高場強磁共振成像在彌漫性軸索損傷中的研究進展

盧占興 謝偉杰 萬碧蕭

彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)是在特殊的外力作用下，導致腦組織損傷，發生的以神經軸索腫脹、斷裂、軸縮球形成為特征的病理生理變化，診斷比較困難，容易引起死亡，CT和常規MR檢查易對DAI的病變的診斷欠佳。隨著高場強磁共振彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)、彌散張量成像(diffusion tensorimaging，DTI)、磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)的聯合應用，能較常規MR更早、更準確地顯示DAI病灶的信號變化，對DAI的早期診斷和預后評估有著重要意義。

1 DAI的發病機理及病理學

DAI主要是由于腦組織同時受剪應力、張應力和壓應力的作用發生應變，導致神經軸索和小血管損傷。Gennarelli等在非打擊力下，用動物實驗復制出類似人類DAI病理特征和臨床表現的動物模型，認為DAI是由于頭部成角或旋轉加(減)速過程中，是由慣性負荷所產生的剪應力，張應力和壓應力所致，這一觀點為廣大學者所認可。研究發現DAI的分布密度順序由高到低的次序為:胼胝體、腦干、白質、基底節。研究認為DAI的病理過程是傷后幾小時至數天出現神經軸索腫脹、扭曲、軸索骨架崩解、神經微絲致密化和軸索回縮球形成;嚴重的造成腦實質內廣泛挫傷。

2 磁共振彌散成像

2.1 DWI成像的原理幾應用 DWI可以測量水分子彌散運動的程度，其利用組織中的水的擴散能力不同產生不同的信號對比，用表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)來描述組織中水分子擴散運動的速度。磁共振擴散加權成像(DWI)主要要用于急性腦缺血的早期診斷。據國內外［1］研究認為，DWI比常規MRI能更早、更多的顯示DAI病灶，其主要原理是創傷后的腦細胞水腫可引起腦血流量下降及細胞缺氧，缺氧后能量代謝障礙直接抑制細胞膜，引起細胞毒性水腫，從而導致水分子彌散受限，DWI顯示高信號;此外，DWI序列應用的強梯度磁場，使之具有強磁敏感性，也可很好地顯示出血性病灶［2］。Albensi等學者通過大鼠DAI模型發現，DWI在傷后2 h就可發現病灶。比常規MRI序列更早地顯示病灶的信號改變，其敏感性較高，說明 DWI對DAI早期診斷有較大的價值。部分學者研究發現DWI可顯示T2WI及FLAIR上不能顯示的病灶。研究發現DWI序列及ADC圖對初步判斷DAI患者的預后也有一定作用，ADC的變化可以用來判斷DAI患者的昏迷持續時間。研究發現顱腦損傷組與對照組相比，ADC值變化顯著;通過DWI及ADC圖提供的信息，對預后評估有重要作用。

2.2 DTI成像特點及應用 水分子在各個方向上彌散并不相同，即存在著各向異性。DTI是以各項異性彌散為基礎一種新的MRI技術，其可在活體內評價大腦白質的微觀結構。DTI技術可以檢測出大腦白質纖維的彌散特征及走行。通過檢測分子彌散方向的變化可以判斷軸突的軸膜及髓鞘等結構的情況，從而為DTI術判斷DAI軸索病變情況提供物理學基礎。通過各向異性指數(fctional anisotropy，FA)，FA是各向異性與整個擴散張量的比值，因此，其取值范圍在0～1之間;通常都利用FA值來檢測DAI軸突的損傷程度。研究發現，DTI技術在DAl的診斷中有著獨特得優勢;同時對DAI患者的預后評估也用重要作用。

3 MRS成像

3.1 MRS成像特點及常用參數 磁共振波譜(MRS)分析是現在僅有能夠無創性檢測活體組織物質代產物的技術。H-MRS檢測的顱內的常見的代謝化合物有N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、含膽堿化合物(Cho)、乳酸(Lac)等。研究認為NAA是神經元和軸索生存能力與密度的標志物;Cho主要反映神經膠質細胞的變化，;Lac是無氧糖酵解的產物，在正常腦組織中，MRS難以檢測到，只要檢測到Lac峰時，就說明腦組織存在缺血、缺氧，腦細胞有氧代謝不能正常進行。

3.2 MRS對DTI的應用 研究發現大鼠DAI后數分鐘內NAA即開始下降。6 h下降約37%，12 h后仍低于正常水平。Smith等研究發現對彌漫性腦損傷后的豬做MRS檢查，NAA在傷后1 h內降低20%，且持續了至少7 d。有研究證實對MRI檢查正常的DAI患者早期行MRS檢查，發現白質區域NAA減低，NAA/Cr、NAA/Cho較正常對照組顯著降低;以上表明白質區彌漫性軸索病變后即發生了代謝異常，代謝產物發生了明顯變化，提示MRS可作為評價DAI的高度敏感性早期診斷手段。

綜上所述，DAI是一種嚴重的閉合性顱腦損傷，以往CT和低場強MRI對其診斷有一定的困難。目前高場強MRI及新序列的應用對DAI的早期診斷及預后取得很大進展。雖然MRI新序列還有一定的缺陷，還需要完善和進一步研究;但是MRI新序列必將為DAI的早期臨床診斷及預后評估提供可靠的依據。

［1］趙峰，趙永生，曲艷，等.腦彌漫性軸索損傷的MRI診斷.中國醫學影像技術，2000，16(11):947-948.

［2］李科，金真，張磊，等.DWI及SWI序列對腦彌漫性軸索損傷的診斷價值.中華神經外科疾病研究雜志，2010，9(2):116-119.