輕度創傷性腦損傷后磁敏感加權成像腦內微出血與外傷后抑郁發生的相關性

朱 萍， 李躍華， 李曉兵*， 魏小二， 汪 璇

1.上海市第六人民醫院南院奉賢區中心醫院放射科，上海 201400 2.上海市第六人民醫院放射科，上海 200233

·論 著·

輕度創傷性腦損傷后磁敏感加權成像腦內微出血與外傷后抑郁發生的相關性

朱 萍1， 李躍華2， 李曉兵1*， 魏小二2， 汪 璇2

1.上海市第六人民醫院南院奉賢區中心醫院放射科，上海 201400 2.上海市第六人民醫院放射科，上海 200233

目的： 探討輕度創傷性腦損傷后磁敏感加權成像(SWI)腦內微出血與創傷后新發抑郁癥之間的關系。方法： 常規CT和MRI檢查無明顯異常的輕度創傷性腦損傷(TBI)患者行MRI檢查，包括常規MR序列和SWI序列。半自動勾勒和手動計數微出血病變的數量和體積。所有患者在TBI后1年內接受DSM-Ⅳ-TR軸Ⅰ障礙臨床定式檢查(SCID-Ⅳ)。結果： 抑郁組SWI微出血病變發生率高于非抑郁組(P<0.001)。在顯示出微血管病變的患者中，抑郁組微出血病變數量和體積大于非抑郁組(P<0.001)。這些病變的數量和體積的差異只存在于在額葉、頂葉和顳葉(P<0.001)。在顯示出微血管病變的患者中，其他區域的病變數量和體積在抑郁和非抑郁組之間差異無統計學意義。結論： SWI可用于診斷輕度TBI后的微出血病變，病灶的分布范圍和位置與TBI后抑郁相關。

創傷性腦損傷；抑郁；磁共振成像；磁敏感加權成像；微出血

創傷性腦損傷(traumatic brain injury, TBI)常誘發顯著抑郁癥狀[1-4]。輕度頭顱外傷是TBI中最常見類型，約占TBI病因的75%[1]。輕度頭顱外傷一般不危及生命[5]，但其中10%～20%患者會出現情緒障礙[1,5-8]。抑郁癥是輕度腦創傷后常見的情緒障礙之一，也是預后不佳的危險因素[9]。早前的研究[5]曾報道一些輕度腦創傷的危險因素，包括年齡較大及CT掃描異常可能會導致腦創傷3個月后嚴重抑郁癥的發展。

目前抑郁癥的診斷主要依賴于神經心理學工具，包括DSM-Ⅳ-TR軸Ⅰ障礙臨床定式檢查(SCID-Ⅳ)[10]。然而，它仍然難以確診腦創傷相關抑郁癥，因為一些因素會影響這些腦創傷后患者的抑郁發生率，包括既往重度抑郁[11]、飲酒[12]、樣本量小、選擇偏倚以及回顧性研究[13]。

腦創傷后抑郁發生的機制并不清楚。一些研究利用磁共振彌散張量成像(DTI)顯示白質異常可能在腦創傷相關抑郁中發揮重要作用[14-16]。微出血包括出血性腦彌漫性軸索損傷在TBI后很常見，但在常規的MRI成像模式中常被忽視[17]。隨著磁共振技術，尤其磁敏感加權成像(SWI)技術的發展，一些輕度腦創傷患者由常規MRI和CT無法檢測出的微出血可能被發現[17]。因此，本研究采用SWI技術結合常規MRI、CT，旨在探討SWI顯示微出血和輕度TBI后抑郁癥發生的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究最初連續收錄2009年6月至2012年12月期間1 000例進行常規MRI檢查的輕度頭顱外傷患者。納入標準：Glasgow昏迷評分13～15分，創傷后健忘癥(PTA)持續小于1 d。納入時間為腦創傷后2 h～3 d。每例納入患者入院時已接受MRI檢查。所有患者常規頭顱CT和MRI顯示正常。

排除標準：既往抑郁癥史(腦創傷前如果有以下情況：抑郁癥確診者，抑郁癥治療史，抑郁癥相關咨詢，自殺未遂，n=35)，有藥物濫用史或精神類藥物使用史(n=54)，超過65歲(n=154)，既往腦創傷史(n=54)，其他類型腦部疾患[腦卒中(n=89)，腦炎(n=12)，出血性疾病(n=78)，淀粉樣變性(n=8)，高血壓病(n=168)，代謝性疾病(n=65)]，隨訪過程中出現以上疾病(n=67)。因此，最終本研究納入200例患者。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者均簽知情同意書。

