DWI和GRE-T2*WI序列在弥漫性轴索损伤中的应用价值

汪 欣，马宝新，钟柳城

(惠州市第一人民医院放射科，广东 惠州 516003)

DWI和GRE-T2*WI序列在弥漫性轴索损伤中的应用价值

汪 欣，马宝新，钟柳城

(惠州市第一人民医院放射科，广东 惠州 516003)

目的 探讨扩散加权成像(DWI)和梯度回波T2*加权成像(GRE-T2*WI)序列在弥漫性轴索损伤中的应用价值。方法回顾性分析35例经临床确诊的弥漫性轴索损伤患者的MRI影像资料，对全部患者均进行T1WI、T2WI、FLAIR(Fluid attenuated inversion recovery)、GRE-T2*WI及DWI序列扫描。对比各序列对病灶的检出数，并分析其分布情况及信号特点。结果DWI和GRE-T2*WI序列检出的病灶数目显著多于其他序列，病灶主要分布在深部脑白质、皮髓交界区、胼胝体、基底节区、脑干、小脑等部位，表现为散在的、多灶性的、大小不一的点状、索条状、斑片状、串珠样异常信号影。结论DWI及GRE-T2*WI序列比其他序列敏感，在DAI的早期诊断中有更高的应用价值。

弥漫性轴索损伤；扩散加权成像;梯度回波T2*加权成像

弥漫性轴索损伤(Diffuse axonal injury，DAI)是一种常见且较严重的颅脑损伤，其头颅CT表现轻，临床表现重，发病机制为头部在外力的作用下产生旋转加速度和/或角加速度，使脑组织内部发生剪切力，导致神经轴索和小血管损伤、断裂的一种病理生理改变，具有高致死率、高致残率。如何提高对DAI的早期诊断是提高患者生存率的关键。目前诊断手段主要有CT及MR，CT敏感度低，MR常规序列存在一定局限性。而DWI(Diffusion weighted imaging)及 GRE-T2*WI(T2*-weighted gradient-recalled echo sequence)是近些年发展起来，且对DAI诊断具有独特优势的新序列。本文回顾性分析35例经临床确诊的DAI患者的MRI影像资料，对比每种序列对病灶检出数的差异，旨在探讨DWI及GRE-T2*WI在DAI中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年5月至2013年10月在我院行MRI检查并经临床确诊的DAI患者35例，其中男性28例，女性7例，年龄17～58岁，平均32岁。所有患者均有明确外伤史，其中车祸伤23例，高处坠落伤8例，重物砸伤4例。22例患者于外伤后24 h内行MRI检查，8例患者24～48 h行MRI检查，5例患者1周内行MRI检查。

1.2 方法 使用Philips Archiva 1.5T MRI扫描仪，头部线圈。所有患者均行SE序列T1WI(TR 450 ms，TE 15 ms)、TSE序列T2WI(TR shortest，TE 100ms)、T2FLAIR序列(TR 11 000 ms，IR2 000 ms，TE 140 ms)、GRE-T2*WI序列(TR shortest，TE23.02)及DWI序列(TR shortest，TE shortest，b值=1 000)，采集次数为2～3次，层厚5 mm，层距6 mm，视野230 mm× 230 mm。由两位副主任医师对病灶分析意见一致后对各序列显示病灶进行计数。

1.3 统计学方法 采用SPSS16.0软件进行统计学处理。对比 T1WI、T2WI、FLAIR、DWI及GRE-T2*WI各序列对DAI病灶检出率的差异，结果做方差分析(ONE-WAYANOVA)两两比较q检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。数据方差不齐则对数化后再检验是否方差齐。

