肝性脊髓病变（hepatic myelopathy, HM）是指肝硬化患者门体静脉分流和血氨升高，导致颈髓以下脊髓侧索脱髓鞘病变，呈现进行性对称性痉挛性截瘫，偶可累及感觉和括约肌功能^[1]。目前对HM尚无有效的治疗方法，早期诊断HM对指导临床治疗具有重要意义。MR扩散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）技术是利用水分子的扩散各向异性进行成像，定量分析组织三维空间内水分子的扩散运动，观察神经纤维走行及分布特点^[2]。笔者对肝硬化患者进行脊髓胸、腰段扫描，计算相应层面的平均扩散系数（average diffussion coefficient, DCavg）值和部分各向异性分数（fractional anisotropy, FA）值，分析DTI对HM早期诊断的价值。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       搜集2011年6月至12月间山西医科大学第二医院病毒性肝炎肝硬化患者45例，男28例，女17例，年龄33 ～61岁，平均50岁。以Child-Pugh分级^[1]为标准分成3组，A、B、C各组15例。选取15例年龄相仿正常志愿者对照（D组）。所有受试者均行胸腰段常规T1WI、T2WI及DTI扫描。受试肝硬化患者均未进行门体分流术、无糖尿病、高血压等疾病。患者神志清楚，能良好配合MRI检查。所有受试者均签署知情同意书。

1.2　检查方法

       采用美国GE Signa Excite 1.5T HD TwinSpeed超导型MR扫描仪，体部相控阵线圈行多序列扫描，扫描序列包括：矢状面梯度回波T1WI、T2WI，扫描参数T1WI：TR 450.0 ms，TE 9.3 ms；T2WI：TR 2800 ms，TE 102.0 ms。矢状面层厚4.0 mm，层间距0.5 mm，FOV 34 cm×34 cm，采集矩阵为428×256，激励次数（NET） 4；以矢状面T1WI或T2WI为定位像，采用单次激发自旋回波平面成像(EPI)序列进行DTI扫描，扫描参数：横轴面从脊髓圆锥最下端上1 cm处起，向近心端，以扩散敏感梯度25个不同方向，TR 4000.0 ms，TE 95.6 ms，层厚6.0 mm，层间距0，NEX为4，FOV 35 cm×35 cm，采集矩阵为128×128，扩散加权系数(b值)分别为0和500 s/mm²，连续采集13层。

1.3　DTI图像后处理

       将原始数据传输到GE公司Advantage Windows 4.4 (AW 4.4)工作站，运用Functool 6.3.1E软件进行后处理。在进行数据处理前，用Correct程序对DTI原始数据校正，以减少图像变形。构建FA伪彩图和DCavg伪彩图。根据横断面T2WI确定ROI。确定ROI时，避开脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）对DTI数据的影响。分别对各层面进行数据测量，然后取各层面总体均值为单个病例的FA值及DCavg值（图1,图2,图3,图4）。

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图1~4  男，40岁，乙肝肝硬化Child-Pugh B级。选取矢状面T2WI为定位相，从脊髓圆锥最下端上1 cm处起，向近心端，以扩散敏感梯度25个不同方向，TR 4000.0 ms，TE 95.6 ms，层厚6 mm，层间距0，NEX为4，FOV 35 cm×35 cm，采集矩阵为128×128，扩散加权系数（b值）分别为0和500 s/mm²，连续采集13层（图1）。根据横断面T2WI确定ROI，避开脑脊液(CSF)对DTI数据的影响（图2）。图3，4分别Functool重建的DCavg伪彩图和FA伪彩图，所测脊髓平均扩散系数(DCavg)值为1.412×10^-3 mm²/s；FA值为0.397
Fig. 1—4  A 40-year-old man with cirrhosis of Hepatitis B, Child-Pugh B class. Selected sagittal T2WI as the positioning phase, from the bottom 1cm of the conus medullaris to the proximal, 25 different directions of diffusion gradient, TR=4000 ms, TE=95.6 ms, thickness 6 mm, the layer spacing 0, NEX=4, FOV=35 cm × 35 cm, acquisition matrix 128×128, diffusion-weighted coefficients (b values) 0 and 500 s/mm², acquise 13 layer continuously (Fig. 1). Axial T2WI image to determine region of interest (ROI), avoiding the influence of CSF (Fig. 2). Fig. 3 and 4 are respectively average diffussion coefficient (DCavg) pseudo-color pictures and fractional anisotropy (FA) pseudo-color pictures by Functool reconstruction, the value of DCavg of spinal cord is 1.412×10^-3 mm²/s, the value of FA is 0.397.