1.2 MRI檢查 所有檢查均于3.0 T磁共振儀器(Magnetom, Verio, Siemens Healthcare,Erlangen, Germany)上進行，使用12通道頭部線圈。磁共振序列包括常規磁共振序列(T1加權成像、T2加權成像、彌散成像)和SWI。T2加權成像序列如下：視野(FOV)250 mm×250 mm，重復時間/回波時間(TR/TE)6 000/95 ms，翻轉角150°，矩陣384×384，層厚 6 mm。T1加權成像序列如下：FOV 250 mm×250 mm，TR/TE 2 000/9 ms，翻轉角150°，矩陣384×384，層厚6 mm。單發激發回波平面(ss-EPI)彌散加權成像參數：FOV 220 mm×220 mm，TR/TE 4 900/94 ms，矩陣162×162，相位部分傅里葉參數6/8，層數25，層厚4 mm；沿著與主要物理軸(x、y、z)重合的3個梯度施加4個平均值，在b=0 s/mm2處進行1次掃描，在b=1 000 s/mm2處進行3次掃描。SWI參數：FOV 230 mm×230 mm，TR/TE 28/20 ms，翻轉角15°，矩陣320×320，分辨率0.7 mm×0.7 mm×1.2 mm，層厚1.2 mm。在線自動重建1組幅度，相位，最小強度投影(MIP)和SWI圖像[18]。

1.3 圖像處理及分析 所有磁共振圖像都被傳送到后處理軟件(Magnetom, Verio, Software, VB17)進行后處理。兩名具有5年以上工作經驗的神經影像診斷醫師對磁共振圖像獨立進行評估，若意見不一協商解決。兩位醫師對病變的形態、位置及數量進行判斷。若病變位于基底節區，常規MRI和CT來除外鈣化及其他結構異常，尤其是非生理性鐵沉積。

孤立性微出血灶定義為圓形、均勻低信號、大小不超過5 mm的病灶，在SWI序列中需排除血管、骨骼、鈣化及生物材料。多發微出血定義為多發均勻斑點低信號融合為直徑小于5 mm的團塊。半自動勾勒出微出血灶輪廓，然后計數病變。每個病灶的面積乘以層厚得出其體積。

1.4 臨床評估 患者入院時的臨床表現由經驗豐富的神經外科醫生使用Glasgow昏迷評分量表進行評估。所有患者于腦外傷后1年內每2個月進行1次SCID-Ⅳ檢查[10]，由1位神經精神病學家在對SWI結果未知的情況下進行。最常見的抑郁癥狀為：情緒低落、情感缺乏、睡眠障礙、失眠、厭食、乏力、自卑、無法集中注意力、自殺傾向及焦慮。依據DSM-Ⅳ標準，腦創傷后抑郁應歸類到“一般內科情況所致的焦慮障礙(MDD-GMC)”，其亞型包括：(1)重度抑郁樣發作(符合重度抑郁發作的所有診斷標準)；(2)抑郁特征(顯著抑郁情緒，但并非完全符合診斷標準)。只有符合MDD-GMC診斷標準的重度抑郁樣發作的亞型，1年內至少隨訪1次，才會被診斷為TBI后抑郁癥。

1.5 統計學處理 采用SPSS(version 16.0; Chicago, IL,USA)進行統計分析。檢驗水準(α)為0.05。運用非參數Mann-WhitneyU檢驗總體和區域性對比抑郁和非抑郁患者臨床變量和微出血患者微出血灶的數量。運用獨立t檢驗對比抑郁和非抑郁患者的微出血灶體積。運用χ2檢驗對比抑郁和非抑郁患者SWI異常率。

2 結 果

2.1 患者入選情況 200例患者中35例被剔除，其中14例失訪，21例由于運動偽影導致SWI圖像無法評估。165例患者完成了整個隨訪調查，被納入最終分析。腦創傷發生的原因包括：機動車交通事故(n=81)、跌倒損傷(n=62)、被襲(n=12)、運動意外(n=10)。兩組患者人口統計學特征見表1。

表1 腦創傷患者的一般臨床資料

2.2 抑郁/非抑郁患者SWI影像對比 165例患者中32例(19.4%)在SWI圖像中未顯示有微出血灶。28例患者(17.0%)TBI后1年內發生重度抑郁發作，其中20例(71.4%)患者SWI圖像有異常；而137例非抑郁患者中12例(8.8%)SWI圖像出現異常(表2)。28例患者中26例屬于輕-中度抑郁患者，2例屬于重度抑郁患者并住院進行相關治療。

