创伤性颅脑损伤的氢波谱临床研究

李在雨，陈云鹏，杨正月，李 钢

（深圳大学附属罗湖医院脑外科，广东深圳518001）

创伤性颅脑损伤的氢波谱临床研究

李在雨，陈云鹏，杨正月，李 钢＊

（深圳大学附属罗湖医院脑外科，广东深圳518001）

目的 探讨氢波谱（1HMRS）分析对创伤性颅脑损伤（TCI）的损伤程度及预后的临床指导意义。方法 将54例TCI患者和10例志愿者行氢波谱检查，分析损伤组与对照组，损伤组患侧与对侧的N－乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸（Lac）测定值及NAA／Cho，NAA／Cr，Cho／Cr比值的变化。结果 NAA／Cho，NAA／Cr比值损伤组较对照组以及损伤组患侧脑白质较对侧同一部位正常脑白质（NAWM）显著降低，而Cho／Cr比值显著升高。NAA／Cho，NAA／Cr，Cho／Cr比值变化与TCI患者GCS，GOS具有相关性。结论 氢波谱（1HMRS）分析对创伤性颅脑损伤的早期诊治具有重要的临床指导意义。

创伤型颅脑损伤；氢质子磁共振波普；N－乙酰天门冬氨酸；胆碱；肌酸

（Chin J Lab Diagn，2015，19：0909）

氢质子磁共振波谱（Proton magnetic resonance spectroscopy，1H－MRS）分析是利用氢质子动态检测活体脑组织内生化代谢产物的影像技术。近年它在中枢神经系统疾病（如创伤性颅脑损伤等）的研究中应用较广。创伤性颅脑损伤（Traumatic Craniocerebral injury，TCI）是中枢神经系统疾病中人类致残和致死的重要原因。我科自2013年3月至2014年10月对54例TCI患者脑组织生化代谢物进行了氢波谱分析。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 入选标准：伤后Glasgow Coma Scale（GCS）评分9分以上者（9－15分）作为研究对象，排除8分以下者（0－8分）。本组共54例，其中男35例，女19例，年龄17－67岁，平均38.6岁。所有病例常规行CT及MRI检查，明确诊断。治疗前，按Glasgow Coma Scale（GCS）分为二组：①轻型（15－13分）14例，②中型（12－9分）40例。预后，按Glasgow Outcome Scale（GOS）分为四组：①良好（5分，正常）26例，②中残（4分，可自理）24例，③重残（3分，他人照顾）4例，④植物生存（2分，长期昏迷、去大层或去皮脑状态）及死亡（1分）0例。致伤原因：打击伤11例，坠落伤16例，车祸伤27例。另外，10例健康者作为对照组进行上述检查，其中男6例，女4例，年龄19－64岁，平均38.4岁。所有病例在病情平稳（5－40d，平均14d）后MRS检查，然后记录伤后检查结果。

1.2 方法 采用GE公司1.5T磁共振系统，磁场强度500T／m，梯度切换率150Mt／m／s，最短TR／TE为1.5ms／0.6ms，最高b值可达10 000s／mm2，标准正交头颈线圈，全部病例行常规MRI检查。采集序列：SE－DW－EPI，TR＝5 000ms，TE＝980ms，FOV＝240×240mm，b值分别为0，1000 s／mm2，采集矩阵128×128，分别扫描轴位及矢状位，层厚5mm，间距1.0mm，共12－20层。用磁共振波谱分析软件进行后处理。

1.3 设定参数及检测步骤 ①受伤部位确定常规行头MRI检查，确定受伤部位。②选定研究区选定额叶白质及胼胝体膝部区域进行氢波谱分析。③设置参数定位容积30mm×30mm×20mm，每体素信息区容积为10mm×10mm×10mm。④数据分析机器自带磁共振波谱分析软件处理代谢产物数值（NAA／Cho，NAA／Cr，Cho／Cr，Lac等）。

1.4 统计学处理 采用SPSS11.0进行统计分析，TCI组与对照组用方差分析进行组间比较，采用Spearman直线回归分析两指标间的相关性，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 双侧额叶及胼胝体膝部区域氢波普测定 中型TCI组双侧额叶及胼胝体膝部区域NAA／Cr，NAA／Cho比值较轻型及对照组降低明显，而Cho／Cr比值较轻型及对照组升高（表1）。

2.2 TCI患者患侧与对侧脑白质各代谢物测定值TCI患者患侧脑白质较对侧同一部位NAWM区NAA／Cho，NAA／Cr比值降低更显著，而Cho／Cr比值升高更显著（表2）。

2.3 TCI患者氢波谱结果与GCS、GOS进行相关分析 Spearman直线回归分析如下：①TCI各组代谢物比值为NAA／Cho（R＝0.445、P＜0.01），NAA／Cr（R＝0.377、P＜0.05），Cho／Cr（R＝－0.760、P＜0.01），前两项与GCS显著正相关；后一项与GCS显著负相关。②TCI预后各组代谢物比值为NAA／Cho（R＝0.421、P＜0.01），NAA／Cr（R＝0.415、P＜0.01），Cho／Cr（R＝－0.774、P＜ 0.01），前两项与GOS显著正相关；后一项与GOS显著负相关（表3）。③轻、中型TCI组及对照组均未见Lac峰值。

