急性期颅脑创伤的磁共振检查

方文华 林章雅 康德智

·综述·

急性期颅脑创伤的磁共振检查

方文华 林章雅 康德智

颅脑创伤是一种严重威胁人类生命和健康的常见伤患，时至今日，所导致的残伤率和死亡率仍居高不下。颅脑创伤的诊疗离不开影像学检查技术，CT扫描作为颅脑创伤特别是急性期颅脑创伤的首选检查，已全面普及。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)检 查 具 有 比 CT 更 高 的 组织分辨率和灵敏度，随着扫描时间的缩短和多种成像序列的完善，其已成为近年来颅脑创伤研究的新热点，可能为颅脑创伤诊疗提供新的参考指标[1]。本文重点就国内外在颅脑创伤急性期MRI检查方面的应用现状和研究进展综述如下。

一、MRI检查的优势和限制

1.MRI检查的优势：MRI具有高分辨率和高灵敏度，可发现CT上无法显示或显示不清的损伤病灶。由于不像CT那样存在线束硬化伪影，MRI对皮层表面、深部白质、后颅窝及脑干等处的伤灶具有更好的检测能力[2]。MRI能提供详细、清晰的组织解剖结构影像，显示创伤性脑水肿的程度和范围，还能区别显示不同时期的出血灶，特异性显示脑软化灶、胶质增生和含铁血黄素沉积等[3]。除此之外，MRI还具有多种成像方法，部分序列还能区分细胞毒性和血管源性脑水肿，提供脑组织病理生理、脑细胞功能代谢等方面的信息[4]。近几年来，在MRI软件和硬件技术不断进步的基础上，特别是超高场强MRI的出现、多通道线圈采集技术、并行成像算法等的迅猛发展，使MRI成像时间不断缩短，运动伪影减少而成像质量不断提高，突破了以往急性期颅脑创伤患者因躁动不合作而难以行 MRI检查的限制[2]。

2.急性颅脑创伤MRI检查的限制：常规MRI成像对颅骨骨折或缺损、异物和部分急性期颅内血肿的显示不如CT直观。相比于螺旋CT，MRI成像耗时仍较长，且要求受检者相对制动，部分病情危重、躁动不安的急性颅脑创伤患者可能无法完成 MRI检查[5]。由于强磁场，某些使用生命体征监护设备、铁制气管导管、骨折并行铁制牵引器牵引、体内有金属异物残留或对强磁场敏感植入物(如心脏起博器等)的患者均不宜行 MRI检查[1]。另外，目前 MRI检查费用仍较 X 线平片、CT扫描高，MRI检查设备和相应技术尚未完全普及，这也在一定程度上限制其广泛开展。

二、不同序列MRI在急性期颅脑创伤中的应用

1. 液 体 衰 减 反 转 恢 复 (fluid-attenuated inversion recovery，FLAIR)序列成像：FLAIR 通过采用特定的技术在抑制脑脊液信号的同时获得T2加权程度较高的影像，表现为脑脊液信号为零的类T2W I图像。颅脑创伤的部分原发伤和继发损害往往在T2WI上呈高信号，容易被脑脊液的高信号和部分容积效应所干扰而难以检出。FLAIR序列的出现使这个难题迎刃而解。因为抑制了脑脊液的高信号，其对位于脑室周围和皮层附近的脑挫伤、水肿和小出血灶显示更加灵敏[6]。FLAIR 序列能够进一步提高颅内伤灶的检出率。Da 等[7]对 45 例急性和亚急性蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)患者同时进行 CT 和 FLAIR 序列成像，结果 显 示 FLAIR 序 列 对 SAH 的 定 位 和 定 性 诊 断 都 要 优 于CT。Topal等[8]发现 MRI有助于 CT 正常的轻型颅脑创伤患者颅内伤灶的检出，且FLAIR序列比常规的MR回波序列更具优势。FLAIR序列有望成为急性颅脑创伤有效、灵敏的常规影像检查方法。

