磁共振弥散张量成像在重型颅脑损伤诊断中的应用

姚兴军 王岳华 丁正斌 侯文仲 邓光策 曾敏敏

清远市人民医院神经外科，广东清远 511518

磁共振弥散张量成像（DTI）是扩散成像概念之一[1]，是在分子水平上研究组织中水分子随机运动的一种无创性的功能性磁共振成像技术。 在人体生理条件下，水分子在各个方向上的扩散率不同，即各向异性扩散，DTI 能够测量到三维空间方向上水分子扩散的方向和扩散程度[2]，描述组织的各向异性特点，精确地用来研究纤维走行方向。 为了探讨DTI 在重型颅脑损伤诊断中的应用价值，本组研究对象为2009年7月～2010年7月我院收治的68 例重型颅脑损伤患者，实施DTI 检查方法，与55 例健康体检者进行对照分析，现总结如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2009年7月-2011年12月我院收治的68 例重型颅脑损伤患者（GCS 3～8 分）设为观察组，与55 例健康体检者（对照组）进行比较分析。 观察组包括男45 例、女23 例；年龄21～60岁，平均（32.36±11.58）岁；车祸伤37 例、坠落伤22 例、撞击伤9例。对照组包括男37 例、女18 例；年龄20～59 岁，平均（31.29±12.08）岁；车祸伤32 例、坠落伤18 例、撞击伤5 例。 两组患者均为昏迷患者，伤后昏迷时间＞6h，且均排除既往其他器官严重疾病、内分泌疾病、代谢性疾病、器质性脑病及神经精神系统疾病，无一例有颅脑手术史。 两组患者在性别、年龄、受伤机制、GCS 分数、合并症、颅脑手术史等方面差异无统计学意义（P>0.05）。

1.2 方法

68 例重型颅脑损伤患者，实施DTI 检查方法，与55 例健康体检者进行对照分析。DTI 采用GE3.0T 磁共振机(美国通用医疗器械公司)，采用单次激发平面回波平面成像：弥散加权系数B 值取0 和1 000，TR／TE：10300 ms/ 76 ms，层厚3 mm；层数90 层；视野（FOV）350 mm× 350 mm；采集矩阵128×128。

1.3 评价指标

利用GE3.0T 工作软件进行数据后处理，得到各向异性分数(fractional ani-sotropy，FA) 图。 将FA 图上对两组胼胝体压部(splenium of corpus callosum，sCC)、胼胝体膝部(genu of corpus callosum，gCC)、双侧内囊后肢（LgIC、RgIC）、双侧内囊膝（LpIC、RpIC）定为兴趣区(region of interest，ROI)，并选取10 例患者健侧对称部位及白质区损伤病灶作为ROI。 ROI（15～20 cm2），取同一地方3 处平均值。

1.4 统计学分析

数据采用SPSS 13.0 统计软件对数据进行分析。两组间比较采用配对资料的t 检验；率的比较采用χ2检验。设P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组各ROI 的FA 值的比较

两组各ROI 的FA 值的比较如表1，观察组sCC、gCC、LpIC、LgIC、RpIC、RgIC 值均显著低于对照组， 其差异具有统计学意义（P<0.05）。

2.1 创伤组各ROI 的FA 值与GCD 分的关系

创伤组各ROI 的FA 值与GCD 分的关系如表2，只有LpIC、LgIC 的FA 值与GCS 相关性显著（P<0.05），其余均无明显相关性（P>0.05）。

表1 两组各ROI 的FA 值的比较（±s）

表1 两组各ROI 的FA 值的比较（±s）

组别例数sCC gCC LpIC LgIC RpIC RgIC对照组观察组P 值68 55 0.849±0.012 0.614±0.052＜0.05 0.836±0.039 0.602±0.041＜0.05 0.776±0.058 0.545±0.061＜0.05 0.798±0.047 0.517±0.036＜0.05 0.795±0.055 0.526±0.039＜0.05 0.782±0.046 0.522±0.061＜0.05

3 讨论

颅脑损伤是指颅脑在外力的作用下所致的损伤，无论在和平或战争时期都是一类极为常见的损伤性疾病。 其发生率次于四肢居第2 位，但由于伤及中枢神经系统，其死亡率和致残率都很高，居第1 位。 尤其重型颅脑损伤在各国神经外科都普遍存在，在颅脑损伤中约占20%，但由于病情凶险，预后不佳，在美国每年约有7 500 人因此致死，125 000 致残。 颅脑损伤最常见的原因是车祸，占所有患者的一半左右。 本组患者受伤机制以车祸伤为主，基本符合文献报道。 其它常见原因有爆炸、坠落、工矿等事故及各种锐器、钝器对头部的伤害。 颅脑损伤主要发生在成年人，好发于15～44 岁，平均年龄在30 岁左右，男性为女性的2 倍。本研究中男女比例约为2∶1，平均年龄为31.83 岁。当前CT 检查已普遍成为颅脑损伤患者的首选检查方法，但CT检查对于5 mm 以下的病灶敏感度低， 当发现病灶时往往易发生一些微血管的破裂，导致出现了出血点或血肿灶。 常规磁共振显像技术虽然在出血点或血肿灶的发现上较CT 敏感，但对神经轴索损伤及一些非出血性损伤敏感度低，无法达到早发现早处理的目的。 目前认为，能弥补这一缺陷的技术当属磁共振扩散张量成像技术[3]。

