磁共振擴散張量成像(DTI)對軸索損傷患者動態監測研究

陜西省榆林市第二醫院(榆林 719000)

李　華　紀文軍 　陳　軼　郭寶琴　朱志敏　梁文嬌　陳　苗

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磁共振擴散張量成像(DTI)對軸索損傷患者動態監測研究

陜西省榆林市第二醫院(榆林 719000)

李華紀文軍 陳軼郭寶琴朱志敏梁文嬌陳苗

摘要目的：探討MR彌散成像、擴散張量纖維束成像(DTI)在彌漫性軸索損傷早期診斷中的應用價值，為軸索損傷后患者治愈評估提供影像學依據。方法：對88例臨床確診彌漫性軸索損傷病例進行MR平掃、彌散加權成像(DWI)、DTI檢查，測量同一患者相同受損區在1周內、4～6周、3個月以后的FA值，與臨床癥狀進行比較。結果:DWI可早期發現DAI的腦部損傷水腫區，同一受損區不同時間段FA值測量，有統計學差異。胼胝體、內囊、橋腦FA值在1周內均有明顯增高，額葉、頂葉損傷后即FA值明顯降低，4～6周FA值漸接近健康水平，損傷重者，3月后軟化灶區FA值為0。DTI根據纖維束受損不同，分為3級， I～II級患者，3個月后，FA值及DTT接近正常；III級患者，纖維束無法修復。結論:FA值及DTI可用于動態觀察神經纖維束的損傷程度及修復過程，DTI分級對彌漫性軸索損失患者的臨床預后判斷有重要價值。

主題詞彌漫性軸索損傷/診斷磁共振成像腦白質病動態

彌漫性軸索損傷(DAI)是外力作用下顱腦加速運動過程中造成的軸索和小血管損傷。隨著磁共振普及和新序列的研發應用，MRI中DWI及DTI、DTT對早期診斷及預后評估起著越來越重要作用[1]。

臨床資料

1 一般資料 收集2012年3月至2014年12月本院收治臨床擬診斷彌漫性軸索損傷患者88例，男65例，女23例，年齡7～72歲；患者為車禍或礦傷，均有昏迷史，格拉哥斯評分<9分32例，9～15分15例；并發嚴重的硬膜下和硬膜外血腫的33例。

2 磁共振檢查 所有病例均采用Philips 3.0T Achieva TX掃描，掃描模態：①3D-T1WI：自旋回波序列(Spin echo, SE)，掃描參數：重復時間(TR)20ms，回波時間(TE)4.6ms，翻轉角(flip angle)20o，層厚1mm，層數170，視野(FOV)256×256mm2，矩陣(matrix)=256×256。②DTI：自旋回波序列(Spin echo, SE EPI)，掃描參數：重復時間(TR)10000 ms, 回波時間(TE)53 ms, 翻轉角(flip angle)20o，層厚2mm，視野(FOV)256×256mm2，矩陣(matrix)=256×256，采集32個擴散方向，b值為1000s/mm2和0s/mm2。③常規序列掃描包括T1WIT2WIFLAIRDWI DTT 序列，掃描時間為傷后1周內、1月、3月復查。

3 結果88例均在1周內進行MRI常規及DTI檢查，50例4～6周復查時進行了MRI常規及DTI檢查，38例在3月后檢查，同時在1周內、4～6周、3個月后檢查者有20例，磁共振DWI DTI比常規T2WI FLAIR能更有效的發現彌漫性軸索損傷病灶、程度，見表1。軸索損傷區FA值較正常對應區明顯減低，DWI信號增高，纖維束明顯減少。同時DTT也可動態觀察神經纖維的損傷情況，見表2。通過對病灶區FA值動態觀察，軸索損傷患者在不同時期的FA值有統計學差異，為判斷昏迷持續時間、評估預后、提供定量分析依據。在后期的回訪中，對于中重度損傷，GCS評分>8分患者，大多患者出現神經纖維束數量減少、中斷，后期有腦萎縮，軟化灶形成，損傷部位及軟化灶程度與DTT表現有正相關，見表3。

