多发性硬化与MRI扩散张量脑白质束示踪的三维仿真研究

多发性硬化（MS）的临床症状多样，可能是因为脱髓鞘斑块使各种脑白质束传导功能受损所至。目前常规MRI检查仅能观测脱髓鞘斑块的大小和数量，无法观测各种脑白质束的情况，并且常规MRI表现与MS病人的临床症状以及功能障碍程度不一致。我们前期使用MRI扩散张量脑白质束示踪方法，三维仿真显示并发现通过脱髓鞘斑块区的脑白质束数量减少；并发现脑白质束定量结果与临床功能障碍评分有很好的相关性。本项目利用脑白质束示踪新技术及多学科交叉合作的优势，拟在活体无创地三维仿真显示脱髓鞘斑块和脑白质束的关系，个性化分析每个病人的临床症状，定量分析脑白质束示踪结果，预测将来新发脱髓鞘斑块的可能性与发生的部位，并用动物实验证实三维仿真与病理的一致性。期望为MS的诊断和评估提供一种全新的方法，解决无法预测MS复发的时机以及是否会产生新症状的难题。为指导临床医生在MS症状发生前进行早期药物治疗及评价疗效提供理论依据。

多发性硬化（MS）的临床症状多样，是由于脱髓鞘斑块使各种不同传导功能的脑白质束受损所至。目前常规MRI 检查仅能观测脱髓鞘斑块的大小和数量，无法观测各种脑白质束的情况，并且常规MRI表现与MS 病人的临床症状以及功能障碍程度不一致。本研究使用脑白质束示踪新技术及多学科交叉合作的优势，首先用动物实验验证定量三维仿真与组织学的一致性，然后在临床研究中无创地三维仿真显示脱髓鞘斑块和脑白质束的关系，定量分析脑白质束示踪结果，评价其定量结果与残疾状态扩展评分（EDSS）的相关性。动物实验对20只Wistar大鼠行MRI扩散张量扫描，行脑白质束三维仿真成像，在冠状位图像上定量测量经过中线的胼胝体脑白质束数目为（163.15±18.43），显微镜下测量相同层面冠状位胼胝体中线处厚度为（0.23±0.012）mm，两者之间行Pearson线性相关分析显著性相关（R=0.908，P＜0.001）。该动物实验证明脑白质束三维仿真成像与组织学相比较具有一致性。临床研究对32名MS患者和32名健康自愿者行MRI扩散张量扫描，并进行定量全脑白质束示踪，胼胝体Witelson分区脑白质束示踪，投射纤维、联合纤维、联络纤维脑白质束示踪。定量测量示踪纤维数和示踪纤维密度，比较示踪纤维数和示踪纤维密度在MS组和对照组之间的差异。使用Pearson线性相关分析MS组的脑白质束示踪的定量结果与EDSS的相关性。全脑定量白质束示踪MS组的示踪纤维数（2220±100）和示踪纤维密度（0.75±0.04）明显低于对照组（2750±70，0.93±0.02），差异有统计学意义（P<0.001），MS组的示踪纤维数和示踪纤维密度都与EDSS负相关（P<0.001）。定量测量MS组胼胝体1~5区的重建脑白质束分别为（210±24.89、61±8.23、61±7.96、58±5.84、159±18.91）均较对照组（233±18.21、71±7.59、74±5.33、65±5.84、172±12.76）减少，差异均有统计学意义 (P<0.001)，MS组胼胝体各区的重建脑白质束数目与EDSS均呈负相关(P<0.001)。在MS组的脑白质束示踪三维仿真图像中可以直接观察到脱髓鞘斑块所致的脑白质束的受损和减少。本研究为MS 的临床评估提供一种全新的方法。