探讨磁共振波谱结合S100B蛋白对颅脑损伤伴急性硬膜下血肿患者的应用价值

陆林其，李季林，丁 建

在全世界范围内，每年有数以千万计的患者因颅脑损伤(traumatic brain injury，TBI)接受治疗，其中急性硬膜下血肿(acute subdural hematoma，ASDH)发生率占颅脑损伤12%～30%，死亡率占颅脑损伤50%～80%。目前TBI患者严重程度及预后的判定主要依靠临床表现及头颅CT、MRI检查，但由于医务人员水平差距，主观性较强，判断结果差距较大。磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)在MRI定位的基础上直接检测损伤区域的代谢信息，可以观察到传统影像学检查不能发现的损伤以及患者的脑内代谢状况，及时提供损伤的证据，将脑的研究提高到分子水平。目前MRS主要用于颅内胶质瘤的研究，判断胶质瘤的分级及术后复发情况，查阅文献还没有发现对ASDH患者严重程度及预后的研究。本研究采用前瞻性研究方案，收集颅脑损伤ASDH患者，检测脑内相关代谢指标变化结合血S100B蛋白浓度的变化，通过格拉斯哥昏迷评分(GCS)、格拉斯哥预后评分(GOS)评分相比较，通过Spearman等级相关分析检测它们之间是否有相关性，为以后临床研究打下基础。

临床资料

1 一般资料

选择我院2011年10月～2013年9月收治的80例颅脑损伤伴ASDH患者，并经颅脑CT及MRI检查明确诊断。其中男性51例，女性29例;年龄18～78岁，平均(38．3±7．2)岁。按GCS评分分为4组:轻型颅脑损伤患者(GCS评分13～15分)20例，中型颅脑损伤患者(GCS评分9～12分)20例，重型颅脑损伤患者(GCS评分6～8分)20例，特重型颅脑损伤患者(GCS评分3～5分)20例。伤后2个月按GOS评分，恢复不良组(GOS评分1～3分)22例，恢复良好组(GOS评分4～5分)58例。排除标准:(1)有严重多发伤;(2)伤前有中枢神经系统疾病史;(3)院前病史资料及随访资料不完整;(4)无自主呼吸，或者血压不稳定患者;(5)患者或监护人不同意参加本研究。有手术指征，给予手术治疗。手术方式及手术适应证及术后治疗均按照《中国颅脑损伤救治指南》执行，术后必要时给予气管切开及呼吸机的应用、积极预防和治疗各种并发症、营养支持及精心的观察和护理。收集20例健康体检患者作为正常对照组。5组患者年龄、性别等差异无统计学意义(P＞0．05)，具有可比性。关于本课题研究，已经通过我院医学伦理会审核批准。所有入选患者都签订知情同意书。所有病例均在病情稳定后进行检查(3～20d，平均9．5d)，分别记录伤后的一 般情况。

2 磁共振检查

采用1．5T Twing Speed MR机(GE，美国)，预装有1H-MRS检测分析软件，应用标准头部线圈进行检测。全部患者行常规MRI和单体素1H-MRS扫描。常规MRI序列包括轴、矢状位T1WI、T2WI、FLAIR和SWI，层5mm，以明确脑内其他部位损伤情况。轴位T1WI选取丘脑和胼胝体压部进行HMRS检测，定位容积为2cm×1cm×1cm，化学位移饱和法抑制水信号应用PROBE-P序列进行波谱采集。成像参数为:重复时间(TR)1 500ms，回波时间(TE)35ms，激励次数为8次。采用GE Signa Workstation 4．0版Functool Spectroscopy-2D Brain软件进行数据分析。波谱原始数据经傅立叶变换、零填充、相位调整和基线校正后，分析指标包括N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)和谷氨酸/谷氨酰(Glx)。测量每种代谢物所对应化学位移处的波峰面积积分，作为化合物浓度的相对定量值，并计算NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho和Glx/Cr值。具体测定位置及指标详见图1。

图1 胼胝体压部1H-MRS体素定位及波谱

3 检测血清中S100B蛋白浓度

伤后72h采集患者静脉血标本4ml，酶联免疫吸附法检测血S100B蛋白浓度。

4 数据处理与分析方法

采用Sigmastat统计软件分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用t检验和χ2检验，多组间比较采用方差分析。采用Pearson法进行相关分析，P＜0．05为差异有统计学意义。检验水准按α=0．05。采用SigmaPlot软件做统计图。