表2 创伤组各ROI 的FA 值与GCD 分的关系

磁共振扩散张量成像技术是在DWI 的基础上[4]，在6～55 个线方向上施加弥散敏感梯度而获得图像，能动态显示脑白质的生理演变过程，三维显示大脑半球白质纤维束的走行和分布，了解病灶与纤维束的关系，协助脑外科医生制定手术计划，避免术中纤维束损伤。 它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理，探测组织的微观结构，达到研究人体功能的目的。 目前，磁共振扩散张量成像技术是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。

DTI 是在DWI 基础上，在6～55 个线性方向上施加射频脉冲，多采用单次SE-EPI 序列，每个方向上均使用相同的较大b 值，计算各个方向上的弥散张量而成像。 用DTI 示踪白质纤维的走行，其基本原理是通过一个主本征值，寻找一个与其接近的体素，将这些体素联系起来，达到显示白质纤维的目的。其参数中，应用较多的是FA 值[5]，其原因有：①由于FA 图像可以提供较好的灰白质对比，易选择感兴趣区，使得所测量的FA 值较准确；②FA 值不随坐标系统旋转方向的改变而改变，且FA 值是组织的物理特性，在同一对象不同时间、不同成像设备及不同对象间获得的数值具有可比性。

本组研究对象为2009年7月-2010年7月我院收治的68 例重型颅脑损伤患者，实施DTI 检查方法，与55 例健康体检者进行对照分析。 本研究中，DTI 采用GE1.5T 磁共振机，是GE公司制造的3.0T 超导型高场强磁共振设备(MR)，在同规格设备中，其软件和硬件的配置是最完善的。除了肺部以外，MR 可以做全身各部位的磁共振扫描，MR 在中枢神经系统、脊柱病变、 骨关节及软组织病变的诊断价值是无法用其它设备替代的。 在中枢神经系统方面对脑血管性病变；脑与脊髓的外伤、先天畸形、炎症和肿瘤；新生儿缺血缺氧性脑病的诊断具有绝对优势。 磁共振胰胆管水成像（MRCP）和各部位的血管成像（MRA、MRV）可在无创伤的情况下清晰显示病变，其中磁共振胰胆管水成像（MRCP）能很好显示胆总管下端结石或肿瘤，诊断价值明显优于CT 与B 超。 该系统具备上述多项显著优势，是迄今为止业界最为先进的磁共振，代表了磁共振技术未来的发展方向，开创了全身系统性疾病诊断的临床应用新领域。通过该系统的检测，我们发现，通过两组各ROI 的FA 值的比较 发 现，观 察 组sCC（0.849±0.012）、gCC（0.614±0.052）、LpIC

（0.776±0.058）、LgIC（0.798±0.047）、RpIC(0.795±0.055)、RgIC(0.782±0.046)值均显著低于对照组(0.614±0.052、0.602±0.041、0.545±0.061、0.517±0.036、0.526±0.039、0.522±0.061），其差异均具有统计学意义（P<0.05）。观察组的FA 值较对照组显著降低，可以解释为颅脑外伤导致病灶白质在形态及功能上出现异常，使水分子弥散方向的规律性被破坏，出现FA 值得相对降低[6]。 本组数据还显示创伤组LpIC、LgIC 的FA 值与GCS 相关性显著（P<0.05），其余均无明显相关性（P>0.05），考虑为内囊后肢走形纤维主要为锥体束，是下行运动传导束，其损伤程度与GCS 关系最密切所致。可见，磁共振扩散张量成像技术应用于重度颅脑损伤临床诊断具有准确、敏感的特征，再加上其操作简单、无创的优点，可作为重度颅脑损伤早期诊断的主要手段。

[1] 王博成，李梅，吴利忠，等. 磁共振弥散张量成像在创伤性脑损伤诊断中的应用[J]. 上海交通大学学报(医学版)，2009，29(12)：1491-1494.

[2] 陈宇，吴明祥，徐坚民，等.DTI 纤维追踪法定量分析9O 名正常国人脑白质老化[J].中国医学影像技术，2009，25(3)：369-372.

[3] 乇双坤，戴建平，马军，等.磁共振弥散张量成像对弥漫性轴索损伤的研究[J].中国医学影像技术，2005，21(12)：1799-18O1.

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