第二节 脑白质高信号临床特点及航空医学鉴定
近年来,由于检测技术的提高,飞行人员脑白质高信号(WMHs)改变已成为一个日益突出的现象。飞行人员工作处于低压高氧状态,导致飞行人员WMHs与普通人群有不同的特点与临床意义。
WMHs表现为:在磁共振T2加权或液体衰减反转恢复脉冲序列(FLAIR)上,双侧侧脑室周围或皮质下白质多发的点状、斑片状或融合性高信号。WMHs也被称脑白质疏松,由Hachinski等在1987年首次提出,用来描述脑皮质下白质的异常CT表现,即白质密度减低。在FLAIR上根据Fazekas量表产生WMHs的两种评分,为深部白质高信号(DWMH)和脑室周围高信号(PWMH),均分别根据FLAIR图像将病变分为4级。DWMH评分:0级为正常;1级为斑点状;2级为病灶开始融合;3级为大片融合病灶。PWMH评分:0级为正常;1级为铅笔线状和(或)帽状;2级为光滑的晕状;3级为PWMH不规则延伸至深部白质。
一、临床资料
回顾性分析2005年1月—2015年1月,在空军总医院健康体检行MRI检查的现役飞行人员,并完成了T1、T2加权相,FLAIR相。入选标准符合WMHs的诊断标准,即双侧侧脑室旁白质及皮质下白质存在界限不甚清楚的片状融合或非融合区域,T1呈等或低信号,T2和FLAIR呈高信号,排除慢性期变为低信号者,即无症状脑梗死者;无其他已知病因导致的WMHs,比如中毒、缺氧、脑积水和多发性硬化等;无大动脉粥样硬化性卒中、心源性栓塞或脑出血;无高血压、心脏病、糖尿病、血脂异常、高同型半胱氨酸血症、吸烟及过量饮酒等危险因素;不伴有其他神经系统疾病,比如帕金森综合征、脑炎、脑外伤、肿瘤、癫痫等。排除临床资料不完整、影像资料不清晰者。
符合入选标准飞行人员290例,WMHs飞行人员40例(13.79%),平均年龄为(31.85±4.85)岁,其中歼击机18人,运输机9人,轰炸机7人,直升机4人,飞行时间200~4000小时。
对WMHs飞行人员利用蒙特利尔认知评估表(MoCA)行认知全面评估,测试结果均大于26分,平均分为28.95分,即认知均不受影响。
40例飞行人员WMHs均为点状。位于额叶22例(44.90%),放射冠10例(20.41%),半卵圆中心7例(14.29%),脑室旁5例(10.20%),其他5例(10.20%)。
40例WMHs飞行人员29例飞行合格;9例暂时飞行不合格:2例伴颈椎病,2例伴腰椎间盘突出,1例伴肠功能紊乱,1例伴肠易激综合征,1例伴失眠,1例伴前庭功能下降,1例伴心律失常;2例停飞:1例青光眼视力损害,1例右眼外伤性视神经病变。
二、WMHs诊治与普通人、飞行人员WMHs特点
(一)WMHs诊断
WMHs的诊断标准,即双侧侧脑室旁白质及皮质下白质存在界限不甚清楚的片状融合或非融合区域,T1呈等或低信号,T2和FLAIR呈高信号。WMHs的MRI具体表现为:围绕侧脑室前、后角以及放射冠异常高信号;围绕侧脑室的条状或环形异常高信号;深部白质或基底节区点状异常高信号;位于白质的斑片状异常高信号;弥漫性改变,异常信号融合成片,弥漫分布于大脑白质区。本组临床资料均行头颅MRI检查,并完成了T1、T2加权相,FLAIR相,按诊断标准筛选。
(二)WMHs治疗
随着医学技术的发展,我们对大血管病变的诊断和治疗取得了长足的进步,但遗憾的是,至今临床医生对小血管病的诊治仍束手无策,影像无法评估小血管病变,也就很难评估治疗对血管的直接作用,而且其病程进展缓慢,为其临床干预带来困难。WMHs的缺血性病理改变有可能为小血管病的治疗干预提供直接的证据。随着病程的进展,WMHs的范围也随之增加,而WMHs的进展和卒中、痴呆等终点事件密切相关。因此,如果研究能证实治疗干预可能延缓WMHs的进展,不仅能为小血管病的治疗提供一个良好的评估平台,也能为卒中、痴呆等的临床试验提供客观的评价标准。WMHs的治疗无特异性治疗方法,首先应针对各种导致WMHs的病因进行治疗,积极防治脑血管病、高血压、糖尿病、高脂血症和脑外伤等;其次,应去除各种危险因素,比如戒烟、限酒,多食蔬菜水果,控制体重,控制钠盐的摄入量等,选择健康的生活方式。本组临床资料在纳入实验对象标准中,排除常见的脑血管病危险因素、无症状脑梗死和高血压动脉硬化性脑腔隙性梗死,所以均未进行特殊治疗。