结 果

1 不同程度颅脑损伤患者胼胝体压部和丘脑波谱测定各项指标的比较

不同程度颅脑损伤各组与正常对照组比较，在胼胝体压部和丘脑区Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Glx/Cr和S100B蛋白各项指标内比较，差异均具有统计学意义(P＜0．05);随着颅脑损伤严重程度的加重，Cho/Cr、Glx/Cr的比值和S100B蛋白浓度升高，NAA/Cho和NAA/Cr的比值降低。详见表1、2。

2 根据患者预后情况分组对胼胝体压部和丘脑波谱测定各项指标的比较

1～3分为恢复不良组22例、4～5分为恢复良好组58例。恢复不良组、恢复良好组与正常对照组比较，在胼胝体压部和丘脑区Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Glx/Cr和S100B蛋白各项指标内比较，差异均具有统计学意义(P＜0．05);颅脑损伤患者预后越差，Cho/Cr、Glx/Cr的比值和S100B蛋白浓度较预后良好组越高;相反NAA/Cho和NAA/Cr的比值越低，两组间比较差异有统计学意义(P＜0．05)，详见表3。

3 磁共振波谱测定胼胝体压部的各项指标与GCS评分、GOS评分及S100B蛋白相关性的比较

胼胝体压部的Cho/Cr、Glx/Cr与GOS评分和GCS评分成负相关(r=-0．656，P＜0．05;r=-0．687，P＜0．05;r=-0．813，P＜0．05;r=-0．672，P＜0．05);Cho/Cr和Glx/Cr与S100B蛋白成正相关(r=-0．668，P＜0．05;r=0．739，P＜0．05);NAA/Cho、NAA/Cr与GOS评分和GCS评分成正相关(r=0．802，P＜0．05;r=0．704，P＜0．05;r=0．774，P＜0．05;r=0．665，P＜0．05);NAA/Cho、NAA/Cr与S100B蛋白成负相关(r=-0．753，P＜0．05;r=-0．713，P＜0．05)。

4 磁共振波谱测定胼胝体压部的各项指标和S100B蛋白与GOS评分的关系

S100B蛋白测定患者伤后2个月GOS评分准确率为62%，MRS值(Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Glx/Cr)预测伤后2个月GOS评分准确率为76%，MRS结合S100B蛋白可以预测伤后2个月GOS评分准确率达到81%。

表1 不同程度颅脑损伤患者胼胝体压部波谱测定各项指标的比较(±s)

表1 不同程度颅脑损伤患者胼胝体压部波谱测定各项指标的比较(±s)

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表2 不同程度颅脑损伤患者丘脑波谱测定各项指标的比较(±s)

表2 不同程度颅脑损伤患者丘脑波谱测定各项指标的比较(±s)

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表3 根据患者预后情况分组胼胝体压部和丘脑波谱测定各项指标的比较(±s)

表3 根据患者预后情况分组胼胝体压部和丘脑波谱测定各项指标的比较(±s)

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讨 论

本研究中收集ASDH患者80例，根据损伤严重程度分为4组，通过检测胼胝体压部和丘脑区Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、GLx/Cr等指标，发现不同程度颅脑损伤各组组间比较与正常对照组比较，差异均具有统计学意义(P＜0．05);并且发现随着颅脑损伤严重程度的加重，Cho/Cr、GLx/Cr值升高，NAA/Cho和NAA/Cr值降低。Tollard等［1］对43例弥漫性轴突损伤(DAI)患者进行追踪调查并结合GCS进行分析，结果显示NAA、Cho均于早期发生改变，且额叶前部白质中NAA/Cr显著下降。即便是轻度损伤患者也有NAA/Cr明显下降，且颅脑损伤严重程度和NAA/Cr密切相关。对于颅脑损伤患者出现不可解释的神经功能障碍而常规CT和MRI无阳性发现时，MRS可作为诊断DAI的一种敏感方法。Marino等［2］对MRI检查正常的DAI患者早期行MRS检查，发现白质区域NAA/Cr、NAA/Cho较正常对照组显著降低，认为NAA/Cr、NAA/Cho降低可作为存在DAI的标志。其结果与该研究一致，由此可见通过MRS检测以上指标可以判断颅脑损伤的严重程度。同时通过检测血中S100B蛋白，发现随着颅脑损伤加重，S100B蛋白浓度升高。这与我们以前的研究一致［3］。

