第一节 酒精相关性中枢神经系统疾病的MRI检查

一、韦尼克脑病

韦尼克脑病(Wernicke encephalopathy,WE)是由于缺乏维生素B1(硫胺素)所致的神经系统疾病。酗酒、营养不良、消化道手术、长期肠外营养(parenteral nutrition,PN)、神经性厌食、恶性肿瘤、妊娠呕吐等因素会影响维生素B1摄入不足或吸收障碍,进而导致WE。本病的临床表现为眼球运动障碍、共济失调和精神障碍三联征。其中精神障碍主要表现为情感淡漠、迟钝和谵妄,如果精神症状表现为选择性的认知功能障碍,包括近事遗忘、时间及空间定向障碍,而无全面的智能减退,说明出现了不可逆的Korsakoff综合征。在临床中只会有少数患者出现典型的三联征,多数患者仅有一到两种临床症状,部分早期患者甚至无任何特异性症状,导致临床诊断WE十分困难,并且误诊率很高。而WE的MRI影像表现具有一定的特征性,故MRI可为WE的诊断提供帮助。

(一)MRI表现

1.常规MRI

韦尼克脑病常规MRI表现相对特异,表现为在第三、四脑室旁、导水管周围、乳头体、四叠体及丘脑内侧可见对称性长T1、长T2信号影,T2-FLAIR像(fluid attenuated inversion recovery,液体衰减反转恢复序列)呈高信号。另外,小脑齿状核、脑桥被盖、红核、中脑顶盖、尾状核及大脑皮质等部位也会受累及,急性期病灶内可见出血。

常规MRI检查虽然特异性高,敏感性却较低。在亚急性期或晚期时,由于血脑屏障及细胞膜的破坏,血管源性水肿占据优势,细胞间隙增大及组织总含水量增加,常规MRI多可以显示信号异常。如常规MRI影像显示正常,可能是由于病程处于急性期,并不能完全排除韦尼克脑病的可能。

2.MRI增强扫描

由于韦尼克脑病急性期血脑屏障的破坏,增强扫描可使病灶不同程度强化,乳头体强化尤其有代表性。急性期进行增强扫描可增加小病灶的检出率,治疗之后进行的增强扫描则对于鉴别诊断和疗效评价有重要意义,病情好转时强化病灶会缩小甚至消失。

3.磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)

常规 MRI只反映组织总含水量的变化,而DWI则对水分子的弥散运动十分敏感,只要水分子出现弥散障碍,DWI就可出现异常信号改变。在韦尼克脑病早期,由于缺乏维生素B1,细胞功能发生障碍,致使细胞内外渗透浓度失衡,进而导致细胞毒性水肿,细胞体积增大,细胞间隙减少,水分子弥散障碍。水分子弥散障碍导致病灶区域表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值降低,DWI像表现为高信号影。有时DWI像表现为高信号但ADC值却增加,这是由于T2穿透效应的影响,反映局部伴发血管源性水肿。

所以DWI能够使韦尼克脑病的阳性检出率提高,尤其可以在患者出现典型临床症状之前发现病变,继而补充维生素B1,防止不可逆的Wernicke-Korsakoff综合征的出现。细胞毒性水肿和血管源性水肿具有可逆性,经过及时治疗病灶可缩小或消失,可见DWI结合ADC值不仅可以早期发现病灶,其对评价临床预后也具有重要价值。

4.氢质子磁共振波谱成像(1H-Magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)

韦尼克脑病患者N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)/肌酸(Cr)比值下降,乳酸(Lac)峰值升高,胆碱(Cho)减低,Cho/Cr无明显减低;治疗后监测NAA/Cr比值的变化,可以提示脑神经元是否发生不可逆性损害,帮助确定神经细胞的存活以及对Wernicke-Korsakoff综合征的预后评估方面有极大帮助。

(二)鉴别诊断

1.Leigh 综合征又称为 亚急性坏死性脑病(subacute necrotizing encephalopathy)

它是一种常染色体隐性遗传性疾病,婴幼儿最多见。与韦尼克脑病以乳头体、第三、四脑室及导水管周围病变不同。该病常累及大脑深部基底节,包括壳核、苍白球和尾状核,还会累及大脑脚和小脑齿状核,引起核团坏死、软化,其最常见的MRI表现为中脑双侧对称性T1WI低信号、T2WI高信号。

2.肝豆状核变性(hepatolenticular degeneration,HLD)

