脑弥漫性轴索损伤的临床特征和MRI、CT诊断(附47例分析)

首都医科大学附属北京潞河医院放射科 (北京 101149)

王建武 冯学彬 彭如臣

脑弥漫性轴索损伤的临床特征和MRI、CT诊断(附47例分析)

首都医科大学附属北京潞河医院放射科 (北京 101149)

王建武 冯学彬 彭如臣

目的探讨脑弥漫性轴索损伤(Diffuse Axonal Injury，DAI)的临床特征以及MRI、CT的诊断价值。资料与方法搜集经临床及MRI证实的47例DAI的临床及影像资料回顾性分析。所有患者均在伤后接受CT与MRI检查。MRI采用T1WI、快速自旋回波(FSE)T2WI、T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR)、弥散加权成像(DWI)。CT采用常规程序扫描。比较CT及MR各序列脑内病灶的显示率，分析其临床及影像表现特征。结果47例DAI患者经MRI均发现脑实质非出血性挫裂伤及小出血灶，T2-FLAIR和DWI序列共发现DAI病灶535个，主要分布在皮髓交界区、脑干、胼胝体、基底节、丘脑及小脑，其中T2-FLAIR显示病灶但DWI显示为阴性的病灶数共45个, 而DWI显示病灶但T2-FLAIR显示为阴性的病灶数共21个。47例患者中，MRI共检出514个病灶，CT仅检出95个病灶，两者差异显著(P＜0.01)。MRI见2例合并颈椎骨质水肿及颈髓损伤水肿。结论MRI对DAI具有较高的诊断价值，联合T2-FLAIR和DWI可以提高DAI病灶的检出率，对具有典型DAI临床特征而CT检查未发现DAI者，应尽早MRI检查，以弥补CT的局限性，对临床早期诊断以及治疗和预后具有重要价值。

脑弥漫性轴索损伤；磁共振成像；断层摄影术，X线计算机

脑弥漫性轴索损伤(DAI)是一种严重颅脑损伤，是导致患者死亡，植物性生存和严重神经功能障碍的最主要原因，病死率高达42～62%，以往需依靠尸检病理诊断[1-2]，随着对MRI新技术的研究和应用，使DAI诊断成为可能，现将本院2010～2013年收治的47例典型的DAI患者的临床数据及影像表现进行分析，旨在加深对DAI的临床特征及MRI的认识，认识CT检查的局限性，以期能够及时、准确诊断DAI，为临床治疗及预后提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般材料本组47例中男32例，女15例；年龄5～61岁，平均33岁。受伤原因：车祸35例，坠落伤7例，钝器伤5例。伤后昏迷47例，其中4例有中间清醒期；8例患者一侧肢体偏瘫，其余患者无定位体征。出院时按GCS评分，良好14例，中度残废9例，植物状态6例，死亡18例。

1.2 仪器与方法47例伤后1.5～14小时行第一次头颅CT检查，其中28例于伤后24小时后又重新做了1次以上CT检查。47例于外伤后3日～2月分别行头MRI检查。CT机采用GE Lightspeed Ultra螺旋CT，常规横断12层，层厚10mm，部分病灶局部薄层扫描，层厚5mm。MR检查使用GE Signa 1.5T磁共振成像系统，头线圈，FOV24cm×24cm，矩阵512×512，层厚5mm。矢状位T2WI：TR/TE 3800/105ms；冠状位T2WI：TR/TE3800/105ms；轴位T1WI：TR/TE1768/21ms；轴位T2WI：TR/TE5300/128ms；轴位T2-FLAIR：TR/TE8000/136ms，TI2000ms；DWI TR/ TE7000/123ms。

1.3 数据处理由两名神经影像医师依据病灶的分布、MRI异常信号以及CT图像低或高密度灶，确定病灶的位置和数目。采用SPSS 17.0软件对数据进行统计处理，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 DAI的CT及MR各序列表现与比较

2.1.1 CT检查结果：本组47例患者均经CT一次或多次扫描，在18例患者的图像上发现DAI病灶，共检出病灶95个，其余29例未见DAI病灶，仅在其中19例见有不同程度脑水肿表现，余10例患者CT无异常发现。47例CT共检出病灶95个病灶，病灶分布：位于两侧大脑半球皮层下区79个，占83.2%(79/95)；基底节及丘脑7个，占7.4%(7/95)。胼胝体5个，占5.3%(6/95)；脑干及小脑4个，4.2%(4/95)。病灶密度：非出血性病灶显示为稍低或等密度影，出血性病灶显示为高密度影。病灶形态特点：大部分病灶呈圆形或卵圆形，少部分病灶可呈条、片状，边界不清晰。