Lin等［4］研究发现，常规MRI检查显示正常的白质，MRS有代谢物比值的变化。对于NAA/Cr比值，更高的比值会有更好的预后，这种预后是根据受伤后3个月的GOS评分来判断的。Ashwal等［5］选取40名儿童或青少年TBI患者，伤后1～16d对患者进行多体素的H-MRS检查，选取观察的部位有MRI上表现正常的胼胝体、额叶白质与灰质、顶枕部的白质与灰质以及出血的部位。伤后6～12个月，再对患儿进行儿科中枢表现类别评分(PCPCS)。结果显示，无论是表现正常的区域还是出血区域，与对照组相比，患者组NAA/Cr降低、Cho/Cr升高(P＜0．05);但患者自身正常区和出血区NAA/Cr变化有明显差异(P＜0．05)，出血区Cho/Cr比正常区升高(P＜0．05)。将各种代谢物比值与预后进行Logistic回归分析发现:表现正常区的各种代谢物比值(降低的NNA/Cr和升高的Cho/Cr)对预后判断有85%的精确性，而出血区只有67%;白质的代谢物变化比灰质有更高的精确性。这项研究说明NA/Cr和Cho/Cr的变化可以用以判断预后，而在普通MRI上表现正常的区域，其代谢物比值的变化比出血区有更高的精确性。本研究在伤后2个月给予GOS评分，根据评分结果进行分组，1～3分为恢复不良组18例，4～5分为恢复良好组62例。恢复不良组、恢复良好组与正常对照组比较，颅脑损伤患者恢复不良组Cho/Cr、GLx/Cr的值和S100B蛋白浓度较预后良好组明显升高;而NAA/Cho和NAA/Cr的值较良好组明显降低，两组间比较差异有统计学意义(P＜0．05)，两组分别与正常对照组比较差异有统计学意义(P＜0．05)。其结果与他们基本一致。

Gasparovic等［6］研究发现通过MRS检测颅脑损伤患者额叶及胼胝体膝部的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho，发现NAA/Cr、NAA/Cho值与GCS、GOS评分成正相关，与Cho/Cr值成负相关。刘森等［7］研究发现轻度认知功能障碍患者的MMSE评分与额叶和海马区域NAA/Cr间均呈正相关，与MI/Cr及Cho/Cr间均无显著相关。可能与脑内额叶、颞叶海马区域NAA水平下降，上述区域神经元数量减少有关。该课题研究结果与他们基本一致，发现胼胝体压部的Cho/Cr和Glx/Cr与GOS评分和GCS评分成负相关;Cho/Cr和Glx/Cr与S100B蛋白成正相关;NAA/Cho、NAA/Cr与GOS评分和GCS评分成正相关;NAA/Cho、NAA/Cr与S100B蛋白成负相关。NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr和Glx/Cr与S100B蛋白成相关性，可能因为TBI患者伤后Cho水平增高，Cho值变化依赖膜磷脂的合成与降解，其增加反映胶质细胞增生、髓鞘降解增加。S100B蛋白主要由神经胶质细胞合成和分泌，特别是星形胶质细胞和少突胶质细胞［8］。

李雪元等［9］对成年DAI患者胼胝体压部代谢变化与预后之间关系进行分析，发现预后不良组早期NAA/Cr和NAA/Cho值较预后良好组显著下降。将1H-MRS值和临床指标与伤后6个月时GOS进行Logistic回归分析，结果显示临床指标判断预后的准确率为67%，而MRS值判断预后的准确率为89%，与GCS结合后准确率可达94%。本研究发现S100B蛋白测定患者伤后2个月GOS评分的准确率为62%，MRS值(Cho/Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Glx/Cr)预测伤后2个月GOS评分准确率为76%，MRS结合S100B蛋白可以预测伤后2个月GOS评分准确率达到81%，这一结果说明通过胼胝体压部代谢变化结合S100B蛋白浓度，可以较好地判断患者预后。

综上所述，通过MRS检测ASDH患者胼胝体压部早期神经代谢变化可以用来反映颅脑损伤严重程度和预后情况。结合血中S100B蛋白浓度，可以提高患者预后判定的准确率。NAA/Cr、NAA/Cho值显著降低反映神经元功能受损严重，也提示神经代谢物变化在TBI病理生理过程中具有重要作用，预测预后的准确性较临床指标更为客观、可靠。另外随着该项技术的发展和在TBI方面研究的加深，通过对NAA、Cho、Cr、Glx及其比值的区间分布与临床分级的关系，与脑组织病理生理学改变的关系等的深入研究，MRS必将在TBI诊断、分期、疗效评估及预后评价等方面发挥更大的作用。

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［4］Lin AP，Liao HJ，Merugumala SK，et al．Metabolic imaging of mild traumatic brain injury［J］．Brain Imaging Behav，2012，6(2):208-223．

［5］Ashwal S，Babikian T，Gardner-Nichols J，et al．Susceptibility-weighted imaging and proton magnetic resonance spectroscopy in assessment of outcome after pediatric traumatic brain injury［J］．Arch Phys Med Rehabil，2006，87(12S2):S50-58．

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