又称威尔逊病,是一种常染色体隐性遗传病。MRI典型表现为双侧基底节区豆状核对称性新月形长T1、长T2信号,呈八字形,病情严重时丘脑、脑干亦会受累,疾病晚期会出现脑白质萎缩。该病大多为双侧对称,也有非对称性或单侧受累。与韦尼克脑病不同的是,肝豆状核变性不累及乳头体。

3.脑桥中央髓鞘溶解症(central pontine myelinolysis,CPM)

该病主要见于长期营养不良者和慢性酒精中毒患者。一般出现临床症状1~2周后,脑桥中央会出现长T1、长T2信号,典型病灶于轴位像上呈蝴蝶形,在矢状位为卵圆形,在冠状位为蝠翼形。病变主要影响脑桥基底部的白质,中央的皮质脊髓束不受累,这与韦尼克脑病主要分布在皮质不同。

4.基底动脉尖综合征(top of basilar syndrome,TOBS)

为基底动脉顶端血液循环障碍所致的一组临床综合征,病因多为心源性脑栓塞,少数可为动脉粥样硬化斑块脱落。该病分为两组,分别为影响中脑、丘脑的脑干首端梗死和影响颞叶内侧面、枕叶、小脑的大脑后动脉区梗死。MRI 表现为延髓、脑桥、中脑、双侧丘脑、双侧小脑半球和双侧颞叶、枕叶多发长T1、长T2信号,极少累及乳头体。

5.多发性硬化(multiple sclerosis,MS)

是一种中枢神经系统脱髓鞘疾病,好发于中青年女性,特点是病灶播散广泛,病程中常有缓解复发交替的神经系统损害症状。与韦尼克脑病不同,该病主要分布于白质,表现为卵圆形或圆形长T1、长T2信号,双侧脑室旁病灶多垂直于侧脑室,称为“直角脱髓鞘征”,与炎症沿血管蔓延有关,被认为是MS的特征性表现。

6.甲硝唑性脑病(metronidazole-induced encephalopathy,MIEP)

为甲硝唑诱发的脑病,临床上少见,其MRI 表现与韦尼克脑病相似。轻度MIEP患者会出现认知功能障碍,如学习和记忆能力下降,严重时会出现意识水平下降。MIEP患者一定有甲硝唑使用史,及时停用甲硝唑后,患者的症状和MRI表现均可明显好转。

7.病毒性脑炎(viral encephalitis,VE)

病毒性脑炎是指病毒直接侵犯脑实质而引起的原发性脑炎,其临床表现差异较大,主要取决于神经系统受累的部位、病毒致病性的强度及患者的免疫反应。典型MRI表现为皮质及皮质下区散在分布的多发性脑回样、点片状或斑片状长T1、长T2信号。早期进行抗病毒治疗,病灶会减小甚至消失。

8.一氧化碳中毒性脑病

是含碳物质燃烧不完全时的产物经呼吸道吸入引起中毒。一氧化碳极易与血红蛋白结合,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用,造成组织窒息。临床表现主要为缺氧,其严重程度与碳氧血红蛋白(HbCO)的饱和度呈比例关系。轻者有头痛、无力、眩晕、劳力性呼吸困难,症状加重时,患者口唇呈樱桃红色,可有恶心、呕吐、意识模糊、虚脱或昏迷,重者呈深昏迷,伴有高热、四肢肌张力增强和阵发性或强直性痉挛。典型MRI表现为双侧大脑皮层下白质及苍白球或内囊大致对称的斑片状长T1、长T2信号影,后期可见脑室扩大或脑沟增宽。

二、脑桥中央髓鞘溶解症

脑桥中央髓鞘溶解症(central pontine myelinolysis,CPM)是一种临床上罕见的脱髓鞘疾病,以脑桥髓鞘溶解为其病理特征。以四肢瘫和假性延髓性麻痹为典型临床表现,四肢瘫常对称,罕见偏瘫,可以是痉挛性的,也可以是弛缓性的,一般有腱反射亢进等病理征。假性延髓性麻痹则以一侧或双侧外展神经麻痹为主,偶尔会出现核间性眼肌麻痹和Horner综合征。常见于慢性酒精中毒、重度营养不良及感染性疾病等。发病机制与水电解质代谢紊乱中过快纠正低钠有关。发生低钠血症时,脑细胞内的钾离子和有机溶质发生代偿性下降,当低钠血症纠正过快时,脑细胞内的钾离子和其他电解质不能相应地迅速恢复正常,导致脑细胞相对于正常细胞外液而言成为低渗液,水分子便从脑细胞内进入到细胞外液中,从而导致脑细胞脱水,在脑细胞脱水时,细胞内的钠离子浓度又迅速升高。由于渗透压改变引起的水分子运动导致了渗透性内皮损伤,富含血管的灰质在局部释放大量髓磷脂毒性因子。由于脑桥为灰白质交替的网状结构,因此灰质释放的髓磷脂毒性因子可迅速作用于周围白质,使其发生髓鞘溶解,而其他区域白质由于主要为白质束,故无髓鞘溶解。可见,对于诱导CPM发生,纠正低血钠的速度比低血钠的程度重要得多。近年来随着MRI的广泛应用,CPM的诊断能力和水平有较大提高。