表1 各组双侧额叶及胼胝体膝部区域氢波谱结果

表2 TCI组患侧与对侧脑白质对应部位氢波普结果

表3 TCI组预后双侧额叶及胼胝体膝部区域氢波谱结果

3 讨论

磁共振波谱分析（Magnetic resonance spectroscopy，MRS）是动态地反映脑组织内物质和能量代谢变化的无创性影像检查技术。它主要是反映脑组织内特定代谢物的变化情况。近年来，MRS在创伤性颅脑损伤的研究中应用较普遍。1HMRS作为磁共振波普的一种，能够检测活体脑组织内许多生化代谢产物，如N－乙酰天门冬氨酸（N－acetylaspartate，NAA）、总肌酸（Total creatinine or creatine compound，TCr）、胆碱化合物（Choline compound，Cho）、肌醇（Myo－inositol，MI）、乙酸（Acetate，Acet）、乳酸（Lactate，Lac）等代谢物质。

颅脑损伤中额叶相对较易损伤［1］，本研究选定双侧额叶后部及胼胝体膝部（包括少许基底节、双侧脑室前角及部分额叶灰质）作为1HMRS分析的体素信息区加以研究，其目的在于方便对比外伤后损伤程度与临床疗效之间的关系。

颅脑损伤后，损伤脑组织会启动一系列神经生化代谢变化。其中包括NAA、Cho、Cr等基本代谢产物。1HMRS通过检测这些基本代谢物质来了解它们的代谢情况，并可判断TCI患者的脑组织损伤程度［2］。实验证实，神经元损伤后损伤区域及其周围水肿区域NAA值降低明显［3］，而血肿区域没有有效的波普。还有，损伤周围水肿区域，由于脑组织早期缺血、缺氧，致使ATP、PCr降低明显，而酸性代谢产物生成增多。

本研究中TCI患者的临床各个时间段NAA值均有所下降，不仅在TCI的脑损伤区域，还可在正常脑白质区域（Nomal－appearing white matter，NAWM）见有NAA值降低。亚急性期NAWM区域也有NAA值降低［4］。NAWM区域NAA值降低可能提示弥漫性轴索损伤（Diffuse axonaliniuy，DAI）。DAI是TCI的特殊类型之一，额叶白质、胼胝体等部位是其病变多发部位，由于它的病灶很小，用传统的影像学检查方法较难发现［5］。Condon研究发现，24h内脑挫伤区域NAA值降低和Lac峰值出现［6］。损伤后梗死区也有NAA降低和Lac升高［7］。

本研究对TCI患者伤后早期进行MRS分析，在影像学检查提示为脑损伤区域和正常脑白质区域NAA／Cr、NAA／Cho比值降低明显，而Cho／Cr比值却升高明显。而且伤后出现Cho、Cho／Cr比值逐渐升高和NAA／Cho比值逐渐降低的变化规律，提示颅脑损伤程度越严重，临床愈后越差。此结果与以往的文献报道相近似［8］。神经元细胞髓鞘降解以及胶质细胞增生与Cho值升高相关。

本研究中TCI患者的GCS，GOS评分与NAA／Cr、NAA／Cho比值降低和Cho／Cr比值升高均明显相关。此外，本研究实验组的Cho／Cr＞1，与以往研究结果有差异［9，10］。Cho／Cr＜1可能与所选定部位或信息区域中的组织成份差异以及方法学不同有关，有待深入研究。

正常情况下，脑内Lac测定比较困难（其水平很低）。文献报道，TCI患者NAWM区域若能测定Lac，提示预后很不理想［11］。其机制可能是：颅脑损伤后，创伤应激等使脑组织代谢增强，血糖随之升高，而丙酮酸脱氢酶活性却不能升高，致使细胞内无氧糖酵解加强，引起细胞酸中毒，乳酸和丙酮酸堆积，PCr／Pi比值降低。本研究中TCI患者NAWM区域没有测到Lac，可能与TCI患者伤情相对不严重有关。

综上，TCI患者额叶白质损伤区域／NAWM区域测得的磁共振波谱的异常变化与其GCS和GOS评分相关。它提示MRS能够客观地反映TCI患者的损伤程度和治疗预后。

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Clinical research of proton magnetic resonance spectroscopy for traumatic craniocerebral injury

LI Zai－yu，CHEN Yunpeng，YANG Zheng－yue，et al.（Departmento f Neurosurgery，The Affiliated Luohu Hospital of Shenzhen University，Shenzhen518001，China）

Objective To investigate the clinical significance of proton magnetic resonance spectroscopy（1HMRS）on extent and prognosis of traumatic craniocerebral injury（TCI）.Methods 30TCI patients and 10volunteers were accepted proton magnetic resonance spectroscopy.Observe the change of N－acetyl aspartate（NAA），choline（Cho），creatine（Cr），lactate（Lac），NAA／Cho，NAA／Cr and Cho／Cr of ipsilateral and contralateral white matter of brain.Results The value of NAA／Cho and NAA／Cr in white matter of patients was decreased significantly than control group，however the value of Cho／Cr was significantly increased.The value changes of NAA／Cho，NAA／Cr，Cho／Cr in white matter of patients was correlated with GCS and GOS.Conclusion Proton magnetic resonance spectroscopy has an important guiding significance for the early diagnosis and treatment of traumatic craniocerebral injury.

Traumatic Craniocerebral injury；Proton magnetic resonance spectroscopy（1HMRS）；N－acetylaspartate；Choline compound；Creatine compound

R742

A

李在雨（1971－），男，主治医师，主要从事脑外伤的临床与基础研究。

2014－12－17）

1007－4287（2015）06－0909－03

惠州市科技计划重点项目课题资助（20140805）

＊通讯作者