2.1.2 MR检查结果：47例患者MRI均发现DAI病灶，MRI共检出病灶535个。病灶分布：位于两侧大脑半球皮层下区363个，占67.9%(363/535)；基底节及丘脑70个，占13.1%(70/535)；胼胝体43个，占8.0%(43/535)；脑干及小脑59个，占11%(59/535)。胼胝体病灶多位于压部和体部。病灶信号：大部分病灶T1WI显示为稍低或等信号，少部分病灶T1WI显示为高信号；T2WI显示为高信号，T2-FLAIR序列及弥散加权像(DWI)上信号更高，范围更清晰。47例患者，MRI共检出病灶535个，CT共检出病灶95个，CT病灶检出数仅为MRI的17.8%，两者差异具有极显著性(P＜0.01)。

2.1.3 DAI的MR各序列间病灶检出数比较：MR各序列检出DAI病灶的分布情况见表1。

表1 47例MR各序列DAI病灶的检出情况（个）

统计结果显示：MR各序列中，T2-FLAIR发现的DAI病灶最多。

MR其他序列与T2-FLAIR病灶检出数比较结果见表2。

表2 MR其他序列与T2-FLAIR病灶检出数比较

统计结果显示：T2-FLAIR的DAI病灶检出数与T1WI的差异有统计学意义(P＜0.05)，与T2WI、DWI的差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.1.4 T2-FLAIR和DWI序列分别对DAI病灶的检出数目见表3。

2.2 合并其它颅脑及颈部损伤7例合并脑室出血，13例合并蛛网膜下腔出血，9例同时存在硬膜下或硬膜外血肿，其中6例合并颅骨骨折。有2例患者经MR扫描发现合并颈椎骨质水肿及颈髓损伤水肿。

表3 47例患者T2-FLAIR和DWI序列对DAI病灶的检出数目（个）

3 讨 论

3.1 DAI的发生机理及病理特征DAI均有加速性(或减速性)损伤病史。由于脑组织的不易屈性，以致突然的加速或减速运动形成一种瞬间剪切力和张力，损伤神经元轴索，使神经元轴索回缩、肿胀，形成轴索“回缩球”，其中钙离子的超内流对轴索肿胀离断起重要作用，与此同时邻近组织常伴有撕裂伤，小血管损伤后导致小出血灶[1-3]。轴索损伤的部位常是轴索走行中改变解剖方向的部位，一般为轴索绕过血管、走行中交叉或改变方向到达其靶核的部位，由于外力作用于头部时，这些部位所受牵张力最大。因此，DAI好发于不同组织之间以及脑白质纤维上下走行与剪切力方向垂直的部位，如白质与灰质交界处、两大脑半球之间的胼胝体、大脑与脑之间的丘脑、脑干上端、基底节、内囊区及小脑等，本组患者MR检查显示DAI好发部位均具有以上特征。Adams等[1]依据损伤部位将DAI分为三级。Ⅰ级：大脑半球、胼胝体、脑干白质有镜下的弥漫轴索损伤；Ⅱ级：除上述区域，胼胝体出现局灶性出血坏死；Ⅲ级：除有Ⅱ级表现外，脑干也出现局灶性出血坏死。此分级以病理检查结果为依据，影像显示的病灶分布、范围可作为分级的间接依据[4]，本组患者MRI的所见病灶分布、范围据此进行分级与临床病情程度一致。

3.2 DAI的临床特征分析本组的临床资料有下列特点：(1)有头部加速旋转暴力损伤的病史。(2)伤后即刻昏迷。本组患者只有4例有中间清醒期，其余患者持续昏迷，昏迷持续最短6天，最长2个月，有6例为植物状态，18例伤后一直昏迷至死亡。昏迷的主要原因为大脑轴索广泛受损，使皮层与皮层下结构失去联系[1、5]，也可能与脑干网状结构损伤有关。(3)除合并有硬膜下(外)血肿患者外，无明确的神经系统定位体征。

