差异用秩和检验无显著差异（表1)。P=0.082无明显统计学意义。比较对照组与研究组性别分布差异用卡方检验无显显差异（表2)。

       先描述对照组和研究组各部位FA值用百分位数描述。通过对照组和研究组、男与女各部位FA值比较，对照组取平均数±标准偏差得出一组各部位正常FA值取值范围：双额叶中心为0.43 ± 0.09；双额上回为0.44 ± 0.07；双顶叶为0.40 ± 0.06；双颞叶中心为0.48 ± 0.09；双颞上回为0.48 ± 0.08；双枕叶为0.39 ± 0.10；双内囊前肢为0.43 ± 0.05；双外囊中部为0.43 ± 0.05；脑干中心为0.42 ± 0.05；双前扣带回为0.24 ± 0.06，双后扣带回为0.25 ± 0.06；双侧丘脑腹内侧为0.35 ± 0.08；双侧丘脑腹外侧为0.70 ± 0.04；胼胝体膝部（前）为0.81 ± 0.06；胼胝体压部（后）为0.80 ± 0.06；双侧海马尾部（男）为0.17 ± 0.05；双侧小脑半球为0.27 ± 0.06；双侧海马头体部为0.20 ± 0.06；双侧海马钩回为0.20 ± 0.05（表3)。

       比较对照组和研究组各部位对应左右差值分布差异用Mann-Whitney检验有显著统学意义(P<0.05)（表4)。本研究组均用左减右的差值进行统计，正数代表左大于右，负数代表右大于左。结果研究组双侧颞上回、双侧外囊中部及双侧海马钩回左右FA值明显低于对照组，差值越大，越有统计学意义。且均为负值，说明右侧高于左侧。

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表1  对照组与研究组年龄分布差异
Tab. 1  The difference between the control group and the study group in age distribution

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表2  对照组与研究组性别分布差异
Tab. 2  The difference between the control group and the study group in gender distribution

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表3  对照组和研究组、男与女各部位FA值比较，取平均数正常取值范围
Tab. 3  A contrast on the FA value in parts of the brain in the two groups (take the average normal value range)

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表4  对照组和研究组各部位对应左右差值分布差异
Tab. 4  The distribution difference on the variations between the left and the right among the control and study groups

3　讨论

       在脑白质纤维中，垂直于神经纤维方向的扩散受髓鞘和细胞膜的限制，其扩散速率较平行于神经纤维方向的扩散慢，为了显示这种组织中的各向特异性，用DTI技术，它是非方向依赖的，可以测量水分子在所有方向上的扩散能力^[1]。其中用部分各向异性指数分析各向异性最常用的参数，指扩散的各向异性部分与扩散张量总值的比值，反应各向异性成分占整个扩散张量的比例。取值在0~1之间，0代表最大各向同性扩散，比如在完全均质介质中的水分子扩散，1代表假想下最大各向异性的扩散。脑白质中FA值与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性呈正相关^[3,4]。本对照组和研究组DTI扫描方向均为15个方向，对照组中各部位FA值正常范围因为无性别和年龄统计学意义，故对照组各部位正常FA值是只取男性组平均值±标准偏差所得。与蔡宗尧等在《磁共振成像读片指南—中枢神经系统》一书中所列出的不一样^[2]，可能是对ROI放置点和ROI面积大小有关。还有目前在DTI中普遍使用的平面回波技术(EPI）可在数分钟内得到多层影像，但由于EPI技术对磁场不均一性更为敏感，容易产生影像的扭曲变形；另外当一个像素内存在多个白质纤维交错或分支成角时，测出的扩散各向异性参数如FA值往往偏小，从而使FA值的测定不准确；不同年龄组之间以及不同解剖部位之间脑组织的扩散各向异性参数均存在差异，因而难以对脑组织的各向异性参数的正常值做出明确界定^[3]。因此在用DTI技术观察和诊断脑疾病，必须考虑到脑DTI技术目前需要解决的一些环节并对其临床应用带来的影响^[4]，患者年龄因素以及与年龄有关的脑白质微细结构的相应退化程度^[5]。

       本研究组相应部位差值有正有负，结果双侧颞上回、双侧外囊中部及双侧海马钩回左右FA值明显低于对照组，均为负值，差值越大，越有统计学意义。由于精神分裂症患者在患病后难以说清是左手利还是右手利，故研究时没有进行左右手利患者的统计。所以本研究采用双侧对应部位左减右的方法比较FA差值的大小诊断精神分裂症脑白质纤维值FA值变化。笔者发现不管是左手利还是右手利患者，用左减右FA差值的方法只要FA值差值在0.05以上就有统计学意义。笔者认为该患者在此脑部功能区脑白质纤维受到损伤，且随着病程延长时受损的FA值较正常高。说明精神分裂症患者脑部白质纤维的量和质变化是不完整性、对称性。陈皓等^[6]认为MCI患者双侧海马旁回及右侧颞叶可能存在白质纤维束完整性的受损有关。乔君等^[7]在用扩散张量成像技术检测精神分裂病患者脑白质纤维的过程中，发现能够明确显示出患者脑内轴索密度出现的异常下降趋势，或检测出轴索髓鞘化出现不同程度的下降等现象。王秀霞等^[8]发现精神分裂症高危人群脑白质微结构的改变位于左侧额叶和左侧内囊前肢。龚霞蓉等^[9]彩色编码DTI成像在MCI患者的后扣带束结构的完整性定量诊断中很有优势，并可预测不同年龄、不同病因导致的纤维髓鞘改变引发的认知障碍。刘虎等^[10]发现左侧小脑中脚的FA值显著降低，表明精神分裂症患者左侧小脑中脚内纤维的走行和排列紊乱，可能导致左侧小脑与相应大脑皮层的连接异常。赵明慧等^[11] FA值反映了白质纤维各向异性的程度，FA值大，说明纤维走向较为一致，排列紧密，白质纤维的完整性好；FA值降低说明纤维的致密度下降，微细结构可能受到损害。王宏磊等^[12]用DTI能发现偏执型SP患者双侧钩束纤维微观结构的损害以及两侧不对称性的缺失并且这些损害与临床症状及病情严重程度相关。贾艳滨等^[13]首发精神分裂症阳性型患者早期即存在海马及额叶白质神经元细胞数目和（或）功能显示不对称，左侧低于右侧。刘岭岭等^[14]新生儿脑组织FA值随胎龄增长逐渐增高，不同部位的FA值不同并表现出一定的发育次序。岳倩等^[15] FA值的大小与髓鞘完整性、纤维致密性及平行性密切相关，能够反映白质纤维束是否完整。综合上述，提示精神分裂症患者脑白质纤维与对照组对比在量和质上的变化，并且在不同区域的脑白质纤维变化不同，视觉通路和听觉通路、左右通路、前后通路、上下通路的脑白质纤维均有量和质的变化。发病机制可能是神经回路中断，而不是单纯的某一区域损害所致。因此笔者认为DTI对精神分裂症患者脑白质测量FA值时，取连续相邻两个层面最清晰部位进行对称性测量，发现脑白质某部位DTI FA值异常，进行左右FA值(胼胝体除外）比较分析时，用左减右FA差值的方法进一步分析脑白质细微结构变化具有临床意义。

       本研究由于设计课题时对颞叶解剖部位的不熟悉，将海马钩回、海马尾部、海马头体部误认为岛叶、海马、海马旁回，因此本组对岛叶、海马旁回ROI未进行研究测量，有待下一步进行研究。本研究未对精神分裂症患者进行临床分型研究，有待一步进行研究。