磁共振功能成像對創傷性腦損傷的診斷價值

徐積春，王武漢

(淳安縣中醫院 1.放射科；2.腦外科，浙江 杭州 311701)

創傷性腦損傷(traumatic brain injury, TBI)具有高死亡率和致殘率，對TBI患者和昏迷患者的損害評估以及預后是神經外科醫生需要解決的普遍問題[1]。TBI患者大多數具有持續的神經系統特征和意識障礙[2]，可準確診斷患者病情的臨床檢驗手段，對TBI患者疾病的評估和治療方案的制定具有重要的指導和臨床價值。磁共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)可以確定病變的程度和性質，對神經系統損傷和持續性頭痛等有一定診斷優勢[3]。DTI圖像的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient, ADC)反映了組織中細胞的微觀變化，可以用于研究纖維的行進方向，治療過程中的ADC值變化快于病變的大小[4]。本研究應用常規磁共振掃描及DTI對正常成年人與TBI患者進行檢查，探討DTI在診斷創傷性腦損傷中的價值。

1 資料與方法

1.1 患者及分組 選擇2018年5月—2019年5月淳安縣中醫院收治的25例 TBI患者作為觀察組，男14人，女11人，平均年齡為35歲；受傷原因：車禍17人，高空墜落2人；傷后昏迷的有14人，意識喪失的有2人，記憶力減退的有1人，不會說話的有2人，頭痛頭暈的有4人；從受傷到檢查的時間少于4周；均采用DTI技術，臨床確診為首次閉合性顱腦外傷，TBI分型為輕、中度，無中風、腦瘤、多發性硬化等其他器質性腦病，無神經系統或精神疾病史，無酒精中毒史，無嚴重系統性疾病如糖尿病、嚴重血管阻塞和慢性阻塞性肺病史，無腦外科手術史。選擇同期接受常規磁共振檢查的25例正常成年人為對照組，其中男12人、女13人，平均年齡33歲。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2 儀器 CT檢查用飛利浦16排CT，DTI檢查用鑫高益1.5T磁共振掃描機，采用單次激發平面回波成像，彌散加權系數B值取0和1 000，TRTE：10 300 ms/76 ms，層厚3 mm，層數90層，視野方向數25，層厚層同距為4.0 mm/0 mm，NEX=1，掃描時間252 S。FOV24 cm×24 cm。

1.3 評級指數 傷后4周評價患者格拉斯哥轉歸評分(GOS)：恢復良好和正常生活5分：輕微殘疾4分，嚴重殘疾3分，植物存活2分，死亡1分。利用GE3.0T工作軟件進行數據處理，得到各向異性分數(fractional anisotropy，FA)圖，選取11例患者健側對稱部位及白質區損傷病灶作為ROI，ROI為標準圓，取平均值作為測量后的平均值，在同一位置由3個FA測量ADC，檢測ADC在每個病變級別的ROI，取平均值，如果病變的大小小于三個級別，則測量3個不同部分并取平均值。

1.4 統計學分析 應用SPSS17.0軟件進行數據分析。計量數據采用t檢驗。采用Pearson相關分析法對患者各ROI區FA值、ADC值與GOS評分進行相關性分析，采用ROC曲線分析各指標評估患者轉歸的價值。P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 各ROI區FA及ADC測定值比較 TBI患者內囊前支、內囊后支、額葉白質、頂葉白質的FA值均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，2組胼胝體FA值及胼胝體壓部差異無統計學意義(P>0.05)。TBI組內囊后支、額葉白質、頂葉白質的ADC值明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，2組胼胝體膝部、胼胝體壓部、內囊前支ADC值差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 TBI患者與健康者各ROI區FA及ADC測定值比較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區FA、ADC與GOS的相關性分析 采用Pearson相關分析TBI患者各ROI區FA及ACD測定值與GOS的相關性，結果顯示：TBI患者內囊后支FA 值、頂葉白質FA 值及額葉白質ADC值、頂葉白質ADC值與GOS評分均顯著相關(r=0.488、0.499、0.441、0.413，均P<0.05)。

2.3 ROC分析 ROC曲線分析顯示，內囊后支FA 值、頂葉白質FA 值、額葉白質ADC值及頂葉白質ADC值對TBI轉歸判斷的AUC值分別為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)。見圖1。

A：內囊后支FA 值；B：頂葉白質FA 值；C：額葉白質ADC值；D：頂葉白質ADC值。圖1 FA及ADC測定值對TBI轉歸預測的ROC曲線分析 Fig 1 ROC curve analysis of the prediction of TBI outcomes by FA and ADC measurements

3 討論

CT檢查對5 mm以下的病變不太敏感，對內神經尤其是神經元以及周邊神經的出血性損害甚至更不敏感[5]。盡管常規的磁共振成像技術比CT對出血點或血腫灶的檢測更敏感，但無法檢測早期的神經軸損傷和一些非出血性損傷，無法及早發現出血性病變[6]。本研究中，CT和常規MRI成像僅顯示少數患者的胝體和內囊病變。目前認為，能及時發現神經軸損害最有效的是DTI技術[7-8]，DTI反應各個部位的病變情況，其診斷評分明顯優于CT[9]。DTI利用數字敏感梯度圖像獲得圖像，可以動態顯示大腦中白質的生理發育。DTI是能在體內顯示腦白質纖維的非侵入性成像技術，大多數使用具有單個SE-EP序列每個方向上的B值計算彌散張量而成像[10]。由于FA圖像可提供更好的灰白質對比度，并且易于選擇感興趣的區域，因此測量的FA值更準確[11]。另外，FA值表示水分子的各向異性成分與整個彌散張量的比值[12]，使從同一對象獲得的值在不同時間和不同對象之間具有可比性。腦損傷改變結構和功能，從而破壞了水分子在水中的擴散方向[13]。

DTI技術可以用腦液中水分子的各向同性運動與水分子的各向異性運動之間的差異記錄FA值[14]。因此，FA值相應降低。FA圖像能較好地反映胼胝體和內囊的結構。本研究利用對應的定位影像來選取ROI，使測得的FA值更為準確。結果顯示，CT證實病灶FA下降，說明DTI技術可檢出病灶。與對照組比較，TBI組FA值顯著降低，說明TBI患者屬于急性心血管損傷并有不同程度的神經損傷。DTI還可以檢測混合損傷和非出血軸的損傷。然而還需要進一步通過降低現場的FA值來診斷損傷及其程度。

胼胝體、內囊結構是纖維高度的投影和連接區域，傳遞諸如體感和運動之類的信息，當發生TBI時，由其他組織的相對位移引起的剪切力會破壞神經軸和毛細血管[15]。本研究中，胼胝體的FA值與GOS的內部范圍沒有顯著的相關性，這可能是因為樣本量不足或GOS不同。同一患者的得分可能會有所不同，GOS代表對患者整個神經系統的全面評估，并不完全代表一個特定神經叢的病變。研究表明，FA值也可能與輕微的神經軸索損傷有關，但其圖像GOS的變化沒有很好的相關性[16]。

本研究顯示，TBI患者內囊后支FA 值、頂葉白質FA 值及額葉白質ADC值、頂葉白質ADC值與GOS評分顯著相關，這4個值對TBI的轉歸有一定判斷價值。可見，磁共振散射在張量成像中的應用對精確診斷重型顱腦外傷較敏感。綜上，DTI技術可通過定量分析判斷TBI患者的損傷程度，為臨床早期診斷TBI提供證據。