3D ASL成像对轻型颅脑损伤评估价值分析

谢秀海 ，汤光宇 ，赵振国 ，钱帮伟 ，隋海晶 ，杨柳青 ，杨文进

（1.同济大学附属第十人民医院放射科，上海 200072；2.上海市浦东新区人民医院，上海 201200）

创伤性颅脑损伤是指外加爆力或剪切力作用于颅脑所致的损伤。轻度颅脑损伤（Mild traumatic brain injury，mTBI）是指创伤性颅脑损伤后Glasgow昏迷量表（GCS）评分≥13分；外伤后出现短暂昏迷，时间少于30 min，外伤后一过性记忆丧失，持续时间少于24 h，和（或）其他无需外科手术的颅内神经功能异常[1]。mTBI在常规MRI序列及CT检查阳性率不高，临床表现可轻可重，临床医生及患者在分析处理病情时容易造成忽略，可能导致部分mTBI患者症状迁延不愈而引起医疗纠纷。随着MRI新技术的发展以及扫描时间的缩短，MRI在mTBI的应用越来越受到重视。本研究结合脑震荡后综合征问卷（Rivermead post concussion syndrome questionnaire，RPQ）评分就三维动脉自旋标记成像 （3-dimensional arterial spin labeling，3D ASL） 检 查 对mTBI患者临床诊断及预后价值进行分析、探讨。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集上海市浦东新区人民医院2016年6月—2017年5月神经外科收治的mTBI病例，共35例符合标准入选病例组，男24例，女11例，年龄18～62岁，平均（35.32±7.63）岁。 致伤原因分别为：交通伤17例，坠落伤8例，摔伤8例，爆力击打伤2例。

本实验病例组入选标准为：①最近5天内有急性创伤性颅脑损伤病史；②颅脑外伤后GCS评分为13～15分；③初诊时CT检查未见明显出血征象；④伤后无或仅有短暂意识丧失，意识丧失时间＜30 min；⑤外伤后出现如头痛、忘事、呕吐及植物神经功能紊乱等症状；⑥伤前智能正常，无精神病史及严重心身疾病病史。排除标准：①有严重的多发伤；②有严重的慢性疾病；③伤前有严重的中枢神经系统疾病；④病史资料不完整。

本实验同期选取年龄、性别相匹配的25例于本院健康体检的志愿者作为健康对照组，并都作相同序列的磁共振成像检查。其中男15例，女10例，年龄 22～58 岁，平均（36.72±6.52）岁。

对照组入选标准：①既往身体健康，未发现颅脑创伤、手术、遗传性及精神病史等；②GCS评分15分；③MRI检查未见异常。排除标准：近1年有创伤史及其他严重疾病史。

本研究经医院医学伦理委员会批准，告知所有研究对象本研究的目的、方法及注意事项，并签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 MRI检查方法及设备

病例组均在外伤后5天内完成MRI检查，完成时间为（2.63±1.47）天，对照组于体检后 24 h 内行MRI检查。采用GE Signa Excite HD 1.5T超导型磁共振扫描仪完成扫描，最大梯度场为33 mT/m，梯度切换率 120 T/（m·s）；扫描范围包括全脑，头线圈使用八通道相控阵头线圈，扫描基线为胼胝体膝部及压部连线。扫描序列包括T1WI、T2WI、T2液体衰减反转恢复序列（T2-FLAIR）、磁敏感加权成像（SWI）、3D ASL。总扫描时间约为20 min。T1WI序列参数：TR 400 ms，TE 15 ms， 层厚 6 mm， 矩阵 256×256，FOV 24 ×24 cm，NEX 1.00；T2WI序列参数：TR 3 000 ms，TE 100 ms， 层厚 6 mm， 矩阵 256×256，FOV 24×24 cm，NEX 2.00；T2-FLAIR 序列参数：TR 860 ms，TE 125 ms，层厚 6 mm，矩阵 256×256，FOV 24×24 cm，NEX 1.00；SWI序列参数：TR 53 ms，TE 43 ms， 层厚 3 mm， 矩阵 416×320，FOV 24×24 cm，NEX 0.75；3D ASL 序列参数：TR 4 500ms，TE 10ms，标记延迟时间1 520 ms，层厚4 mm，矩阵516×516，FOV 24×24 cm，NEX 3.00。

1.2.2 MRI数据处理与分析

在 GE Advantage workstation 4.6 工作站上，应用Functool软件对3D ASL数据进行后处理获得全脑灌注脑血流图。感兴趣区的局部脑血流量（Regional cerebral blood flow，rCBF）测量方法：由两位副高以上放射诊断医师对所得3D ASL图像分析，评价灌注是否异常并对异常灌注区部位达成一致意见，比值在80%～120%之间的认为正常，将异常灌注中心区作为ROI，测得感兴趣区rCBF值及对侧镜面区的rCBF均值。

1.2.3 RPQ 评分

由高年资神经外科医师在行MRI检查3月后对患者组进行RPQ评分，0～14分为正常，设为脑震荡后综合征（Post concussion syndrome，PCS）阴性组，＞14分为异常，设为PCS阳性组，分值越高，表明脑创伤后综合征越严重。

1.3 统计学分析

使用SPSS 17.0软件进行统计学处理，计量数据以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用两独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料比较采用四格表资料的Fisher确切概率法检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

35例mTBI脑创伤后3月后RPQ评分，13例RPQ 评分＞14 分（均值 22±8.58），设为 PCS 阳性组；22 例 RPQ 评分≤14 分（均值 6.33±5.16），设为 PCS阴性组，两组评分比较存在显著性差异（P＜0.01）。