抑郁組較非抑郁組具有更高的微出血率(P<0.001)。在出現微出血的患者中，抑郁組微出血灶的數量高于非抑郁組(P<0.001，表2)。這些損傷數目的差異僅在額葉、頂葉和顳葉處體現(P<0.001，圖1)，發生微出血的患者在抑郁和非抑郁組之間其他區域的損傷數目上差異無統計學意義(圖2A)。在具有微出血的患者中，抑郁組的損傷體積大于非抑郁組(P<0.001，表2)，并且病變體積的差異也位于額葉、頂葉和顳葉(P<0.001)，而在其他區域，抑郁和非抑郁組之間的損傷體積差異無統計學意義(圖2B)。

表2 輕度TBI后抑郁/非抑郁患者微出血病灶對比

**P<0.001與抑郁伴微出血組相比

圖1 輕度TBI患者CT及MRI影像

A：CT平掃未見明顯異常；B：T1WI未見明顯異常；C：T2WI未見明顯異常；D：FLAIR未見明顯異常；E：DWI未見明顯異常；F：SWI顯示右側頂葉微出血灶(箭頭)

3 討 論

本研究采用磁共振SWI成像結合常規MRI和CT來分析輕微腦創傷后1年的患者。結果顯示SWI可以檢測出常規MRI和CT無法顯示的微出血灶。更重要的是，SWI檢測出的微出血灶可能與TBI后抑郁癥相關；額頂顳葉的微出血灶范圍與TBI后抑郁癥的高發生率相關。

SWI技術采用由不同結構之間的磁敏度差異產生的相位離散以形成圖像[19]。當微血管破裂發生時可能存在相位離散，因為血細胞的分解產物可能導致局部磁場的不均勻性[16]。因此，SWI技術現在主要用來診斷顱內血管畸形和微出血灶[20]。對比常規CT和MRI，SWI對于顱內出血更敏感，能發現直徑<3 mm的微出血灶[21]。本研究采用SWI技術探測TBI后患者顱內常規MRI和CT未能發現的微出血灶。結果發現19.4%患者在SWI上存在微出血灶，SWI較傳統方法檢測微出血灶具體更高的靈敏度。因此，SWI可以作為評估TBI患者的有效工具，因為它能夠檢測微出血灶的位置和范圍。此外，高分辨率SWI可以避免顱骨偽影，提高圖像質量。

既往研究[5,9]表明，抑郁癥發生于一些TBI后患者，但具體機制仍不清楚。本研究發現，輕度TBI相關抑郁患者出現顱內微出血，而且病灶多位于額頂顳葉(71%)。既往研究[22-23]表明，TBI后抑郁癥的發生率主要根據隨訪期間的抑郁癥狀進行預測。本研究采用SWI結合DSM-Ⅳ標準來分析微出血和輕度TBI后抑郁癥的關系。結果顯示，非抑郁組SWI的異常率約為9%，而抑郁組中的異常率約為71.4%。此外，抑郁組微出血的數量多于非抑郁組，體積大于非抑郁組。

當出血性彌漫性軸索損傷(DAI)發生在白質中時，其可表現為微出血[24]。DAI的軸索病理學表現為腦白質的組織撕裂，并導致認知功能障礙[25]。這些出血性DAI病變可導致神經網絡的紊亂[26]。一些DTI研究證實，在TBI后發生抑郁癥的患者在一些區域包括額顳區具有白質異常(主要由DAI誘發)[14]。本研究中抑郁癥組患者微出血的數量和體積增加可能表明白質中DAI的范圍更廣。

抑郁患者的微出血主要位于額葉、顳葉和頂葉(71.4%)，并且這3個部位的微出血灶數量和體積大于非抑郁組。一些研究[1,14,27-28]表明，顳葉、額葉或頂葉的異常與抑郁有關。然而，其他研究表明，位于其他區域的損傷也可能與TBI后的抑郁癥相關，包括胼胝體、腦干等[16]。本研究選擇了輕度TBI、GCS 13～15分以及常規CT和MRI顯示正常的患者。因此，可以消除抑郁癥組和非抑郁癥組這些區域(包括胼胝體、腦干等)的微出血灶的差異性。輕度TBI患者的顳葉、額葉或頂葉處的微出血可能會破壞神經網絡，導致抑郁癥。同時關于微出血灶與抑郁的關系，我們認為：微出血不僅是局部含鐵血黃素的沉積，還能引起出血灶周圍纖維壞死，破壞神經傳導通路，干擾神經遞質，從而影響情緒和認知功能環路的聯系。以往類似研究[29]中也發現在腦梗死后出現微出血灶患者的遠期抑郁發病率明顯增高。其可能的原因與微出血灶鐵代謝后的毒性導致的損害相關。本研究中，TBI后抑郁的發生率(28.17%)低于一部分既往研究[11,28]。這種差異可能與本研究剔除了蛛網膜下隙出血和輕度腦挫傷的患者。常規此類患者有抑郁傾向，但通過CT和MRI檢查可以發現。

