脑弥漫性轴索损伤的影像诊断进展

曹 阳 综述 邹文远 审校

弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury，DAI)，俗称脑白质剪切伤，是以弥漫性神经轴索和毛细血管损伤为特征的原发性脑损伤。随着交通和建筑业的蓬勃发展，DAI在颅脑损伤中所占的比例直线上升，为重型脑损伤的一种，病情急，死亡率高，早期正确诊断对于急症处理非常重要。近年来，一些影像技术的发展，特别是CT、MRI不断运用于临床，对DAI的早期诊断起到了积极地推动作用。近些年来，国内外学者就如何及时、准确地诊断DAI做了大量的实验及临床研究。我们现就其影像学诊断及其进展综述如下。

1.疾病概述

1.1 产生机制 由于大脑灰质和白质的质量有差别，其运动的加速度及惯性也不同，又由于脑组织的不易屈性，以致外伤情况下突然的加、减速度运动可使各种组织间产生相对位移形成一种剪切力，造成神经轴索、毛细血管的损伤。

1.2 发生部位 这种损伤好发于不同质量的组织结构之间，如大脑灰、白质结合处的脑白质及胼胝体、基底核、内囊、上部脑干(中脑和脑桥)背侧面等中轴结构［1］，损伤呈局灶性、非对称性弥漫分布，其中额、颞叶最常受累。

1.3 病理表现 可以出血性损伤为主，也可以非出血性损伤为主。常有弥漫性脑水肿和蛛网膜下腔出血。镜下，神经轴索损伤表现为轴索肿胀、断裂、轴浆外溢及间质水肿，随时间延迟出现小胶质细胞簇［2］;毛细血管损伤表现为针尖样微小出血灶，可相互融合形成小片出血。

1.4 临床表现 DAI是一种严重的颅脑损伤，临床上多数病情危重，意识障碍是最重要的临床表现，其主要原因是广泛的轴索损伤使皮层和皮层下中枢失去联系［3］，昏迷程度与轴索损伤数量和程度有关，轻者可为一过性意识丧失，重者深昏迷以致死亡或呈植物状态。此外，可有不同程度的精神、智力及运动、感觉障碍。

2.影像学表现

2.1 CT检查 DAI的CT表现有:弥漫性脑肿胀，表现为双侧或中线区境界不清的广泛低密度区。多脑叶可同时受累，灰白质界限不清，中线多无移位或仅有轻度移位。脑肿胀造成含液性腔隙均等性受压。脑实质、胼胝体、脑干等处可见散在的斑点状出血［4］，直径小于2cm，无占位效应。合并其他颅脑损伤，如硬膜下/外血肿、蛛网膜下腔出血、颅骨骨折等。

DAI昏迷时间与轴索损伤数量和程度有关，且CT只能依靠损伤轴索周围的肿胀或出血等间接征象来推断DAI，而多数DAI为非出血性病变，因此病情与CT表现不一定一致［5］，对DAI的诊断存在很大的局限性，尤其在颅脑损伤后首次CT检查常常难以诊断［6］。但CT扫描速度快.一般不出现运动伪影，适合急症检查，作为常规检查方法很有必要。

2.2 常规MRI检查 目前，常规MRI较多应用于DAI检查，对于CT检查无明显异常，而临床症状严重的颅脑损伤患者，用MRI检查常常能发现一些损伤［7］。主要表现如下:①弥漫性脑肿胀:主要表现为双侧大脑半球皮髓质交界处呈模糊不清的长T1长T2信号，在FLAIR上呈斑点状不均匀中高信号。脑组织饱满，脑沟、裂、池受压变窄或闭塞，且呈多脑叶受累。②脑实质出血灶:直径多＜2cm，无明显占位效应，主要分布于皮髓质交界及胼胝体等中轴结构。急性期呈长T1短T2信号，在亚急性期呈短T1长T2信号，在FLAIR上呈斑点状高信号。③蛛网膜下腔和/或脑室出血:前者多见于脑干周围，尤其是四叠体池、环池以及幕切迹。在超急性期或急性期，平扫T1WI、T2WI显示欠佳，但在亚急性期，呈短T1长T2信号，在FLAIR上呈高信号。④合并其他颅脑损伤:同CT表现所述。常规MRI中的FLAIR序列能够消除脑脊液高信号对病变显示的影响，显著提高MR检出脑内小灶性出血的敏感程度，显示常规序列所不能显示的小出血灶，但是FLAIR序列也可能存在遗漏部分非出血性DAI病灶的缺点。