2 结果

2.1 DAI患者MRI表现 35例患者的脑白质深部病灶多位于额顶叶，多呈点状或卵圆形样，小脑病灶形态与其类似；基底节区病灶多位于内囊附近，多呈点状或斑片状；胼胝体病灶多位于体部与压部，亦多呈点状或斑片状，脑干病灶形态与其相似，部分病灶可见融合。病灶大小一般在0.5～2.0 cm不等，若融合则可较大，双侧大脑半球病灶多呈不对称性分布。大部分病灶在T1WI上呈等或稍低信号，T2WI上呈稍高信号，T2FLAIR上呈高信号，GRE上呈低信号，而在DWI上部分病灶呈低信号，部分病灶呈高或稍高信号，小部分病灶中央低信号周边高信号。本研究中有23例患者均为出血性病灶，12例患者兼有出血性与非出血性病灶。出血性病灶在T1WI表现为等或稍高信号，急性期在T2WI表现为稍高信号或低信号，FLAIR上表现为高信号，部分病灶中央为等、低信号，DWI上表现为低或稍高信号，在GRE-T2*WI上表现为明显低信号(见图A～E)。非出血性病灶在T1WI表现为等或稍低信号，在T2WI、FLAIR和DWI序列上均表现为高信号，边界不清，在GRE-T2*WI上可表现为正常或高信号(见图F～J)。

图 A～E男，19岁，车祸伤，T1WI(图A)示胼胝体压部未见明确异常信号，T2WI(图B)示其见斑片状稍高信号，T2FLAIR(图C)示其呈高信号，DWI(图D)示其呈低信号，而GRE-T2*WI(图E)示其呈明显低信号。图F～J男40岁车祸伤T1WI(图F)示右侧半卵圆中心见斑点状稍低信号，T2WI、T2FLAIR(图G、H)示其呈稍高信号，DWI(图I)示其呈高信号，而GRE-T2*WI(图J)表现不明显。

2.2 MRI各个序列检出的DAI病灶的部位及检出数比较 DAI患者各序列中GRE-T2*WI序列对出血性病灶检出数最高，DWI序列对非出血性病灶检出数最高。数据存在方差不齐，予对数化后方差齐，检验结果提示GRE-T2*WI与DWI(P＞0.05)差异无统计学意义，GRE-T2*WI、DWI与T1WI(P＜0.05)、T2WI(P＜0.05)、FLAIR(P＜0.05)差异均有统计学意义，见表1。

表1 35例患者各序列DAI病灶各部位的检出数目(例)

3 讨论

DAI是剪切力所致的弥漫性脑损伤。损伤区域主要累及脑皮髓交界区、基底节区、胼胝体、脑干及小脑等处[1]。

DAI病理变化较复杂，其轴索损伤以非中断性轴索损伤为主，而这种损伤在伤后数小时至数天内发生着序贯性的轴索继发离断的病理变化[2]。因此DAI的早期诊断和治疗对提高患者的抢救成功率和生存率具有积极意义。

尽管MRI无法直接显示神经轴索的损伤情况，但是能够显示DAI诱发的脑内小灶出血及脑组织水肿等变化。弥漫性脑肿胀是DAI的一个重要诊断依据，本组病例中均有不同程度的弥漫性脑肿胀。CT是目前颅脑损伤首选的影像学检查，但是受其软组织分辨率低的限制，仅能显示较大的出血灶和脑水肿，另外受伪影干扰后颅窝病变显示不清。与其相比，MRI具备软组织分辨率高、多方位成像及无骨伪影干扰等特点，因此，MRI对DAI诊断的敏感性和特异性均优于CT。

DAI在MRI上的主要表现为：①皮髓质分界模糊，皮髓交界区、深部脑白质、基底节区、胼胝体、脑干或小脑等处散在多发小斑片状长T1长T2信号，边界不清。②FLAIR及DWI上，非出血性病灶表现为高信号。基于以上病灶可显示脑实质、胼胝体、脑干等部位散在斑片状出血灶，急性期T1WI表现为等、低信号，T2WI及DWI均表现为低信号，亚急性期T1WI及T2WI均表现高信号。但是，皮髓交界区、半卵圆中心、侧脑室旁、胼胝体、脑干、小脑上脚这些部位靠近脑脊液，大部分又是非出血灶，在T2WI呈高信号。而脑脊液在T2WI上也表现为高信号，就容易与这些病灶混淆，另外高信号脑脊液会产生流动伪影与部分容积效应，严重干扰了T2WI对DAI病灶的显示[3]。FLAIR序列则可以通过脑脊液中高信号的抑制，从而能够避免上述干扰，另外FLAIR的TE比T2WI更长，明显提高了病灶与周围组织的对比度，因此其敏感性高于T2WI[4]。