志愿者对照组3D ASL所示双侧对称脑组织区rCBF值差异无统计学意义，未发现明显局部脑血流异常灌注区。35例mTBI患者中有17例发现局部灌注减低区 （图1，2），局部低灌注区 rCBF均值（32.47±11.22） mL/（100g·min） 与对侧镜面区 rCBF均值（49.62±10.83） mL/（100g·min）比较，两者存在显著差异（P＜0.01）。 17 例发现 rCBF 灌注减低区患者中有11例PCS阳性，18例未发现rCBF存在明显灌注减低区患者中仅有2例PCS阳性，mTBI患者中存在局部灌注减低区组发生阳性PCS的概率明显高于无明显局部低灌注区组（P＜0.01，表1）。

表1 rCBF低灌注阳性和阴性组PCS阳性发生率比较

3 讨论

图2 男，29岁，mTBI，GCS评分13分。图2a：头颅CT平扫未见明显出血灶。图2b：T2-FLAIR两侧颞叶未见明显异常信号影。图2c：SWI显示右侧颞叶多发微出血灶（箭头）。图2d：3D ASL显示右侧颞叶微出血区脑血流灌注减低，低于对侧镜像区。Figure 2. Male，29 years old，mTBI，GCS score 13.Figure 2a：There was no obvious hemorrhagic focus on CT scan.Figure 2b：There was no obvious abnormal signal on both temporal lobes on T2-FLAIR.Figure 2c：SWI displayed multiple hemorrhagic foci in the right temporal lobe(arrow).Figure 2d：3D ASL showed a decrease in cerebral blood flow in the right temporal lobe hemorrhage region，which was lower than that in the contralateral mirror region.

mTBI是脑外伤中最常见的一种类型，大部分mTBI患者通过对症处理，可以得到完全康复，但仍有部分患者出现经欠不愈的头昏、头痛及一些精神或自主神经功能紊乱症状，迁延成PCS，临床上没有确切的神经系统体征[2]。Rivermead和RPQ从头痛、恶心或呕吐、头晕、睡眠障碍、怕声、易疲劳、心情不好、易发脾气、失落感或烦躁、注意力不集中、健忘、思维迟缓、视物模糊、复试、怕光、不安16个症状对患者进行评分，是目前认为对是否患有PCS最具可信度的评定量表。宗玲等[3]报道0～14分为正常人群的RPQ得分的95%可信区间，认为得分＞14分为存在PCS阳性症状。本研究结果显示，mTBI患者组3月后RPQ评分，其中＞14分13例，存在PCS阳性症状发生率37.14%，略高于以往研究结果[3-4]，可能因本组mTBI病例症状较重，存在短暂昏迷和外伤后失忆的患者比例较高（85.71%）。

颅脑损伤的病理变化复杂，包括原发机械性损伤引起的急性脑组织、脑血管破坏，以及急性创伤后引起一系列由细胞分子参与应激反应所导致的继发性脑损伤。部分mTBI患者长期存在头痛、头晕等自觉症状，这些症状多由急性创伤后应激反应所导致的继发性脑损伤所致。继发性脑损伤的严重程度与病情的严重程度成正相关，而脑微循环障碍被认为是最重要的影响因素[5]。脑外伤的研究一直侧重于脑外伤后神经组织发生的形态变化及其治疗，而对脑微循环的改变及治疗认识不足。目前研究证实采用动脉自旋标记技术获得的CBF值与PET的吻合[6]。Grossman等[7]应用ASL技术对mTBI患者进行检查，研究发现脑内出现多个灌注减低区域，rCBF明显减少，提示ASL技术对mTBI患者脑微循环异常带来客观的评估依据。

3D ASL作为一种组织灌注成像的新技术，能够更完全地评价组织灌注水平，克服了常规ASL信噪比低、成像范围小、采集时间长等缺点，具有无创、操作简单、重复性好等优点[8]。本研究运用3D ASL检查技术，对比mTBI患者组与健康志愿者组CBF图，发现mTBI患者全脑CBF值较对照组明显降低，部分轻型颅脑损伤患者脑内出现rCBF减低区，对比其对侧镜面区rCBF值明显减低，与黄荣慧等[8]的研究结果相一致。本组35例mTBI患者，17例发现rCBF存在灌注减低区（48.57%），提示部分急性mTBI患者存在脑微循环障碍。13例PCS阳性患者中有11例脑外伤急性期发现rCBF存在灌注减低区，仅有2例PCS阳性患者未发现rCBF存在明显灌注减低区，提示mTBI患者中存在脑微循环障碍预后较差，更容易导致PCS的发生。马军朋等[9]研究发现一组病例脑挫伤区rCBF值高于对侧镜区，认为早期TBI患者处于急性损伤或脑再灌注损伤状态，脑挫伤区细动脉扩张，局部血流加快呈高灌注状态；本研究未发现相同病例，其原因可能为病例差异所致，本组病例较轻，CT上均未见明显脑挫伤改变，脑挫伤的程度不同，继而引起血管灌注状态的差别。本研究同时发现SWI检出微出血灶区更容易出现局部CBF低灌注区，提示合并出血的损伤（挫裂伤）较单纯挫伤更容易产生明显的水肿而降低局部血流灌注。

本研究存在一定的不足，如病例数较少、评价灌注区异常的主观性判断（ROI的设置、大小、定位等）可能存在误差，需要在今后的研究中进一步完善。

总之，mTBI存在不同程度的全脑或局部脑血流灌注减低，3D ASL技术作为一种无创、可重复性好的组织灌注成像法，可定量检测出mTBI患者脑血流量减低情况，对外伤后脑组织的微循环改变作出判断，为临床诊治提供客观影像学依据，早期改善和恢复脑组织微循环，改善脑外伤患者预后。