本研究仍存在一些局限性。首先，鈣化可能在SWI的評估中被誤診為微出血。但我們在微出血的評估期間結合SWI和CT可以減小鈣化的影響。另一個局限性是半定量測量。在這項研究中，微出血灶輪廓為手動勾勒，這可能導致一些誤差。再者，本研究隨訪時間為1年。因為一些進展為抑郁癥的患者在癥狀出現之前可能需要較長的隨訪時間，所以在本研究中可能會低估抑郁癥的發生率。另外本研究中由于樣本量的原因沒有針對抑郁的評分與微出血的程度進行評估，這也是下一步研究的重點。

綜上所述，SWI可用于鑒別輕度TBI后的微出血，且微出血的分布范圍和位置與TBI后抑郁相關。

[ 1 ] FREIRE M A.Pathophysiology of neurodegeneration following traumatic brain injury[J].West Indian Med J, 2012,61(7):751-755.

[ 2 ] PONSFORD J, SLOAN S, SNOW P.Traumatic brain injury: Rehabilitation for everyday adaptive living[J].Current Opinion in Anesthesiology, 1995,14(5):475-481.

[ 3 ] RAO V, MUNRO C A, ROSENBERG P, et al.Neuroanatomical correlates of depression in post traumatic brain injury: preliminary results of a pilot study[J].J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 2010,22(2):231-235.

[ 4 ] KRAUS M F, SUSMARAS T, CAUGHLIN B P, et al.White matter integrity and cognition in chronic traumatic brain injury: a diffusion tensor imaging study[J].Brain, 2007,130(Pt 10):2508-2519.

[ 5 ] LEVIN H S, MCCAULEY S R, JOSIC C P, et al.Predicting depression following mild traumatic brain injury[J].Arch Gen Psychiatry, 2005,62(5):523-528.

[ 6 ] WOOD R L.Understanding the 'miserable minority': a diasthesis-stress paradigm for post-concussional syndrome[J].Brain Inj, 2004,18(11):1135-1153.

[ 7 ] CARROLL L J, CASSIDY J D, HOLM L, et al.Methodological issues and research recommendations for mild traumatic brain injury: the WHO Collaborating Centre Task Force on Mild Traumatic Brain Injury[J].J Rehabil Med, 2004,(43 Suppl):113-125.

[ 8 ] BAZARIAN J J, MCCLUNG J, SHAH M N, et al.Mild traumatic brain injury in the United States, 1998-2000[J].Brain Inj, 2005,19(2):85-91.

[ 9 ] MOONEY G, SPEED J.The association between mild traumatic brain injury and psychiatric conditions[J].Brain Inj, 2001,15(10):865-877.

[10] FIRST M B, SPITZER R L, GIBBON M, et al.Structured clinical interview for DSM-Ⅳ-TR axis Ⅰ disorders, research version, patient edition[M].Biometrics Research, New York State Psychiatric Institute, New York, 2002.

[11] BOMBARDIER C H, FANN J R, TEMKIN N R, et al.Rates of major depressive disorder and clinical outcomes following traumatic brain injury[J].JAMA, 2010,303(19):1938-1945.

[12] JORGE R E, STARKSTEIN S E, ARNDT S, et al.Alcohol misuse and mood disorders following traumatic brain injury[J].Arch Gen Psychiatry, 2005,62(7):742-749.

[13] VAN REEKUM R, COHEN T, WONG J.Can traumatic brain injury cause psychiatric disorders?[J].J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 2000,12(3):316-327.

[14] RAO V, MIELKE M, XU X, et al.Diffusion tensor imaging atlas-based analyses in major depression after mild traumatic brain injury[J].J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 2012,24(3):309-315.

[15] ZHOU Y, MILHAM M P, LUI Y W, et al.Default-mode network disruption in mild traumatic brain injury[J].Radiology, 2012,265(3):882-892.

[16] MALLER J J, THOMSON R H, PANNEK K, et al.The (Eigen) value of diffusion tensor imaging to investigate depression after traumatic brain injury[J].Hum Brain Mapp, 2014,35(1):227-237.

[17] TONG K A, ASHWAL S, HOLSHOUSER B A, et al.Hemorrhagic shearing lesions in children and adolescents with posttraumatic diffuse axonal injury: improved detection and initial results[J].Radiology, 2003,227(2):332-339.

