动态血压相关脑白质损伤的磁共振弥散张量研究

赵曼丽  郭  鹏  兰希福  赵玉璇

潍坊市中医院脑病科，山东 潍坊 261041

基金项目：山东省潍坊市卫生和计划生育委员会中医药科研项目计划(2015002)

作者简介：赵曼丽，女，博士，主任医师，硕士研究生导师。研究方向：中西医结合治疗脑血管病及认知功能障碍。Email：Maryzhao7451@126.com

【摘要】  目的  通过磁共振弥散张量成像技术( diffusion tensor imaging，DTI)研究动态血压对高血压患者脑白质的影响，明确脑白质早期损害特点并探讨相关的危险因素。方法  选取原发性高血压患者26例为高血压组，选择同期健康体检者19例为对照组，将脑白质部位的各向异性分数(fractional anisotropy，FA)、平均弥散系数(mean diffusion coefficient，MD)与动态血压参数的相关性进行分析。结果  与对照组比较，高血压组24hSBP、dSBP、nSBP水平明显升高，差异均有统计学意义(P＜0.05)；2组24hSBP-CV、dSBP-CV、24hSBP-谷峰值差异有统计学意义(P＜0.05)。高血压组非杓型血压节律明显高于对照组，可达38.45%。2组侧脑室前脚、后脚、半卵圆中心FA、MD值差异均有统计学意义(P＜0.05)，2组侧脑室体部、额叶皮层下白质区域ROI区的DTI参数比较，FA值差异有统计学意义(P＜0.05)，而颞叶、顶叶、枕叶皮层下白质的FA值、MD值差异均无统计学意义(P＞0.05)。结论  高血压对脑白质早期损害的部位主要在侧脑室前脚、后脚及半卵圆中心，侧脑室体部及额叶皮层下白质区也存在一定程度的损害。血压水平的升高及血压变异均是导致脑白质早期损伤的因素。

【关键词】  缺血性脑白质病变；高血压；动态血压；弥散张量成像；FA；MD

【中图分类号】  R742    【文献标识码】  A    【文章编号】  1673-5110(2018)03-0233-06  DOI：10.12083/SYSJ.2018.03.061

ZHAO Manli，GUO Peng，LAN Xifu，ZHAO Yuxuan

Department of Neurology，Weifang TCM Hospital，Weifang 261041，China

【Abstract】  Objective  By using diffusion tensor imaging (DTI)to study the impact of blood pressure variability on the white matter of hypertensive patients with normal MRI results，to observe the characteristics and relative dangerous factors of early ultrastructural damage of white matter in hypertensive patients.Methods  Selecting 26 cases of patients with primary hypertension as the hypertension group；19 cases of healthy patients as the control group，to analyze the fractional anisotropy(FA)，mean diffusion coefficient(MD)of different locations of white matter，and the correlation of FA，MD values with the blood pressures variability parameters.Results  Comparison of the ambulatory blood pressure parameters between the two groups：24hSBP，dSBP，and nSBP levels of the hypertension group were significantly higher，with statistically significant difference；statistically significant difference was also found between the two groups in 24hSBP-CV，dSBP-CV，valley and peak values of 24hSBP.The non-dipper blood pressure rhythm of the hypertension group up to 38.45% was significantly higher than that of the control group.Comparison of the DTI parameters in ROI area at the same locations between the two groups：FA，MD values were significantly different between the two groups in the anterior and posterior horns of the lateral ventricle and the centrum semiovale；Only FA values were significantly different between the two groups in the sbucortex white matter area of the frontal lobe and the body of lateral ventricle，while FA，MD values in subcortex white matter of the temporal lobe，parietal lobe，occipital lobe showed no significant differences between the two groups.Conclusion  Early damage caused by hypertension to white matter was mainly found in the anterior horn，posterior horn of lateral ventricle，and the centrum semiovle.Certain extent of damage was also found in the subcortex white matter area of the frontal lobe and the body of lateral ventricle.Elevated blood pressure，blood pressure variability were all factors that may cause white matter damage.