表1　病灶及病灶周圍 FA值與對側相應部位正常腦組織 FA 值的比較

注：病灶區與正常對應部位FA值比較，P<0.05

表2　不同時期軸索損傷區FA值變化

注：不同時間段同一患者軸索損傷區FA值比較，P<0.05

表3　不同時期軸索損傷DTT分級與臨床GCS評分的相關性

討論

DWI及DTI是在彌散加權成像基礎發展起來的無創傷MRI檢查技術，腦組織的各向異性可用各向異性分數(Fractional anistrophy，FA)是各向異性與整個擴散張量的比值，興趣區的FA值取決于體素中水分子彌散時各向異性的程度，各向異性程度越高，FA值越大[2]。白質纖維束示蹤成像(DTTfiber tractography，FT)技術是進行活體無創性研究神經纖維的成像技術，該技術的臨床使用后對神經外科、神經內科以及脊柱脊髓外科起到了重要作用。通過該技術可明確的顯示神經纖維損傷情況，走行方向。在彌漫性軸索損傷患者中，我們通過對受損區及對側健康區對照觀察，受損區纖維束明顯的較對側減少，在加之FA值的變化，這就為我們對患者的臨床GCS評分與影像學表現能夠很好的驗證。王雙坤等[3]研究表明雙側內囊后肢FA值與GCS相關性最顯著，同時，FA值與擴散方向的線性關系也能反映FA值降低的程度，可以直接反映受傷的范圍和程度[4-5]。輕度TBI患者常規MRI序列無明顯異常區域的FA值降低，即表明存在被忽略的白質損傷[6]。FA值為神經軸索損傷提供了量化的指標，在嚴重腦損傷如DAI中，DTI也可用于評估損傷嚴重程度，并提示預后[7]。

基于上面的文獻，本組88例中，我們發現臨床擬診軸索損傷患者，而有25例患者臨床與影像不符，CT平掃，TlWl、T2WI表現基本正常，DWI顯示雙額葉、胼胝體體部、橋腦均可見多發斑點狀高信號病灶，受損區的FA值在一周內有明顯變化，胼胝體、橋腦、內囊后肢FA值升高，而其余部位表現為FA值的減低，這是由于急性損傷患者腦組織產生血管源性細胞外腦水腫，細胞內水分減少，細胞外水分增加，引起組織內水分子彌散強度下降，在DWl像上呈高信號，所以常規MRI無明顯異常改變。這些患者DTI顯示纖維束走行數量與對側比較未見明顯纖維結構破壞。預后較好，大多在1月內蘇醒，這類患者早期診斷意義重大。

在本組病例88例中，另外還有38例通過對DAI損傷患者1周內、4～6周、3個月后復查，我們通過定量分析FA值發現， TBI患者在1周內損傷額葉、頂葉FA值降低，而胼胝體及內囊、腦干FA值有顯著增高，反應了細胞毒性水腫和髓鞘含水量的改變[8]。對于部分患者損傷較重者，通過該走行區纖維束數量明顯較對側減少，甚至中斷，以胼胝體和橋腦表現尤為明顯，在1月左右，額葉、頂葉FA值繼續下降，接近0，而胼胝體及內囊、腦干病灶持續減低，有明顯差異(P<0.05)，受損區纖維束無法修復，有20例患者在3個月復查，受損區腦組織壞死，軟化灶形成，FA值為0，DTI顯示纖維束缺如，這組病例昏迷時間較長，預后較差，有6例死亡，有4例放棄治療。通過DWI及DTI掃描，FA值判定，為我們臨床軸索損傷患者的判斷、預后提供影像學依據，也給臨床大夫和家屬提供很好的預后判定。

本研究中，我們把軸索損傷88例患者DTT的表現進行了分級，并與臨床GCS評分做了對比分析發現：DTTI級60例，II級10例，III級18例，從表3看，分級越高，GCS評分越低，DTT是以纖維束損傷程度分為III級，I級纖維束走形自然，完整，II級纖維束推擠，受壓，昏迷的程度輕，1個月內大多清醒，III級纖維束斷裂，昏迷程度較重，清醒過程隨病灶的部位、損傷程度密切相關，8例患者隨訪DTT3級以上患者昏迷較重，時間較長及預后較差。本研究對TBI患者的隨訪不甚理想，部分患者不能按時進行復查，昏迷患者檢查時不能配合，掃描時難以對同一病灶區取值做很好的對應，導致FA值及DTT測量受限，也有研究認為對外傷后包括認知加工、認知干擾、任務執行、語言記憶、閱讀理解等在內的多種認知功能進行評價，發現這些認知、記憶障礙與白質結構的FA 值降低相關[7,9]。這也說明影響患者病情因素很多。我們所測量的FA值為患者的昏迷以及認知等障礙的一中因素，并不能完全判斷患者的預后。

綜上所述，磁共振DWI DTI比常規T2WI FLAIR能更有效的發現彌漫性軸索損傷病灶、程度， DWI及DTT在軸索損傷患者的水分子擴散各向異性特征(FA值)的改變符合各期軸索損傷病理生理的演變；DTT分級是以較準確、直觀地顯示皮質脊髓束的損傷程度；DTT分級與腦損傷程度、GCS評分呈正相關；通過DTI及DTT分級對軸索損傷患者進行長期隨訪，可以觀察治療后白質纖維束的恢復情況，DTI可用于動態觀察神經纖維束的損傷程度及修復過程，DTI對彌漫性軸索損失患者的臨床預后判斷有重要價值，但不是唯一影響患者預后因素。對指導腦挫傷患者的康復治療及為臨床提供有利的影像學依據有較大的臨床應用價值。

參考文獻

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[2] 陳增愛, 馮曉源, 李克. 腦的功能磁共振成像及彌散張量成像的聯合應用[J]. 中國醫學計算機成像雜志, 2004,10(5): 304-307.

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(收稿：2015-06-06)

【中圖分類號】R445.2

【文獻標識碼】A

doi：10.3969/j.issn.1000-7377.2016.03.029