2.3 功能核磁共振成像技术功能磁共振成像技术结合了功能、影像和解剖三方面因素，是一种能反映脑功能状态并对活体人脑各功能区进行定位的MRI技术。主要包括磁共振弥散成像、灌注加权成像(PWI)和磁共振波谱分析(MRS)等。最常用的MRI弥散成像技术主要包括弥散加权成像(DWI)和弥散张量成像(DTI)。

2.3.1 DWI:是根据水分子扩散运动特性，对水分子扩散进行测量和成像的方法，在非出血性DAI的诊断应用具有很高敏感性。据国外Huismart等［8］研究结果表明DWI比常规MRI能更早更准确地显示DAI病灶的信号改变。水分子运动的限制程度用表观弥散系数(ADC)来定量描述。许多研究指出脑部创伤等各种原因引起的脑血流量下降均可致细胞缺氧，继而出现细胞毒性水肿，这是急性缺氧后ADC值下降的主要原因。人脑急性期和亚急性期DAI病灶区域ADC值下降非常明显，ADC值降低程度可以用来判断DAI患者的昏迷持续时间。由DWI检查出的损伤灶大小及损伤灶多少能很好地描述DAI，能更准确地反映DAI非出血性病灶的病理变化，并且与临床预后有很强的相关性［9］。DWI成像序列应用的强梯度磁场，使之具有强磁敏感性，有助于更好显示出血灶。尽管DWI能提供更多的信息，但在有些情况下也会遗漏一些损伤，因此评价DAI有必要联合运用多种MRI序列，以提高病灶检出率。

2.3.2 DTI:弥散张量成像是一种检测水分子微观随机运动规律的新技术，它以各向异性弥散技术为基础，可以在活体内评估大脑白质的微观结构［10］。DTI用于观察白质纤维束的走向、绕行、交叉及稀疏、推挤、中断、破坏等表现，称为白质束成像，其三维彩色编码显示对脑白质神经纤维束的总体走行及交叉十分直观，是目前唯一可以无创地描绘人活体脑白质纤维的有效方法［11］。表观弥散系数(ADC)和各向异性分数(FA)是其两个最重要的参数，后者是指在人体生理条件下，水分子向各个方向的弥散运动受细胞本身特征和结构的影响，在脑白质中垂直纤维方向的弥散受到的限制远大于沿着纤维方向，这种方向依赖性就是弥散的各向异性。王双坤［12］等研究发现，在创伤患者的FA图上双侧内囊后肢、胼胝体膝部、压部白质各向异性有明显的差异，而正常对照组则未发现差异，支持了DAI导致各向异性下降的假设，提示DTI优于传统的DWI。但是，DTI技术在实际应用上还有诸多限制，如部分容积效应所致的空间分辨力的减低以及决定纤维示踪方向时交叉纤维的存在可能导致过诊等等，这些都有待进一步改进和完善。

2.3.3 MRS:磁共振波谱成像是无创性研究活体器官的组织代谢、生化改变及化学物定量分析的方法，被誉为“无创活检”，为DAI的研究另辟了一条新路［13］。目前质子MR波谱(1H-MRS)应用最为广泛。Smith等［14］大量动物实验研究发现脑白质区在弥漫性轴索病变后即发生了严重的代谢紊乱，提示MRS可作为评价轴索损伤的高度敏感性早期诊断手段。实验发现:如果检测点同时显示4个指标异常，可以确定该检测部位存在轴索损伤灶;同时发现在胼胝体各指标的变化最明显，这与DAI最常累及胼胝体的病理发现相符合。但由于MRS对磁场均匀性要求较高、检查时间较长及患者不合作等因素使其临床应用受到限制。

2.3.4 PWI:灌注加权成像是在静脉注射对比剂的同时，对所选定层面进行连续多次扫描，获取感兴趣区的一系列参数，如脑血容量(CBV)、脑血流量(CBF)、平均通过时间(MTT)等通过分析灌注参数，可以较为特异地评价组织器官的灌注状态及微循环血流信息。PWI对缺血及微血管血容量变化极其敏感，可直接反映轴索损伤区域脑组织中血流灌注的相对容量，并从脑血流图、脑血容量图中显示轴索损伤的范围及严重程度。

3.结语

综上所述，MRI目前广泛应用于DAI的临床诊断、伤情及预后判断。常规MRI多方位扫描及各种功能磁共振成像技术运用，对DAI病灶大小、形态、信号特点及分布区域等方面较其他影像学检查有明显的优势，尤以FLAIR、DWI成像序列对早期DAI病灶具有很高的敏感性。随着MRI扫描技术的提高，检查时间的缩短，波谱成像(MRS)、扩散张量成像(DTI)等的开发应用，必将为DAI的早期临床诊断、治疗及预后评估提供可靠的影像学依据。

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