【Key words】  Ischemic white matter lesions；Hypertension；Ambulatory blood pressure；Diffusion tensor imaging；FA；MD

    目前，大多数研究认为，高血压是缺血性脑白质病变(white matter ischemic lesions，WML)的一个关键的危险因素^[1-4]。虽然对动态血压与WML的相关性也进行了大量的研究^[5-7]，认为血压的变异性与WML病变的形成及进展有关。但以往研究多集中在对已形成脑白质病变人群的相关性研究，对于尚未在常规MRI上显示脑白质异常信号的患者中，分析动态血压参数与脑白质超微结构改变相关性的研究尚未见报道。

1．1  一般资料  选取2014-09－2015-12到潍坊市中医院脑病科门诊及住院部进行脑血管病危险因素筛查，年龄50岁以上，未曾服用降压药物的高血压患者为高血压组，高血压诊断符合2010年版《中国高血压防治指南》标准^[8]。资料完整最终入组26例。选取同期在潍坊市中医院体格检查，无高血压史且年龄相仿的健康人群为正常对照组，资料齐全者19例。

1．2.1  一般情况采集：由经过培训的专职医师详细询问患者病史、用药情况及受试者的一般情况，并进行体格检查。受试者均接受24 h动态血压监护(24hABPM)、MRI及DTI成像扫描，并完成抽血实验室检查。

1．2.2  动态血压监测：采用无创性携带式动态血压监测仪(美国AMR-4型)，入院后在未服用药物之前行动态血压监测，连续监测24 h，经数据统计分析得出下述参数指标：(1)平均血压水平：收缩压[24 h收缩压(24hSBP)、白天收缩压(dSBP)、夜间收缩压(nSBP)]；舒张压[24 h舒张压(24hDBP)、白天舒张压(dDBP)、夜间舒张压(nDBP)]。(2)24 h血压峰谷差值：24hSBP-谷峰值、24hDBP-谷峰值。(3)血压变异指标：血压变异系数(coefficient of variability，CV)反映血压变异，即血压平均值的标准差/平均血压×100%(SD/x×100%)。24 h血压变异系数：24hSBP-CV，24hDBP-CV。

1．2.3  颅脑MRI检查：应用美国GE公司 HDxt 3.0T磁共振扫描仪对45名受试者进行头颅MRI检查，采用8通道头颅正交线圈。扫描序列包括常规轴位T₂WI、T₂ Flair、T₁ Flair及DTI序列。将DTI原始数据资料导入GE Advantage Windows 4.6工作站，应用Functool软件重建平均弥散系数(MD)图、部分各向异性(FA)图。通过放置感兴趣区(ROI)的方式分别测量双侧额叶、颞叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心、侧脑室前、后角及体部室旁脑白质区的FA值、MD值(图1～2)。

   

A                                                            B                                                              C                                                          D

 

A                    B                    C                    D

 

1．3  统计学分析  应用SPSS 16.0统计软件包进行统计分析，计量资料以均数±标准差(x±s)表示，两均值比较若服从正态分布，采用t检验；否则采用Wilcoxon秩和检验。3组间均值比较若服从正态分布，采用方差分析，并用SNK检验进行两两比较；否则采用Kruskal-Wallis H检验，并用Nemenyi法进行两两比较。计数资料以百分数表示，采用χ²检验。行相关分析时，若两变量服从双变量正态分布，采用Pearson相关分析；否则采用Spearman等级相关计算相关系数。P＜0.05为差异有统计学意义。

2．1  2组受试者一般资料比较  高血压组入选35例，资料完整最终入组26例，男9例，女17例；年龄51～76(60.77±5.75)岁；选择同期无高血压史且资料齐全的健康体检者19例为对照组，其中男11例，女8例；年龄50～76(57.84±7.35)岁。 2组性别、年龄、体质量、胆固醇(TCHOL)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、同型半胱氨酸(Hcy)差异均无统计学意义(P＞0.05)。