(三)普通人WMHs特点
WMHs的发生本身亦有众多危险因素,最重要的危险因素即年龄和高血压,既往的心脑血管病史、高同型半胱氨酸、吸烟、糖尿病、高血脂、高体重指数、酗酒等均有报道和WMHs有关。普通人群WMHs在正常老化过程中有一个显著的区域性。60%~80%人的WMHs在额叶,大概是因为额叶高代谢需求使其更容易受到与年龄相关的脑血管功能的影响,而WMHs的均匀分布是许多神经炎症性疾病和创伤性脑损伤的标志,并且可以用来衡量疾病的严重程度和进展。
WMHs的部位和大小决定了其临床表现的不同,平滑的帽状PWMH和点状的DWMH可无临床表现,而不规则的月晕状PWMH和融合的DWMH则会产生明显的组织损伤,表现出不同的临床症状。其中认知下降是一个突出表现,以执行功能为著,严重时累及日常活动能力,而患者的记忆受累相对较轻。最近研究发现,执行功能、语言流畅度、视空间能力仅和DWMH的严重程度相关。WMHs还可表现为运动障碍,比如步态不稳、步基增宽、步幅小、平衡障碍、易于跌倒以及尿失禁、抑郁、精神异常等,这些表现具有较大的个体差异,很大程度上受其病灶分布区的影响。WMHs临床症状的进展也有很大差异。点状DWMH相对良性,进展较慢,而融合的DWMH和月晕状PWMH则多进展较快。在普通人群中,WMHs的出现可提高痴呆的发生率。严重WMHs患者的整体认知、执行功能、速度与运动控制、注意、命名和视觉建构的测试均受影响。WMHs引起认知功能下降的原因主要来自于皮质下神经网络的直接受累,而执行功能主要依赖于皮质—皮质下白质环路。
不同部位WMHs的病理改变明显不同。PWMH表现为侧脑室内的室管膜细胞破坏和相应的胶质增生,室管膜细胞破坏程度和脑室周围高信号范围明显相关,提示PWMH的发病非血管源性,或许是室管膜下白质的良性结构改变。在PWMH区,表达MHCⅡ型的小胶质细胞激活更为明显,也提示可能有免疫机制存在。而不同大小的DWMH也表现出不同的病理变化。点状DWMH表现为小动脉周围间隙扩大,伴局部髓鞘减少,可能与缺血无关;而融合的DWMH病灶则表现为髓鞘广泛脱失,轴突和少枝胶质细胞的部分丧失,伴不同程度的星形胶质细胞增生,还发现DWMH区小血管迂曲、血管密度减少,毛细血管内皮细胞表达许多缺氧标志物提示其缺血机制。关于WMHs的缺血机制,多数学者认为WMHs是小动脉的慢性缺血所致,研究发现,WMHs患者正常白质区的脑血流量较正常对照平均减少17.13%,而PWMH区内的脑血流量减少可高达35.18%,但深部脑白质的静脉回流障碍可能也是白质病变的一个原因。既往尸检发现,WMHs区静脉和微静脉的胶原亚型I和Ⅲ显著增加,静脉管壁增厚,致管腔狭窄。国外有研究发现,WMHs的进展程度与视网膜静脉(而非动脉)的直径增加明显相关,且该相关性独立于其他心脑血管危险因素。近来对WMHs进行磁敏感成像也发现,颅内小静脉所致的慢性缺血缺氧,可能也参与了WMHs的发生和发展。
WMHs与脑卒中及认知功能下降等密切相关。WMHs不仅是脑卒中发病的独立危险因素,而且可以加重脑卒中的症状。WMHs患者随后出现脑卒中(包括脑梗死和脑出血)的风险是无WMHs患者的2倍;而一旦发生急性脑梗死时,较大的WMHs体积可明显促进脑梗死的扩张。WMHs与脑出血的研究发现WMHs的严重度也是血肿增大的独立危险因素,具有高WMHs分值(严重)的患者,其颅内血肿体积可达WMHs低分值者的2倍,而且WMHs的严重度和血肿的早期扩张明显相关。
(四)飞行人员WMHs特点
国外研究发现飞行员与身体健康、年龄和教育匹配的规范性人群相比,WMHs的数量和体积有所增加。飞行员的WMHs大多位于深白质,而不是在大脑皮层。与普通人相比,飞行员WMHs的体积增加主要在额叶、岛叶、边缘系统和颞叶区域;WMHs的数量增加主要在岛叶、边缘系统和颞叶区域。飞行员WMHs比正常对照组更加均匀地分布于大脑,并且不会随着年龄的增加而增加,这表明飞行导致的脑白质损伤与正常的老化发生机制不同。