本研究发现GRE-T2*WI与DWI序列对DAI病灶的诊断敏感性较T1WI、T2WI及FLAIR序列高，且对出血性病灶的检出GRE-T2*WI较DWI敏感，非出血性病灶的检出则DWI较GRE-T2*WI敏感。本研究中GRE-T2*WI上可见多发、散在的明显低信号影，而通常这些病灶中的一部分在其他序列上表现不明显或无法辨认；此外一些在DWI上表现为高信号的病灶，在其他序列上表现不明显或无法辨认。这主要是因为DAI的病灶为多发、散在分布，其直径均小于2.0 cm。出血产物具有顺磁性，会与邻近正常脑组织形成微小梯度场，GRE-T2*WI序列恰恰对这种梯度场非常敏感，常规序列对其则不敏感。小的出血灶与相邻正常脑组织存在磁敏感差异，从而导致信号丢失，表现为斑片状低信号[5]，从而检出病灶。正是因为GRE-T2*WI序列对磁场的不均匀性较敏感这一特性使其容易产生磁化率伪影。另外，GRE-T2*WI序列对非出血性病灶的检出并没有优势。

DWI是当前唯一能评估活体组织中水微观扩散速度的技术。研究发现DWI较常规序列能更早、更准确地检出DAI非出血性病灶[6]。其主要机理是受伤后的脑细胞水肿导致血流量减低和细胞缺氧，从而引起能量代谢障碍，则细胞膜上的Na+-K+-ATP酶活性受到抑制，离子转运受阻，导致细胞内渗，造成细胞毒性水肿，在DWI上表现为高信号，表观扩散系数值减少[7]。本研究也表明，DWI对DAI非出血性病灶的检出高于T1WI、T2WI及FLAIR序列。但是DWI存在T2穿透效应，有时候表现为高信号的病灶并不一定是真正的弥散受限，另外DWI的图像信噪比及空间分辨率相对较低，成像速度慢。

综上所述，MRI是目前对DAI的诊断最具价值的影像学方法，而GRE-T2*WI序列能明显提高MRI对小出血灶检出的敏感性，DWI序列则能尽早显示出现的细胞毒性水肿及合并的低氧缺血状态，有助于更准确地评价DAI患者，联合应用这些序列能大大提高DAI病灶的检出率，为临床早期诊断、早期治疗提供更为可靠的、科学的和客观的影像学根据，因此建议将DWI及GRE-T2*WI序列作为DAI患者MRI检查的常规序列。

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Value of weighted imaging and T2*-weighted gradient-recalled echo sequence in diagnosis of diffuse axonal injury

WANG Xin,MA Bao-xin,ZHONG Liu-cheng
Department of Radiology,Huizhou First Hospital,Huizhou 515003,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the value of DWI and GRE-T2*WI sequence in diagnosis of DAI(diffuse axonal injury).MethodsThe MRI data of 35 cases with DAI were analyzed retrospectively,all of which underwent MRI examination with T1WI,T2WI,FLAIR,GRE-T2*WI and DWI sequences.The numbers of detected lesions from different sequences were compared as well as their distribution and signal characteristics.ResultsThe numbers of lesions from DWI and GRE-T2*WI sequences were significantly more than other sequences.The lesions were located in deep brain white matter,the junctional zone of cortex and medulla,corpus callosum,basal ganglia, brain stem and cerebellum,which were scattered,multifocal,different size,patchy,rope and"string-of-beads"pattern.ConclusionDWI and GRE-T2*WI have higher sensitivity than other sequences,which have higher application value in the early diagnosis of DAI.

Diffuse axonal injury;Diffusion weighted imaging;T2*-weighted gradient-recalled echo sequence

R651.1+5

A

1003—6350(2014)15—2225—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.15.0865

2014-01-15)

汪 欣。E-mail：695462048@qq.com