2．2  2组动态血压参数比较  与对照组比较，高血压组24hSBP、dSBP、nSBP明显高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)；2组24hSBP-CV、dSBP-CV比较差异有统计学意义(P＜0.01)。2组24hSBP-谷峰值差异有统计学意义(P＜0.01)。见表1。

表1  2组动态血压参数比较  (x±s)

参数	高血压组(n＝26)	对照组(n＝19)	t/Z值	P值
血压水平
24hSBP	144.00±14.02	128.89±6.84	-3.591	0
24hDBP	80.81±10.59	76.47±8.27	1.482	0.146
24 h血压谷峰值
SBP	44.88±14.04	21.00±7.36	7.393	0
DBP	25.35±6.93	22.68±7.43	1.235	0.224
血压变异系数(CV)
24hSBP-CV	0.092±0.029	0.058±0.026	4.13	0
24hDBP-CV	0.091±0.030	0.088±0.021	-0.471	0.637

              注：SBP＝收缩压，DBP＝舒张压，CV＝变异系数

2．3  2组DTI参数比较  高血压组及对照组分别进行组内左右两侧脑FA、MD值检测比较，由于两侧差异无统计学意义，所以只选择右侧(非优势半球)FA、MD值进行统计学分析(表2)。2组侧脑室前脚、侧脑室后脚、半卵圆中心区FA、MD值差异有统计学意义，侧脑室体部FA值及额叶皮质下白质FA值差异有统计学意义(P＜0.01或0.05)；顶叶、颞叶、枕叶皮质下白质区的FA值及MD值差异均无统计学意义(P＞0.05)。

表2  2组各感兴趣区DTI参数比较  (x±s)

白质区域	高血压(n＝26)	对照组(n＝19)	t/Z值	P值
FA
侧脑室前脚	0.255±0.035	0.333±0.066	-4.585	0
侧脑室后脚	0.284±0.068	0.356±0.053	-3.903	0
侧脑室体部	0.512±0.056	0.548±0.034	-2.478	0.017
半卵圆中心	0.352±0.064	0.413±0.051	-3.402	0.001
额叶皮质下白质	0.265±0.026	0.287±0.038	-2.368	0.022
颞叶皮质下白质	0.273±0.036	0.275±0.040	-0.211	0.834
顶叶皮质下白质	0.263±0.034	0.267±0.040	-0.414	0.679
枕叶皮质下白质	0.274±0.037	0.272±0.044	0.236	0.814
MD
侧脑室前脚	9.24±0.41	8.70±0.40	4.363	0
侧脑室后脚	8.71±0.40	8.46±0.51	-2.356	0.018
侧脑室体部	8.58±0.41	8.43±0.49	-1.253	0.21
半卵圆中心	8.39±0.44	7.82±0.25	-4.344	0
额叶皮质下白质	8.72±0.50	8.61±0.37	-0.552	0.581
颞叶皮质下白质	8.79±0.44	8.73±0.39	0.474	0.638
顶叶皮质下白质	8.64±0.37	8.41±0.40	-1.747	0.081
枕叶皮质下白质	8.23±0.55	8.32±0.62	-0.184	0.854

              注：FA为各向异性分数，MD值为平均扩散率，MD值单位×10^-10 m²/s

    WML与高血压的关系已得到公认，目前关于原发性高血压与WML的相关性进行了较多研究，并探讨了高血压对WML进展、病变程度的影响^[9-11]。随着对原发性高血压认识的深入，与血压动态变化的特点相结合，将血压变异性及昼夜节律异常与WML的相关性也进行了讨论^[12-14]。传统影像学技术对发现脑白质细微损伤具有一定局限性^[15-18]，磁共振弥散张量成像(DTI)能够敏感地对脑白质超微结构的损害进行评估^[19-21]，利用DTI技术分析高血压对脑白质病变超早期阶段影响的数据是有限的，而且结合高血压持续性、波动性的生理特点分析脑组织超早期改变特点的研究尚未见报道，临床上只有全面分析相关危险因素对靶器官早期损害特点，才能制定合理有效的早期预防措施。本研究利用DTI技术对动态血压与脑白质早期结构改变特点的相关性进行了初步探讨。