(一)MRI表现

1.常规MRI

CPM典型MRI表现为脑桥中央对称性长T1、长T2信号影,于FLAIR像呈高信号,轴位图像上病灶形态为三叉形,矢状面上为卵圆形,冠状面上为蝙蝠翼形。CPM病灶的大小随发病时间不同而有所改变,急性期病灶周围有轻度水肿,范围较大,边界不清,随着时间的延长,水肿逐渐消失,病变范围缩小,边界变得清晰。CPM患者早期出现临床症状后常规MRI仍可呈阴性表现。由于功能改变早于形态学改变,因此能够观察到功能改变的MRI检查技术对于及时诊断CPM有很大意义。

2.MRI增强扫描

CPM于增强MRI的表现较为复杂,大致有三种强化形式:中心强化、边缘强化、无强化,其中大多无强化。不同强化形式是由于病变处于不同时期或存在胶质增生等原因。

3.磁共振 弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)

是探测水分子运动的最敏感的检查手段,DWI比常规MRI能够更早发现CPM。在CPM早期,由于髓鞘溶解,局部出现细胞毒性水肿,DWI呈高信号,ADC值降低。非急性期病灶DWI呈高信号,而此时ADC值升高,说明存在T2穿透效应所致,而此时T2WI上呈高信号可能是由于存在血管源性水肿和胶质增生所致。

而在临床症状改善或消失后,位于脑桥中央的T2WI高信号可持续存在,这是由于胶质增生引起。而ADC值的恢复同临床症状的恢复基本是平行的。因此,DWI更有助于评价疗效和预后。

4.弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)

是在 DWI基础上发展起来的 MRI技术。它从量和方向上反映成像体素内的弥散变化,可以无创地提供有关人体微观结构、神经纤维走向及受损情况、膜渗透性以及温度方面的信息,因此也可间接地评价中枢神经系统的病理生理学改变。纤维束示踪(fiber tracking,FT)是根据从DTI中得到的数据直观地描述白质纤维束空间分布的技术。DTI通过ADC、各向异性分数(FA)等不同参数成像可间接反映组织的完整性,FA是表示白质各向异性及完整性的一个度量标准,组织密度的改变、髓鞘损伤和脱失以及纤维数量减少等因素会使FA值发生改变;平均ADC反映的是体素内弥散椭球体轴向和径向的平均弥散系数,是一个评价细胞膜或髓鞘等弥散障碍大小的定量指标。DTI已经广泛应用于各种能够影响脑白质的病变成像中。

DTI和FT可以直观显示CPM的白质纤维束,于CPM早期即可发现病变。病灶ADC值明显增加而FA值降低是由于髓鞘脱失导致水分子在纤维束间弥散更加自由,使平均弥散系数增高,而由于髓鞘脱失使水分子弥散的方向变得不规则,从而使FA值降低,DTI对CPM的早期诊断和预后评价有重要价值。

5.氢质子磁共振波谱成像(1H-MRS)

由于CPM病灶区神经元内线粒体功能下降,导致N-乙酰天门冬胺酸(NAA)合成减少,即使神经元结构完整,NAA仍会降低。病灶区由于髓鞘溶解及胶质增生,胆碱(Cho)会增高。由于CPM患者神经元合成NAA功能下降,但神经元并未丧失,所以随着病情的恢复,NAA亦可部分恢复。

(二)鉴别诊断

1.脑干梗死

基底动脉狭窄或闭塞时可引起脑干梗死。脑干梗死形态无特异性,多位于一侧,双侧均存在梗死时常不对称,边界亦较清晰,且病变范围与对应血管分布区域一致,梗死病灶可见强化。而CPM病灶有典型的形态,呈双侧对称性分布,一般不强化。

2.脑干炎症

脑干多有不同程度增粗,致脑桥前池变窄。T1WI为片状稍低或等信号,T2WI为片状稍高信号,病灶边缘模糊,形态各异,增强扫描多强化。病变有向下蔓延发展的趋势,抗炎治疗后原异常信号范围减小。临床上患者起病突然,伴发热和意识障碍,无酒精中毒、电解质紊乱等病史。