1.4　统计学分析

       采用SAS 9.2统计软件，A、B、C、D组间比较采用方差分析，组间两两比较采用Bonferroni法，对照组与肝硬化组比较采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　对照组与肝硬化组的比较

       15例对照组与45例肝硬化组测量结果见表1。肝硬化组与正常对照组间DCavg及FA值总体均数差异有统计学意义(t值分别为4.896、16.456，P值均<0.05)，说明与正常对照组相比，肝硬化患者胸腰段脊髓的DCavg及FA值都增大。

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表1  15例对照组与45例肝硬化组平均扩散系数（DCavg）、各向异性分数（FA）值比较
Tab. 1  The comparison of DCavg values and FA values in the control group (15 cases) and the hepatic cirrhosis group (45 cases)

2.2　各组间DCavg值、FA值比较

       A、B、C组患者胸腰段脊髓DCavg值分别为(1.342±0.10)、(1.371±0.23)和（1.492±0.29）× 10^-3 mm²/s，FA值分别为0.353±0.11、0.385±0.13和0.446±0.09. A、B、C、D四组DCavg值(F=5.459,P=0.0013)、FA值（F=9.928, P=0.0000）总体均数差异有统计学意义。采用Bonferroni法进行组间比较，C组患者DCavg、FA值较A、B及D组大，差异有统计学意义(P值均<0.05)。以Child-Pugh分级为准，A、B、C级患者随着肝储备功能的下降，DCavg、FA值逐渐增大，而当患者为A级时，与正常人差异无统计学意义(P> 0.05；表2)。

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表2  45例肝硬化不同分组与15例对照组间DCavg、FA值比较
Tab. 2  The multiple comparison of DCavg values and FA values in patients with hepatic cirrhosis (45 cases) and the control (15 cases)

3　讨论

3.1　DTI扫描部位及扫描参数的选择

       HM是各种原因肝病造成门体静脉分流和血氨升高，导致颈髓以下脊髓侧索脱髓鞘病变，呈现进行性对称性痉挛性截瘫。DTI是诊断慢性脊髓疾病的新方法^[3,4]，目前大多数文献^[5,6]侧重于颈髓DTI的研究。HM脊髓破坏最严重区域在脊髓胸腰段，即T10～L2髓节，大约对应T7~12椎体^[7]，笔者选择HM患者的胸腰段脊髓进行研究。

       DTI数据采集时，当扩散加权系数(b值)>500 s/mm²时，b值越大，信号衰减越多；当b<500 s/mm²时，易受较多T2 （即b=0时）因素的影响^[8,9]。本研究预实验结果表明b值分别为0和500 s/mm²及25个扩散梯度方向时图像质量能满足研究要求。脊髓横断面直径较小（脊髓最宽横径为1.0~1.2 cm），DTI图像的质量信噪比较低，选择整个脊髓的横断面为ROI，因此所测数据均为断面各像素内所测值的均值。

3.2　DTI在HM早期诊断中的应用价值

       DTI是MR功能成像技术，其DCavg和FA能反映组织水分子扩散特点^[2]。DCavg反映单位时间内水分子的扩散能力，DCavg值高说明细胞外水分子的扩散能力较强。FA是各向异性参数，FA值越接接近1，脊髓内纤维结构各向异性越强，FA值越接近0，则各向异性越弱。组织内FA值的变化，如增大、减小或不变，能反映特定的病理及病变转归^[10,11]。

       肝硬化患者引起脊髓病变的机理可能为：(1)肝硬化患者由于肝功能不全及门体分流，造成如B族维生素、磷脂等神经系统营养物质吸收和合成障碍；(2)由于门体分流或者肝脏灭活不全，经肠道吸收的有毒物质，如血氨、尿素和硫醇等，直接进入体循环，通过血脑屏障，在脑室系统内聚集升高，它们通过自身毒性干扰神经细胞的能量代谢^[12]；(3)脊髓处于椎动脉和节段性动脉双重供血的移行带，易发生供血不足现象。门体静脉分流术后或长期的门静脉高压易致胸、腰段椎静脉丛淤血^[13]。上述因素的综合影响，肝硬化患者脊髓发生损伤，表现为脊髓神经元细胞、神经胶质细胞发生变性，甚至坏死，细胞膜通透性增加，细胞内水分子外流，使细胞外水增加。本研究肝硬化患者总体DCavg值为(1.415±0.250)×10^-3 mm²/s，FA值为0.404±0.110，与正常对照组相比差异有统计学意义，提示肝硬化患者脊髓细胞外水增加，有脊髓损伤。肝硬化患者脊髓DCavg值与FA值的变化说明当肝硬化患者发生脊髓损伤时，由于细胞外水增加，水分子在各个方向的扩散能力增加，DCavg相应增大。本研究中FA值增大，可能与脊髓内微结构破坏，细胞膜通透性增加，神经纤维断裂等因素造成脊髓内各向异性增强有关。患者Child-Pugh分级为A级时，DCavg值为(1.342±0.100) ×10^-3 mm²/s，FA值为0.353±0.110，二者均较对照组高，但差异无统计学意义。提示A级患者脊髓细胞膜与髓鞘结构完整，微结构尚未破坏，水分子扩散能力正常，各向异性变化不明显。患者Child-Pugh分级为B级时，DCavg值为(1.371±0.230) ×10^-3 mm²/s，FA值为0.385±0.130，C级时，DCavg值为（1.492±0.290） ×10^-3mm²/s，FA值为0.446±0.090，与正常对照组比较差异均有统计学意义；C级DCavg值与FA值较B级大，两组患者差异有统计学意义，提示B级与C级患者有脊髓损伤，同时随着肝储备功能的下降，脊髓损伤程度加重。

       本研究所有患者均无神经系统症状，说明患者神经元胞体、神经纤维结构功能尚完整，损伤可能仅局限于脊髓神经细胞通透性的变化，脊髓组织水肿。肝硬化患者严重脊髓病变引起明显临床症状的DTI表现还有待进一步研究。总之，DTI是肝硬化脊髓病变早期诊断重要方法，为临床诊断与治疗提供有价值的信息。