磁共振功能成像对创伤性脑损伤的诊断价值

徐积春，王武汉

(淳安县中医院 1.放射科；2.脑外科，浙江 杭州 311701)

创伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)具有高死亡率和致残率，对TBI患者和昏迷患者的损害评估以及预后是神经外科医生需要解决的普遍问题[1]。TBI患者大多数具有持续的神经系统特征和意识障碍[2]，可准确诊断患者病情的临床检验手段，对TBI患者疾病的评估和治疗方案的制定具有重要的指导和临床价值。磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)可以确定病变的程度和性质，对神经系统损伤和持续性头痛等有一定诊断优势[3]。DTI图像的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)反映了组织中细胞的微观变化，可以用于研究纤维的行进方向，治疗过程中的ADC值变化快于病变的大小[4]。本研究应用常规磁共振扫描及DTI对正常成年人与TBI患者进行检查，探讨DTI在诊断创伤性脑损伤中的价值。

1 资料与方法

1.1 患者及分组 选择2018年5月—2019年5月淳安县中医院收治的25例 TBI患者作为观察组，男14人，女11人，平均年龄为35岁；受伤原因：车祸17人，高空坠落2人；伤后昏迷的有14人，意识丧失的有2人，记忆力减退的有1人，不会说话的有2人，头痛头晕的有4人；从受伤到检查的时间少于4周；均采用DTI技术，临床确诊为首次闭合性颅脑外伤，TBI分型为轻、中度，无中风、脑瘤、多发性硬化等其他器质性脑病，无神经系统或精神疾病史，无酒精中毒史，无严重系统性疾病如糖尿病、严重血管阻塞和慢性阻塞性肺病史，无脑外科手术史。选择同期接受常规磁共振检查的25例正常成年人为对照组，其中男12人、女13人，平均年龄33岁。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 仪器 CT检查用飞利浦16排CT，DTI检查用鑫高益1.5T磁共振扫描机，采用单次激发平面回波成像，弥散加权系数B值取0和1 000，TRTE：10 300 ms/76 ms，层厚3 mm，层数90层，视野方向数25，层厚层同距为4.0 mm/0 mm，NEX=1，扫描时间252 S。FOV24 cm×24 cm。

1.3 评级指数 伤后4周评价患者格拉斯哥转归评分(GOS)：恢复良好和正常生活5分：轻微残疾4分，严重残疾3分，植物存活2分，死亡1分。利用GE3.0T工作软件进行数据处理，得到各向异性分数(fractional anisotropy，FA)图，选取11例患者健侧对称部位及白质区损伤病灶作为ROI，ROI为标准圆，取平均值作为测量后的平均值，在同一位置由3个FA测量ADC，检测ADC在每个病变级别的ROI，取平均值，如果病变的大小小于三个级别，则测量3个不同部分并取平均值。

1.4 统计学分析 应用SPSS17.0软件进行数据分析。计量数据采用t检验。采用Pearson相关分析法对患者各ROI区FA值、ADC值与GOS评分进行相关性分析，采用ROC曲线分析各指标评估患者转归的价值。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 各ROI区FA及ADC测定值比较 TBI患者内囊前支、内囊后支、额叶白质、顶叶白质的FA值均低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，2组胼胝体FA值及胼胝体压部差异无统计学意义(P>0.05)。TBI组内囊后支、额叶白质、顶叶白质的ADC值明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，2组胼胝体膝部、胼胝体压部、内囊前支ADC值差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 TBI患者与健康者各ROI区FA及ADC测定值比较Table 1 Comparison of FA and ADC values in each ROI region between TBI patients and healthy subjects

2.2 TBI患者各ROI区FA、ADC与GOS的相关性分析 采用Pearson相关分析TBI患者各ROI区FA及ACD测定值与GOS的相关性，结果显示：TBI患者内囊后支FA 值、顶叶白质FA 值及额叶白质ADC值、顶叶白质ADC值与GOS评分均显著相关(r=0.488、0.499、0.441、0.413，均P<0.05)。

2.3 ROC分析 ROC曲线分析显示，内囊后支FA 值、顶叶白质FA 值、额叶白质ADC值及顶叶白质ADC值对TBI转归判断的AUC值分别为0.864(95%CI：0.688～1.000)、0.772(95%CI：0.571～0.973)、0.829(95%CI：0.653～1.000)、0.877(95%CI：0.735～1.000)。见图1。

A：内囊后支FA 值；B：顶叶白质FA 值；C：额叶白质ADC值；D：顶叶白质ADC值。图1 FA及ADC测定值对TBI转归预测的ROC曲线分析 Fig 1 ROC curve analysis of the prediction of TBI outcomes by FA and ADC measurements

3 讨论

CT检查对5 mm以下的病变不太敏感，对内神经尤其是神经元以及周边神经的出血性损害甚至更不敏感[5]。尽管常规的磁共振成像技术比CT对出血点或血肿灶的检测更敏感，但无法检测早期的神经轴损伤和一些非出血性损伤，无法及早发现出血性病变[6]。本研究中，CT和常规MRI成像仅显示少数患者的胝体和内囊病变。目前认为，能及时发现神经轴损害最有效的是DTI技术[7-8]，DTI反应各个部位的病变情况，其诊断评分明显优于CT[9]。DTI利用数字敏感梯度图像获得图像，可以动态显示大脑中白质的生理发育。DTI是能在体内显示脑白质纤维的非侵入性成像技术，大多数使用具有单个SE-EP序列每个方向上的B值计算弥散张量而成像[10]。由于FA图像可提供更好的灰白质对比度，并且易于选择感兴趣的区域，因此测量的FA值更准确[11]。另外，FA值表示水分子的各向异性成分与整个弥散张量的比值[12]，使从同一对象获得的值在不同时间和不同对象之间具有可比性。脑损伤改变结构和功能，从而破坏了水分子在水中的扩散方向[13]。

DTI技术可以用脑液中水分子的各向同性运动与水分子的各向异性运动之间的差异记录FA值[14]。因此，FA值相应降低。FA图像能较好地反映胼胝体和内囊的结构。本研究利用对应的定位影像来选取ROI，使测得的FA值更为准确。结果显示，CT证实病灶FA下降，说明DTI技术可检出病灶。与对照组比较，TBI组FA值显著降低，说明TBI患者属于急性心血管损伤并有不同程度的神经损伤。DTI还可以检测混合损伤和非出血轴的损伤。然而还需要进一步通过降低现场的FA值来诊断损伤及其程度。

胼胝体、内囊结构是纤维高度的投影和连接区域，传递诸如体感和运动之类的信息，当发生TBI时，由其他组织的相对位移引起的剪切力会破坏神经轴和毛细血管[15]。本研究中，胼胝体的FA值与GOS的内部范围没有显著的相关性，这可能是因为样本量不足或GOS不同。同一患者的得分可能会有所不同，GOS代表对患者整个神经系统的全面评估，并不完全代表一个特定神经丛的病变。研究表明，FA值也可能与轻微的神经轴索损伤有关，但其图像GOS的变化没有很好的相关性[16]。

本研究显示，TBI患者内囊后支FA 值、顶叶白质FA 值及额叶白质ADC值、顶叶白质ADC值与GOS评分显著相关，这4个值对TBI的转归有一定判断价值。可见，磁共振散射在张量成像中的应用对精确诊断重型颅脑外伤较敏感。综上，DTI技术可通过定量分析判断TBI患者的损伤程度，为临床早期诊断TBI提供证据。