3.脑干胶质瘤

青少年多见,多位于脑干中部,但常引起脑干明显增粗,占位效应显著,桥前池及第四脑室常受压变形,病灶易侵入丘脑,增强扫描多呈不均匀强化。

4.脑梗死

在慢性酒精中毒患者中较为常见。由于酒精可以使纤溶酶原激活物失活,纤溶酶原无法转化为纤溶酶会导致血液中纤维蛋白原浓度升高,这会增加脑血管内血栓形成的概率,一旦血栓形成,相应的脑组织供血区域会因缺血缺氧而梗死。酒精也可直接作用于脑血管平滑肌,引起血管痉挛,使脑血流量减少。长期饮酒还会导致血小板凝聚功能障碍和血液凝固性增高。

脑梗死灶于T1WI呈低信号,于T2WI及FLAIR像呈高信号,病灶边界欠清晰。脑梗死的临床症状根据梗死部位、范围和时间的不同而各异,主要表现为头痛、眩晕、耳鸣、半身不遂,还可出现言语不清、吞咽困难、恶心、呕吐等多种症状,严重者可出现深度昏迷。腔隙性脑梗死患者一般无症状或仅有轻微症状。

部分患者表现为出血性脑梗死。机制是大量饮酒刺激血管平滑肌收缩,使脑血流减少或升高血压诱发脑出血,且酒精中毒亦会导致凝血机制和血管收缩功能障碍,不易自身凝血、止血。

5.脑白质脱髓鞘病变

酒精中毒所致脑白质脱髓鞘,多为缺血缺氧性脱髓鞘。临床表现为精神障碍、行走困难、肌张力高、病理征阳性等。其MRI表现为皮层下及双侧脑室周围脑白质斑点状、斑片状或弥漫性异常信号,于T1WI呈低信号,于T2WI及FLAIR像呈高信号,病灶边缘较清晰。

6.脊髓亚急性联合变性(subacute combined degeneration,SCD)

是由于维生素 B12的摄入、吸收、结合、转运或代谢障碍,导致体内含量不足而引起的中枢和周围神经系统变性的疾病。病变主要累及脊髓后索、侧索及周围神经等。临床表现为感觉性共济失调、行走不稳,多合并周围神经损害,脊髓侧索损害可有锥体束征。病变多位于后索,后、侧索同时受累者相对少见,一般无单纯侧索受累。MRI可见脊髓内纵行条片状异常信号,于T1WI呈低信号,于T2WI呈高信号,多数有强化。

三、胼胝体变性

胼胝体变性(corpus callosum degeneration)或 原发性胼胝体萎缩(primary corpus callosum atrophy)又称Marchiafava-Bignami病(MBD),是一种非常罕见的胼胝体脱髓鞘性病变。MBD病因至今尚不明确,但临床上多见于长期饮用烈性白酒的成年男性,因此普遍认为MBD可能与慢性酒精中毒及继发的营养不良有密切关系。胼胝体由前向后分嘴、膝、体、压4部分,是大脑半球间最大的联合纤维。胼胝体变性导致双侧大脑半球之间联系的完整性被破坏,根据损害部位不同,其临床表现各异。而根据发病形式的不同,MBD可分为急性、亚急性和慢性3型:急性发病表现为突发意识障碍、癫痫发作或其他严重的神经功能缺损症状;亚急性发病多表现为严重的发音困难,常出现肌张力增高,并有快速进展性的痴呆;慢性发病者则主要表现为渐进性痴呆。MRI具有多角度、多序列成像的优势,可更早、更全面、更准确地显示病变范围和程度。

(一)MRI表现

1.常规MRI

MBD以胼胝体为主,多见于体部,其次是膝部和压部,部分会累及整个胼胝体,病灶表现为胼胝体内局限或弥漫的对称性异常信号。急性期胼胝体全段呈膨胀性改变,MBD病灶于T1WI呈等或低信号,于T2WI及FLAIR像呈高信号,病变周围存在水肿;亚急性期胼胝体膨胀减轻,水肿带消失,部分病灶内于T2WI像可见斑点状低信号影,可能是由于出血引起的含铁血黄素沉积;慢性期胼胝体萎缩变薄,以体部为著,由于病灶主要位于胼胝体中层,背侧及腹侧相对正常,因此矢状面及冠状面上可见典型的边界清晰的“三明治”征,部分中层病灶内有囊腔形成。

2.MRI增强扫描

由于急性期和亚急性期血脑屏障的破坏,增强扫描MBD病灶会出现圆形或不规则斑片状强化,慢性期病灶多不强化,部分会有轻度强化。

3.磁共振弥散加权成像(MBD)