国外有关于高海拔登山者增加WMHs是由于低压环境的报道。土耳其的军事潜水员做过这样一项调查,曾患有减压病的潜水员其WMHs检出率为23%,而没有患过减压病的潜水员其WMHs检出率仅为11%,WMHs的发生率在气压差增大的职业人群中增高。国外研究显示低压造成的脑白质损伤是通过随机进入脑循环微栓子产生的,3个潜在的微栓子来源:气(主要是氮气微泡)、血小板源性血栓和微粒。在低压环境下,人体内的氮气就会释放入血形成氮气性气泡,通过直接压迫、堵塞小动脉或与血液蛋白结合等方式造成组织损伤。飞行员WMHs的特点提示简单的组织压缩或由气泡导致的动脉闭塞不能成为飞行员WMHs完整的解释。当静脉中存在氮气气泡时,脑血管血液加速凝血,产生血小板血栓而闭塞。为提高减压应力,机体白细胞、红细胞、血小板和内皮细胞衍生的膜联蛋白V所包被的微粒在循环中逐渐增多,0.1~1.0µm的微粒有激发促炎性细胞的潜力,诱导嗜中性粒细胞活化和血管损伤。但是由低气压引起的WMHs,其确切病理机制需实验室动物的进一步研究来阐明。国外有实验将大鼠暴露于压力对应于914.4m、100%氧气的环境中3小时/天,连续3天,用LTQ-Orbitrap Velos质谱仪和SEAQUEST算法对大鼠大脑蛋白质进行识别和定量,结果显示大鼠蛋白质调制钙依赖性血管稳态性差,发现低压和高氧均可导致WMHs的发生。
减压病(decompression sickness,DCS)包括中枢神经系统减压病(neurologic decompression sickness,NDCS),是一个已知的职业风险,它是暴露于低压的高空飞行员易得疾病。每次飞行会增加患DCS的风险,从2006年以前的0.076%增加至2010年的0.23%,这与频繁和长时间的飞行有关。重要的是,发作的44%DCS被诊断为NDCS。伴有NDCS的飞行员比不伴有NDCS的飞行员WMHs体积显著提高,尤其是岛叶的WMHs体积,但是WMHs数目增加不明显。NDCS飞行员和非NDCS飞行员WMHs的类型没有表现出显著差异。NDCS的飞行员DWMH可能与脑小血管闭塞(大气压力相关气体微栓子导致)和神经胶质增生(随后的免疫系统介导)相关。与此相反,PWMH病变被认为是非缺血性起源的、可能由脑压产生的脉冲形成的。虽然有研究表明NDCS飞行员的WMHs的体积显著增加,但暴露在更加严重的低气压条件下,WMHs的体积是否增加还是不确定。有研究推测暴露在极端低压条件下可能诱发炎性成分,但为什么好发于岛叶区域仍不清楚。与NDCS相关的神经症状包括晕厥、恶心、平衡和协调的障碍、感觉和运动功能障碍、失忆、失语、幻觉、震颤和头痛。其中神经功能可能发生不同程度的恢复。相关研究报道WMHs飞行员出现轻度执行功能和认知功能障碍,首先可能是由于多个大型额叶和顶叶的WMHs导致,其次是NDCS导致。探讨WMHs和认知之间关系的研究正在进行中。
三、飞行人员WMHs诊治鉴定建议
目前,各国对症状性脑血管病的飞行适应性评价和处理均有详细的标准,但针对WMHs尚无相关的航空医学鉴定标准。脑血管性WMHs通常是永久性的,但低压高氧诱导WMHs的长期影响是未知的。航空医学鉴定工作中,特别是特殊体检时,WMHs(虽然多数为散在点状WMHs)有时会影响最后的飞行结论。
(一)诊治建议
诊断:
对健康体检、改装体检飞行人员行常规头颅MRA检查,尤其注意有脑血管危险因素的飞行人员。头颅MRI符合双侧侧脑室旁白质及皮质下白质存在界限不甚清楚的片状融合或非融合区域,T1呈等或低信号,T2和FLAIR呈高信号。
治疗:
无脑血管危险因素的WMHs飞行员无需特殊治疗。有脑血管危险因素的WMHs飞行员应针对各种导致WMHs的病因进行治疗。
(二)鉴定建议
在我军现行标准中没有涉及,但随着影像医学发展,此种情况逐渐增多,我们提出了以下鉴定原则:第一,无脑血管病危险因素的点状的DWMH和平滑的帽状PWMH各类人员均飞行合格;第二,融合的DWMH和不规则的月晕状PWMH特殊体检不合格,结合其他检查排除高血压动脉硬化性腔隙性脑梗死等脑血管病后,其他人员合格,每年复查。
综上所述,飞行人员WMHs具有其特殊性,航空医师与相关人员需继续提高对飞行员WMHs的认识,进行个体化医学鉴定,保证飞行安全的同时避免不合理的鉴定导致资源浪费。
(刘红巾 孟彩丽)