    DTI主要通过FA和MD值等参数定量测量脑白质纤维束的损伤程度。FA是测量弥散的向异性，可提供纤维束完整性的信息，定量分析脑组织的超微结构^[22-23]；MD表示的是弥散的大小，MD越大提示组织内所含自由水分子越多，反映细胞膜完整性^[24]，两者对超微结构损害敏感，因此，通过DTI参数能够测量白质结构的早期损害。

    本研究显示，高血压患者不仅存在血压水平的升高，也存在血压变异性及昼夜节律的异常改变；虽2组受试者在常规MRI检查中T₂及Flair像上均未发现脑白质异常信号，但DTI图像分析显示，高血压组患者脑白质区普遍存在MD值升高及FA值下降，特别是在侧脑室前脚、后脚、体部、半卵圆中心及额叶皮层下白质区域存在明显的改变。

    本研究中虽2组舒张压无显著差异，分别分析相关性时发现，侧脑室体部、半卵圆中心及额叶皮质下白质FA值的改变与舒张压水平及波动有一定的相关性。此外，脑室前脚的MD值及半卵圆中心的MD值与24hSBP、24hSBP-CV及24hSBP-谷峰值均呈显著正相关，而以上3个动态血压参数与侧脑室前脚的FA值呈负相关；在侧脑室后脚，与MD值、FA值相关的动态血压参数不完全重叠，均与24hSBP-CV相关，但侧脑室后脚的FA值还与24hSBP-谷峰值相关，而MD值还与24hDBP-CV呈显著正相关。因侧脑室体部及额叶皮层下白质的MD值，颞、顶、枕叶的FA值及MD值2组间差异无统计学意义，所以，本研究未对这些部位的DTI参数与动态血压参数进行相关性分析，这也是本研究的不足之一。进一步的研究对即使在整体分析无差异的部位，也要关注到每个具体部位危险因素的相关性，有利于全面分析高血压导致靶器官损害不均衡的原因。

    既往研究显示，高血压可导致脑白质在DTI上的早期损害^[25-26]，不同的是，HOPTMAN等^[26]研究的是抑郁症患者舒张压水平升高导致的额叶皮质下脑白质超早期损害可能是抑郁的病理基础，而本研究除发现血压水平的升高导致白质超早期改变外，血压的变异也是脑白质超早期改变的重要因素，也就是说，即使是脑白质超早期损害，也与多个动态血压参数相关。本研究还发现，即使是在相同部位，与同一个感兴趣区内的FA值及MD值相关的动态血压参数也存在差异，这可能与FA值、MD值虽体现脑白质的超早期损害，但两个数值反映的机制并不完全相同有关。FA值体现的是纤维束的完整性，MD表示弥散的大小，而与弥散的方向无关，它体现的是组织内所含自由水分子的多少。多个动态血压参数与脑白质损害相关，以及同一部位FA值、MD值相关的动态血压参数差异，体现了高血压通过多个参数导致脑白质损害，而每个损害部位的病理表现有多个，每种病理表现相关的动态血压参数不完全相同，反过来，也可解释为正是因为血压参数的不同导致了同一损害部位病理表现的多样性。

    本研究利用DTI技术进行了临床前期的研究，分析了高血压对脑白质早期的隐匿性损伤特点，早期损害的部位主要在侧脑室前脚、后脚、体部、半卵圆中心及额叶皮层下白质；血压水平的升高、血压变异及昼夜节律异常均是导致脑白质损伤的因素，而且每个血压参数对脑白质不同部位存在影响的不均一性；即使是在相同部位，与同一个感兴趣区内的FA值及MD值相关的血压参数不完全重叠，存在一定的差异。

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(收稿2018-01-13  修回 2018-02-22)

本文编辑：夏保军

本文引用信息：赵曼丽，郭鹏，兰希福，赵玉璇．动态血压相关脑白质损伤的磁共振弥散张量研究[J]．中国实用神经疾病杂志，2018，21(3)：233-238.