病灶的DWI信号变化较大,大部分病灶于DWI像呈高或稍高信号,且DWI比T2WI及FLAIR像观察到的病变范围要广泛,因此DWI对于显示MBD病灶更加敏感,可以提高急性MBD的阳性检出率。ADC值随着脑组织损伤的不同程度而变化,ADC值较低时可能说明病变区域仅有神经元损伤和脱髓鞘,ADC值较高时可能说明存在轴突坏死等严重的脑组织损伤。一般来说,ADC值降低的患者预后较差,而以ADC值升高为主的患者预后较好。因此DWI结合ADC值不但可以尽早诊断,还有助于评估MBD患者的预后。

4.氢质子磁共振波谱成像(1H-MRS)

是检测活体组织生化改变的无创性技术,观察指标包括N-乙酰天门冬胺酸(NAA)、肌酸(Cr)及胆碱(Cho);病理状态下有时可检测到乳酸(Lac)。MRS的敏感性很高,能够早期辅助确诊MBD,并且能够帮助评估病情的进展及预后。

MBD急性期Cho/Cr升高,NAA/Cr降低,主要是由于髓鞘溶解释放出磷酸胆碱和甘油磷酸胆碱,导致Cho增多,而NAA作为神经元标志物,它的减少提示髓磷脂破坏后继发轴索损伤。MBD病灶内可出现Lac峰,部分Lac峰倒置。Lac是脑损害后局部缺血缺氧的标志,常常在脱髓鞘病变的急性期或亚急性期出现,Lac峰倒置则提示局部存在由炎性反应引起的无氧糖酵解。

(二)鉴别诊断

MBD最易与胼胝体梗死混淆,但两者的临床特征及MRI表现仍有一定的特异性。多数MBD有以下几项临床特征:①长期酗酒;②中老年男性;③维生素B复合物治疗有效果;④半球间失联系。而有以下几项者则偏向于胼胝体梗死:①存在高血压病、颈动脉斑块及糖尿病等高危因素;②老年人;③临床存在典型的后循环血栓形成,如基底动脉尖综合征者。

两者MRI图像鉴别要点如下:①胼胝体的供血模式独特,前、中、后部分别由不同的分支供血,且为对称性供血。因此,梗死病灶一般为单侧、局灶性分布,双侧大范围梗死一般仅见于双侧颈部大血管闭塞;而MBD发病与血供无直接联系,故病变为对称性,范围相对广泛,部分甚至可累及整个胼胝体。②MBD多见于胼胝体体部,主要累及中层,呈典型的“三明治”征;而梗死则以压部多见,且全层受累。③与胼胝体变性相比,梗死的占位效应更明显。④MBD病变主要位于胼胝体,除相邻白质外,很少累及其他部位;而胼胝体梗死还常伴有半卵圆中心及基底节区的梗死。⑤MRS提示Cho水平轻度或明显增高有助于MBD的诊断。⑥试验性治疗后的MRI复查中,MBD病灶一般无明显变化;而梗死如果治疗及时,病灶可吸收、消散。

部分多发性硬化(multiple sclerosis,MS)及 进行性多灶性白质脑病(progressive multifocal leukoencephalopathy,PML)也会导致胼胝体变性。MS多见于中青年女性,病程一般较长,有不同程度的感觉、视力和运动障碍,可发作性加重,亦可自发缓解,激素治疗有一定效果。MS病变以侧脑室周围白质为主,胼胝体受累时,病灶多分布于胼胝体和透明隔交界面,呈圆形或卵圆形,早期可有一定程度的强化。PML多见于免疫力低下者,该病发病急,呈进行性加重,可出现智力减退、偏瘫,甚至昏迷。PML病灶呈非对称性分布,常累及皮质下脑白质,病灶呈局灶性多发,可逐渐融合,融合后有一定的占位效应,但很少强化。本病还应与胼胝体肿瘤相鉴别,肿瘤占位效应明显,一般较易鉴别。

四、酒精性小脑变性

酒精性小脑变性(alcoholic cerebellar degeneration,ACD)多见于慢性酒精中毒。典型表现为小脑蚓部萎缩,环池、小脑上池、枕大池扩大。主要的病理改变为小脑蚓部皮质变性。临床表现为共济失调、眼球震颤、语速缓慢、行走不稳,可有意识和情感障碍,部分患者可合并周围神经损伤。临床需要与遗传性共济失调鉴别。半数患者可合并大脑萎缩,MRI检查发现脑室扩大,脑裂增宽,可能与酒精的毒性、营养缺乏、代谢紊乱以及低氧血症等因素相关。