2.梯度回 波 T2*(gradient recalled echo T2*，GRE-T2*)加权成像：GRE-T2*成像对磁化率变化很敏感，能够灵敏检测顺磁性出血产物(如去氧血红蛋白、细胞内正铁血红蛋白和含铁血黄素等)所产生的局部磁场不均。颅脑创伤出血最早是从氧合血红蛋白变成去氧血红蛋白，在出血超急性期还未形成CT可见的高密度影时，这种演变已可在GRE-T2*上显现出来，因此，GRE-T2*成像可用于出血性损伤的超早期诊断[9]。GRE-T2*对出血性病灶十分敏感，能够发现其他影像学检查方法难以显示的微小出血性病灶，被喻为“出血性损伤的金标准”[10]。急性、亚急性期颅内出血在 GRE-T2*上呈现为特征性边界清楚的低信号环影。它不易受颅骨伪影干扰，对脑干、小脑、皮层附近的出血灶仍可较好显示，对弥散性 轴 索 损伤(diffuse axonal injury，DAI)合 并微 小 出 血 病 灶 的诊断有较高价值，可根据出血灶体积、部位、数量等对脑损伤预后进行评估[9]。GRE-T2*成像还能灵敏显示呈点状低信号改变的“脑微出血”，后者可能与小血管壁受损血管脆性增加有 关 ，有 再 发 性 出 血 倾 向 ，是 脑 出 血 的 危 险 因 素 之 一[11]。GRE-T2*成像可显示急性和亚急性SAH的低信号或极低信号，对不典型 SAH 的检出率比 CT 和常规 MRI检查更高[12]。

3. 弥 散 成 像(diffusion weighted imaging，DW I)：DW I是反映活体组织中水分子弥散运动的一种成像方法。通过MRI 测 得 的 水 分 子 弥 散 能 力 称 表 观 弥 散 系 数 (apparent diffusion coefficient，ADC)。组织内游离水越多，则水分子弥散能力越强，ADC值增高，在DWI图像上表现为低信号；反之，当组织内游离水减少时，ADC值降低，DW I呈高信号。DW I可反映活体脑组织的病理生理状态，区分细胞毒性和血管源性脑水肿，其广泛应用于缺血性脑梗死的研究并已获得肯定[13]。在急性颅脑创伤发生发展的过程中，可因直接损伤、血栓形成、脑血管痉挛、颅内压增高、脑灌注减少等因素引起脑缺血进而导致细胞毒性脑水肿，即细胞外水分子进入细胞内，游离水减少，在DWI上显示为高信号、ADC图上呈降低改变。而此时缺血脑组织的总含水量通常并无变化，常规MRI成像往往仍表现为无异常。因此DWI和ADC图在检测伤后脑组织内部水分子改变方面，要早于和优于CT和常 规 MRI检查[4]。 在 重 型 颅 脑损伤早期(1 d 左右)即可观察到损伤脑组织ADC值明显下降，至14 d左右才逐渐恢复正常 ，这 种 ADC 值下降可能和 细 胞 内水肿有关[14]。DW I广泛应用于DAI、外伤继发性脑缺血、脑水肿的研究，在评估颅脑创伤损伤范围、不可逆程度及预后等方面发挥重要作用[10,15]，为进一步揭示颅脑创伤的病理生理机制和发展转归提供研究工具[16]。

4.扩 散 张 量 成 像(diffusion tensor imaging，DTI)：DTI是在弥散成像基础上发展而来的一项技术。生理状态下，组织内水分子处于向三维空间各方向随机弥散的热运动，其运动方向与组织方向无关，而在脑白质纤维束处，水分子沿纤维束方向弥散阻力较小，在穿越纤维时阻力较大，这种具有方向依赖性的弥散称为各向异性。DTI正是利用这种各向异性原理进行成像，可直观显示脑白质纤维束的走行及结构特征，并能定量分析病理状态下脑白质各向异性分数(fractionalanisotropy，FA)的改变，从而判断白质损伤程度及范围[17]。

