磁共振扩散张量成像(DTI)对轴索损伤患者动态监测研究

陕西省榆林市第二医院(榆林 719000)

李　华　纪文军 　陈　轶　郭宝琴　朱志敏　梁文娇　陈　苗



磁共振扩散张量成像(DTI)对轴索损伤患者动态监测研究

陕西省榆林市第二医院(榆林 719000)

李华纪文军 陈轶郭宝琴朱志敏梁文娇陈苗

摘要目的：探讨MR弥散成像、扩散张量纤维束成像(DTI)在弥漫性轴索损伤早期诊断中的应用价值，为轴索损伤后患者治愈评估提供影像学依据。方法：对88例临床确诊弥漫性轴索损伤病例进行MR平扫、弥散加权成像(DWI)、DTI检查，测量同一患者相同受损区在1周内、4～6周、3个月以后的FA值，与临床症状进行比较。结果:DWI可早期发现DAI的脑部损伤水肿区，同一受损区不同时间段FA值测量，有统计学差异。胼胝体、内囊、桥脑FA值在1周内均有明显增高，额叶、顶叶损伤后即FA值明显降低，4～6周FA值渐接近健康水平，损伤重者，3月后软化灶区FA值为0。DTI根据纤维束受损不同，分为3级， I～II级患者，3个月后，FA值及DTT接近正常；III级患者，纤维束无法修复。结论:FA值及DTI可用于动态观察神经纤维束的损伤程度及修复过程，DTI分级对弥漫性轴索损失患者的临床预后判断有重要价值。

主题词弥漫性轴索损伤/诊断磁共振成像脑白质病动态

弥漫性轴索损伤(DAI)是外力作用下颅脑加速运动过程中造成的轴索和小血管损伤。随着磁共振普及和新序列的研发应用，MRI中DWI及DTI、DTT对早期诊断及预后评估起着越来越重要作用[1]。

临床资料

1 一般资料 收集2012年3月至2014年12月本院收治临床拟诊断弥漫性轴索损伤患者88例，男65例，女23例，年龄7～72岁；患者为车祸或矿伤，均有昏迷史，格拉哥斯评分<9分32例，9～15分15例；并发严重的硬膜下和硬膜外血肿的33例。

2 磁共振检查 所有病例均采用Philips 3.0T Achieva TX扫描，扫描模态：①3D-T1WI：自旋回波序列(Spin echo, SE)，扫描参数：重复时间(TR)20ms，回波时间(TE)4.6ms，翻转角(flip angle)20o，层厚1mm，层数170，视野(FOV)256×256mm2，矩阵(matrix)=256×256。②DTI：自旋回波序列(Spin echo, SE EPI)，扫描参数：重复时间(TR)10000 ms, 回波时间(TE)53 ms, 翻转角(flip angle)20o，层厚2mm，视野(FOV)256×256mm2，矩阵(matrix)=256×256，采集32个扩散方向，b值为1000s/mm2和0s/mm2。③常规序列扫描包括T1WIT2WIFLAIRDWI DTT 序列，扫描时间为伤后1周内、1月、3月复查。

3 结果88例均在1周内进行MRI常规及DTI检查，50例4～6周复查时进行了MRI常规及DTI检查，38例在3月后检查，同时在1周内、4～6周、3个月后检查者有20例，磁共振DWI DTI比常规T2WI FLAIR能更有效的发现弥漫性轴索损伤病灶、程度，见表1。轴索损伤区FA值较正常对应区明显减低，DWI信号增高，纤维束明显减少。同时DTT也可动态观察神经纤维的损伤情况，见表2。通过对病灶区FA值动态观察，轴索损伤患者在不同时期的FA值有统计学差异，为判断昏迷持续时间、评估预后、提供定量分析依据。在后期的回访中，对于中重度损伤，GCS评分>8分患者，大多患者出现神经纤维束数量减少、中断，后期有脑萎缩，软化灶形成，损伤部位及软化灶程度与DTT表现有正相关，见表3。

表1　病灶及病灶周围 FA值与对侧相应部位正常脑组织 FA 值的比较

注：病灶区与正常对应部位FA值比较，P<0.05

表2　不同时期轴索损伤区FA值变化

注：不同时间段同一患者轴索损伤区FA值比较，P<0.05

表3　不同时期轴索损伤DTT分级与临床GCS评分的相关性

讨论

DWI及DTI是在弥散加权成像基础发展起来的无创伤MRI检查技术，脑组织的各向异性可用各向异性分数(Fractional anistrophy，FA)是各向异性与整个扩散张量的比值，兴趣区的FA值取决于体素中水分子弥散时各向异性的程度，各向异性程度越高，FA值越大[2]。白质纤维束示踪成像(DTTfiber tractography，FT)技术是进行活体无创性研究神经纤维的成像技术，该技术的临床使用后对神经外科、神经内科以及脊柱脊髓外科起到了重要作用。通过该技术可明确的显示神经纤维损伤情况，走行方向。在弥漫性轴索损伤患者中，我们通过对受损区及对侧健康区对照观察，受损区纤维束明显的较对侧减少，在加之FA值的变化，这就为我们对患者的临床GCS评分与影像学表现能够很好的验证。王双坤等[3]研究表明双侧内囊后肢FA值与GCS相关性最显著，同时，FA值与扩散方向的线性关系也能反映FA值降低的程度，可以直接反映受伤的范围和程度[4-5]。轻度TBI患者常规MRI序列无明显异常区域的FA值降低，即表明存在被忽略的白质损伤[6]。FA值为神经轴索损伤提供了量化的指标，在严重脑损伤如DAI中，DTI也可用于评估损伤严重程度，并提示预后[7]。