[18] WANG D, LI W B, WEI X E, et al.An investigation of age-related iron deposition using susceptibility weighted imaging[J].PLoS One, 2012,7(11):e50706.

[19] TONG K A, ASHWAL S, OBENAUS A, et al.Susceptibility-weighted MR imaging: a review of clinical applications in children[J].AJNR Am J Neuroradiol, 2008,29(1):9-17.

[20] GOOS J D, VAN DER FLIER W M, KNOL D L, et al.Clinical relevance of improved microbleed detection by susceptibility-weighted magnetic resonance imaging[J].Stroke, 2011,42(7):1894-1900.

[21] BEAUCHAMP M H, BEARE R, DITCHFIELD M, et al.Susceptibility weighted imaging and its relationship to outcome after pediatric traumatic brain injury[J].Cortex, 2013,49(2):591-598.

[22] GOULD K R, PONSFORD J L, JOHNSTON L, et al.The nature, frequency and course of psychiatric disorders in the first year after traumatic brain injury: a prospective study[J].Psychol Med, 2011,41(10):2099-2109.

[23] HART T, HOFFMAN J M, PRETZ C, et al.A longitudinal study of major and minor depression following traumatic brain injury[J].Arch Phys Med Rehabil, 2012,93(8):1343-1349.

[24] PATERAKIS K, KARANTANAS A H, KOMNOS A, et al.Outcome of patients with diffuse axonal injury: the significance and prognostic value of MRI in the acute phase[J].J Trauma, 2000,49(6):1071-1075.

[25] SMITH D H, MEANEY D F, SHULL W H.Diffuse axonal injury in head trauma[J].J Head Trauma Rehabil, 2003,18(4):307-316.

[26] WALLESCH C W, CURIO N, KUTZ S, et al.Outcome after mild-to-moderate blunt head injury: effects of focal lesions and diffuse axonal injury[J].Brain Inj, 2001,15(5):401-412.

[27] JORGE R E, ROBINSON R G, MOSER D, et al.Major depression following traumatic brain injury[J].Arch Gen Psychiatry, 2004,61(1):42-50.

[28] OHARA K, NISHII R, NAKAJIMA T, et al.Alterations of symptoms with borderline personality disorder after fronto-temporal traumatic brain injury.A case study[J].Seishin Shinkeigaku Zasshi, 2004,106(4):458-466.

[29] WANG X, LI Y H, LI M H, et al.Glutamate level detection by magnetic resonance spectroscopy in patients with post-stroke depression[J].Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci, 2012,262(1):33-38.

[本文編輯] 廖曉瑜， 賈澤軍

Relationship between microbleeds on susceptibility-weighted MRI and newly-developed depression in patients after mild traumatic brain injury

ZHU Ping1, LI Yue-hua2, LI Xiao-bing1*, WEI Xiao-er2, WANG Xuan2

1.Department of Radiology, Fengxian District Central Hospital, Shanghai Sixth People’s Hospital South Campus, Shanghai 201400, China 2.Department of Radiology, Shanghai Sixth People’s Hospital, Shanghai 200233, China

Objective： To explore the relationship between abnormality on susceptibility-weighted imaging (SWI) and newly-developed depression after mild traumatic brain injury.Methods： Totally 200 brain injury patients with routine CT and MRI were examined.All patients underwent MRI including conventional MR sequences and SWI.The number and volume of microbleed lesions were semi-automatically outlined and manually counted.All patients were followed up with the Structured Clinical Interview for DSM-Ⅳ Axis I Disorders (SCID-Ⅳ) within 1 year after TBI.Results： The difference in microbleed lesions on SWI was compared between the depressive and non-depressive groups.The depressive group had a higher rate of abnormality on SWI than which in the non-depressive group (P<0.001).Among patients that had exhibited microbleed lesions, the number and volume of lesions were greater in the depressive group than the non-depressive group (allP<0.001).These differences in numbers and volume of lesions were found only at the frontal, parietal, and temporal lobes (allP<0.001).Among patients that had exhibited microbleed lesions, the number and volume of lesions in other areas were not significantly different between the depressive and non-depressive groups.Conclusions： SWI was useful to identify the microbleed lesions after mild TBI.The distribution range and location of microbleed lesions were correlated with depression after TBI.

traumatic brain injury; depression; magnetic resonance imaging; susceptibility-weighted imaging; microbleeds

2016-12-05 [接受日期] 2017-02-03

朱 萍，主治醫師.E-mail: 2277946592@qq.com

*通信作者(Corresponding author).Tel: 021-57423182, E-mail: ctisus@163.com

10.12025/j.issn.1008-6358.2017.20161131

R 651.1

A