DTI是目前活体观察脑白质细微结构损伤最敏感的方法之一，其可从细胞水平研究颅脑创伤的病理改变，有利于微小伤灶检出，明确损伤范围和程度，并对预后具有一定的预测价值[17]。颅脑创伤后全脑的弥散和 FA 值可能无明显变化，但局部区域的FA值则可能有所改变，因此DTI通常应用于局部损伤区域，例如在DAI患者中可观察到胼胝体和穹窿等处的FA值降低，通过数据重构可显示为清晰的三维解剖结构图像[18]。颅脑创伤后白质纤维和皮质等处的继发性损害也可通过DTI显示出来，研究发现这些损伤与患者的神经功能障碍程度相关联，且有利于更准确的预后评估[19]。随着MRI场强的继续提高和软件系统的不断改进，DTI将克服成像耗时长、易产生运动伪影等不足，发挥更大作用。

5. 磁 敏 感 加 权 成 像 (susceptibility-weighted imaging，SWI)：SW I是利用不同组织之间磁敏感度差异进行成像一种三维成像方法。与传统MRI序列相比，其具有三维、高分辨力、高信噪比等特点，对静脉内缺氧血、血管外的出血产物(如去氧血红蛋白、高铁血红蛋白和含铁血黄素等)，以及铁、钙 沉 积 和 空 气 等 都 可 灵 敏 显 示[20]。 与 GRE-T2*成 像 相 似 ，SWI对出血性损伤很敏感，能够清晰显示出血灶的部位、大小和数目。在动物实验中，Shen 等[21]将 SWI成像用于大鼠急性颅脑创伤后脑血氧饱和度和脑血流变化的定量研究，观察到与DAI部位一致的脑深部大静脉的扩张。SWI与其他MRI检查方法联合，还能对颅脑创伤后神经功能障碍和智力、记忆力、注意力等损害进行预后评估。

6. 灌 注 成 像 (perfusion weighted imaging，PWI)：PW I是利用快速成像和图像后处理技术，以反映组织毛细血管水平的血流灌注情况，提供局部组织微血管内血液动力学变化信息的一种功能性成像方法。PWI成像可以测定颅脑创伤后脑组织局部血流动力学变化，有助于发现伤后继发缺血缺氧损伤的部位、范围和程度，指导诊疗和预后的判断[22]。类似于脑卒中“缺血半暗带”的概念，在创伤脑组织中也存在局部脑 血 流 量(regional cerebral blood flow，rCBF)下 降 的 区 域 称为“创伤半暗带”。PW I可有效揭示脑组织血流灌注梯度，判断“创伤半暗带”的范围，对临床治疗方案的选择和调整很有意义。Ichord 等[23]将 PW I成像用于颅脑创伤研究，发现伴有缺血缺氧性损伤的患者，其癫痫发作、外科干预、入院时气管插管的机率大大增加，且可能预示更差的恢复效果和更长的后期住院康复治疗。

综上所述，在急性期颅脑创伤中，MRI以其高分辨率、高灵敏度和多序列成像等特点，亦具有一定的优势和应用价值。临床上，MRI可作为CT扫描的补充。当CT没有发现或显示不清病灶，或CT与临床表现不符合时，MRI检查可能获得更多有利于临床诊疗和预后评估的信息。MRI具有多种功能的扫描序列和成像技术，联合应用多种MRI序列可能发挥更大的作用。随着MRI技术的发展，扫描时间不断缩短、图像分辨率不断提高和更多功能序列的相继出现，MRI在急性期颅脑创伤中将发挥更重要的作用，并可能开创一个新局面。

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2014-12-04)

(本文编辑：张丽)

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.01.010

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350005 福州，福建医科大学附属第一医院神经外科

林章雅，Email：13799321745@139.com

方文华,林章雅 .急性期颅脑创伤的磁共振检查[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2015,1(1):36-38.