3.3 DWI和T2-FLAIR序列特点及其在急性期脑弥漫性轴索损伤中的应用评价在T2WI上脑脊液与大多数颅脑创伤病灶均表现为高信号，缺乏对比，影响了MRI对脑边缘部与脑室旁病灶的显示能力。T2-FLAIR序列既保留了常规T2WI上多数病灶呈高信号、易检出的特点；又能抑制脑脊液的信号，使脑脊液成低信号，消除其波动伪影和部分容积效应对周边病灶的干扰，增加了病灶与脑脊液之间的对比度(CR)和对比噪声比(CNR)，使DAI病灶得以突出显示，显著提高DAI病灶的检出率[6,7]。本组常规采用T2-FLAIR序列，结果显示T2-FLAIR可以发现部分急性期和亚急性期于DWI上表现为阴性的DAI病灶，而对于亚急性晚期或慢性期DAI病灶，DWI敏感性、特异性明显减低，T2-FLAIR较敏感。本组研究中T2-FLAIR序列的DAI病灶检出数最高，共检出病灶514个，占全部病灶的96.1%。

图1-8 弥漫性轴索损伤，同一病例。图1 T1WI示双侧额叶皮层下未见明显异常信号。图2 T2WI示双侧额叶皮层下未见明显异常信号。图3 DWI示未见明确病灶。图4 T2-FLAIR示双侧额叶皮层下小点状高信号灶，显示病灶敏感性较其它序列好。图5 CT扫描未见明显异常密度影。图6 T2-FLAIR示双侧额叶皮层下部小点状高信号灶。图7 T2-FLAIR示右侧额叶皮层下、双侧丘脑及胼胝体压部点片状高信号灶。图8 矢状位压脂T2WI示颈髓、脑干见条片状长T2信号，颈椎附件及椎后软组织水肿呈长T2信号。

DWI是目前检测活体内水分子扩散运动受限的常规检查序列，弥漫性轴索损伤的病灶内血管断裂或病灶区微小出血和轴索断裂形成细胞膜碎片使水分子的扩散受到限制，导致DAI病灶在DWI序列显示高信号。从本组病例分析，DWI对急性期或亚急性期弥漫性轴索损伤有很高的检出率，明显要高于常规T 1WI及T2WI，能发现T2-FLAIR未能显示的部分急性期病变。Kinoshita等[8]研究一组外伤后20h～14d(平均3.7天)内行MRI检查的患者，认为DWI在发现DAI的敏感性与T2-FLAIR几乎无明显差别。本组病例DWI检出病灶少于T2-FLAIR，在T2-FLAIR序列上呈高信号而DWI上为阴性的病灶有67个，占全部病灶的12.5%，这类病灶信号特点的机制有以下方面：主要是部分病例MRI检查与外伤时间间隔相对较长所致；T2-FLAIR序列的空间分辨力明显高于DWI序列，DWI序列部分脑白质边缘部及颅底图像受邻近窦腔气体影响产生高信号伪影，与DAI的针尖样小点状高信号病灶缺乏对比，信噪比(CNR)低，脑白质边缘部及部分颅底图像的DAI小病灶显示差。余晖等[9]还认为急性期和亚急性期DAI病灶的ADC值可表现为升高、降低和无变化三种情况并存，部分病灶的ADC值于亚急性期会达到一个假正常期，因而对应的DWI信号可以为等信号而无法检出；而在T2-FLAIR序列上其信号变化不受ADC值的影响，仍呈高信号。因而即使在急性期或亚急性期，DWI未必能检出所有病灶。因此，笔者认为，对于DAI病灶的显示需综合多种MR成像序列；DWI与T2-FLAIR序列为脑弥漫性轴索损伤的重要MR检查序列，联合T2-FLAIR与DWI序列能弥补各自的缺点，能提高出血性及非出血性脑弥漫性轴索损伤病灶的检出率，有助于更准确地评估DAI的病情。