基于上面的文献，本组88例中，我们发现临床拟诊轴索损伤患者，而有25例患者临床与影像不符，CT平扫，TlWl、T2WI表现基本正常，DWI显示双额叶、胼胝体体部、桥脑均可见多发斑点状高信号病灶，受损区的FA值在一周内有明显变化，胼胝体、桥脑、内囊后肢FA值升高，而其余部位表现为FA值的减低，这是由于急性损伤患者脑组织产生血管源性细胞外脑水肿，细胞内水分减少，细胞外水分增加，引起组织内水分子弥散强度下降，在DWl像上呈高信号，所以常规MRI无明显异常改变。这些患者DTI显示纤维束走行数量与对侧比较未见明显纤维结构破坏。预后较好，大多在1月内苏醒，这类患者早期诊断意义重大。

在本组病例88例中，另外还有38例通过对DAI损伤患者1周内、4～6周、3个月后复查，我们通过定量分析FA值发现， TBI患者在1周内损伤额叶、顶叶FA值降低，而胼胝体及内囊、脑干FA值有显著增高，反应了细胞毒性水肿和髓鞘含水量的改变[8]。对于部分患者损伤较重者，通过该走行区纤维束数量明显较对侧减少，甚至中断，以胼胝体和桥脑表现尤为明显，在1月左右，额叶、顶叶FA值继续下降，接近0，而胼胝体及内囊、脑干病灶持续减低，有明显差异(P<0.05)，受损区纤维束无法修复，有20例患者在3个月复查，受损区脑组织坏死，软化灶形成，FA值为0，DTI显示纤维束缺如，这组病例昏迷时间较长，预后较差，有6例死亡，有4例放弃治疗。通过DWI及DTI扫描，FA值判定，为我们临床轴索损伤患者的判断、预后提供影像学依据，也给临床大夫和家属提供很好的预后判定。

本研究中，我们把轴索损伤88例患者DTT的表现进行了分级，并与临床GCS评分做了对比分析发现：DTTI级60例，II级10例，III级18例，从表3看，分级越高，GCS评分越低，DTT是以纤维束损伤程度分为III级，I级纤维束走形自然，完整，II级纤维束推挤，受压，昏迷的程度轻，1个月内大多清醒，III级纤维束断裂，昏迷程度较重，清醒过程随病灶的部位、损伤程度密切相关，8例患者随访DTT3级以上患者昏迷较重，时间较长及预后较差。本研究对TBI患者的随访不甚理想，部分患者不能按时进行复查，昏迷患者检查时不能配合，扫描时难以对同一病灶区取值做很好的对应，导致FA值及DTT测量受限，也有研究认为对外伤后包括认知加工、认知干扰、任务执行、语言记忆、阅读理解等在内的多种认知功能进行评价，发现这些认知、记忆障碍与白质结构的FA 值降低相关[7,9]。这也说明影响患者病情因素很多。我们所测量的FA值为患者的昏迷以及认知等障碍的一中因素，并不能完全判断患者的预后。

综上所述，磁共振DWI DTI比常规T2WI FLAIR能更有效的发现弥漫性轴索损伤病灶、程度， DWI及DTT在轴索损伤患者的水分子扩散各向异性特征(FA值)的改变符合各期轴索损伤病理生理的演变；DTT分级是以较准确、直观地显示皮质脊髓束的损伤程度；DTT分级与脑损伤程度、GCS评分呈正相关；通过DTI及DTT分级对轴索损伤患者进行长期随访，可以观察治疗后白质纤维束的恢复情况，DTI可用于动态观察神经纤维束的损伤程度及修复过程，DTI对弥漫性轴索损失患者的临床预后判断有重要价值，但不是唯一影响患者预后因素。对指导脑挫伤患者的康复治疗及为临床提供有利的影像学依据有较大的临床应用价值。

参考文献

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[2] 陈增爱, 冯晓源, 李克. 脑的功能磁共振成像及弥散张量成像的联合应用[J]. 中国医学计算机成像杂志, 2004,10(5): 304-307.

[3]王双坤，刘佰运，程华，等．磁共振弥散张量成像观察创伤性胼胝体损伤[J]．中国医学影像技术，2008，24(11)：1715-1717.

[4]尹春红，李玉华.弥漫性轴索损伤的MRI研究进展[J].磁共振成像,2011,2(4)：300-303.

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[6] 鱼波浪. 中枢神经系统CT 和MRI 鉴别诊断[M]. 西安:陕西科学技术出版社,2005:61 - 64.

[7] Niogi SN, Mukherjee P, Ghajar J,etal. Extent of microstructural white matter injury in postconcussive syndrome correlates with impaired cognitive reaction time:a 3 T diffusion tensor imaging study of mild traumatic brain injury[J]. AJNR, 2008, 29(5):967-973.

[8]Mayer AR,Ling J,Mannell MV,etal.A prospective diffusion tensor imaging study in mild traumatic brain injury[J].Neurology,2010,74(8):643-650.

[9] Kondok,MaruishiM,UenoH,etal.The pathophysiology ofprospective memory failure after diffuse axonal injury-lesionsymptom analysis using diffusion tensor imaging[J].BMC Neurosci,2010,11:147-152.

(收稿：2015-06-06)

【中图分类号】R445.2

【文献标识码】A

doi：10.3969/j.issn.1000-7377.2016.03.029