3.4 MRI对DAI的诊断优势在颅脑外伤后昏迷的患者，常有躁动、不配合，因CT检查时间较MR短，急救工作人员于在CT检查时较MR方便监护，因此CT检查常用于颅脑外伤的急诊患者。但由于CT对组织撕裂出血灶及非出血性病变远没有MRI敏感，对DAI较早期的小的出血灶和非出血性病变，CT常会“假阴性”(图5)。 MRI有很好的组织分辨率，可多方位成像，没有颅底伪影影响，因此，MRI对于DAI的诊断价值明显优于CT。本组47例DAI中CT发现异常29例(占61.7%)，其中19例CT仅怀疑为轻微脑水肿，没有确诊DAI，这47例在MRI后均予确诊。Gentry等[10]认为在诊断脑实质内小病灶或挫伤方面，特别是对脑干、胼胝体、小脑、透明隔和穹窿损伤的观察上MRI明显优于CT。本组病例中2例合并颈髓损伤水肿及颈椎骨质水肿，MRI予以诊断，本研究认为DAI患者应及时MRI除外合并颈椎骨质及颈髓损伤之可能性。

总之，DAI是临床常见而严重的脑损伤，患者临床症状重，死亡率和致残率高，尽可能及时、准确地诊断与治疗是影响DAI患者预后的关键因素。本组研究认为联合T2-FLAIR与DWI序列能提高脑弥漫性轴索损伤病灶的检出率，有助于更准确地评估DAI的病情。脑弥漫性轴索损伤的临床与MRI表现特征相结合可作为DAI的可靠诊断依据；MRI比CT检查有显著的优越性。影像科医师要熟知DAI的临床特征，对于有头部加速旋转暴力损伤史的昏迷患者，应尽早MRI检查。在CT检查未发现异常或仅怀疑轻度脑水肿的持续昏迷患者，CT表现与临床不一致时，尤应行MRI检查，以期早期发现DAI的存在，准确评价病变的严重程度及预后，指导临床治疗方案的制定。

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4. 温智勇,张淑清,吴恩惠,等.脑弥漫性轴索损伤的实验性研究[J].中华放射学杂志,1996,30(5):553-556.

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7. 梁长松,陈忠,叶文钦,等.低场强MRI对脑弥漫性轴索损伤的诊断价值[J].中国CT和MRI杂志.2009，7(4)：25-27.

8. Kinoshita T, Moritani T, Hiwatashi A, et al. Conspicuity of diffuse axonal injury lesions on diffusion weighted MR imaging[J].Eur J Radiol,2005,56(1):5-11.

9. 余晖,刘静,沈桂权,等.联合DWI和常规MRI对非出血性弥漫性轴索损伤的诊断价值[J],临床放射学杂志, 2007, 26(7) : 653-656.

10.Gentry LR.Imaging of closed head injury[J].Radiology, 1994, 191(5):1-17.

(本文编辑: 汪兵)

The Clinical Feature and the Diagnostic Value of MRI and CT in Diffuse Axonal Injury-Analysis of 47 Cases

WANG Jian-wu, FENG Xue-bing, PENG Ru-chen． Department of Radiology, Luhe Hospital of Capital Medical University, Beijing 101149, P． R． China

ObjectiveTo assess the value of MRI and CT in diagnosis of diffuse axonal injury (DAI) and analyze its clinical feature．Materials and Methods47 cases of DAI, which were diagnosed according to clinical manifestations and MRI findings, were collected for retrospective study． All patients had undergone MRI and CT． MRI employed T1WI, T2WI, T2-FLAIR and DWI; CT applied routine serial scanning． The detection rate of cerebral DAI lesions was compared between CT and the sequences of MRI, and its clinical and imaging features were analyzed．ResultsAt the early stage of the disease, Total 535 lesions of non-hemorrhagic or Speckled hemorrhage were detected by combination of T2-FLAIRand DWI in all 47 cases． single or multiple focal lesions in white matter of brain, mainly located in the junctional zone of cortex and medulla, brain stem, corpus callosum, basal nodal region, interbrain and cerebellum． 45 lesions were identified by T2-FLAIR and were not detected by DWI, 21 lesions were identified by DWI and were not detected by T2-FLAIR． Of the 47 cases, MRI found out 535 lesions and CT told 95(P＜0．01)． 2 cases with cervical cord injury and cervical vertebra edema were proved with MRI．ConclusionMRI is of great value for the diagnosis of DAI． Combination of T2-FLAIR and DWI can improve detection ratio for diffuse axonal injury lesions． The DAI with typical clinic features, which didn't detected on CT, should be assess on MRI as early as possible． It can be considered as a supplement to CT scans and may provide useful information for early diagnosis，treatment protocol selection and prognosis．

Diffuse Axonal Injury; MRI; CT

R742；R445.3

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.002

2015-04-20

王建武