磁共振波谱成像、事件相关电位及脑震荡后综合征问卷评分在轻度创伤性脑损伤中的应用价值研究

陶仅德，李秋雨，漆 强，曾 鹏，刘 晓，吴贵平

·全科医生技能发展·

磁共振波谱成像、事件相关电位及脑震荡后综合征问卷评分在轻度创伤性脑损伤中的应用价值研究

陶仅德1*，李秋雨1，漆 强1，曾 鹏2，刘 晓1，吴贵平2

背景 轻度创伤性脑损伤(mTBI)较常见且其引发的脑震荡后综合征严重困扰着患者的生活，由于其临床表现相对主观，相关辅助检查阳性率不高，临床诊断尚存争议，因此探寻早期诊断、评估预后的有效检测手段尤为重要。目的 探讨磁共振波谱成像(MRS)、事件相关电位(P300)及脑震荡后综合征问卷(RPQ)评分在mTBI中的应用价值。方法 2012年5月—2015年6月选取东莞东华医院符合纳入标准的mTBI患者30例为病例组，同期选取于本院体检健康的志愿者30例为对照组。两组分别进行MRI检查、P300检测和RPQ评分，分别测量其大脑的基底核、额叶白质、半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体压部左侧及其右侧的代谢物〔N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、胆碱(Cho)〕水平，并记录病例组患侧、健侧NAA/Cr、Cho/Cr，对照组左侧、右侧NAA/Cr、Cho/Cr，记录两组P300波幅、P300潜伏期、RPQ评分。结果 两组常规MRI检查均未见异常，病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA峰较其健侧下降、Cho峰较其健侧升高。对照组基底核、额叶白质、半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体压部左侧NAA/Cr、Cho/Cr与右侧比较，差异无统计学意义(P>0.05)；病例组基底核、胼胝体膝部、胼胝体压部患侧NAA/Cr、Cho/Cr与健侧比较，差异无统计学意义(P>0.05)；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA/Cr小于健侧，Cho/Cr大于健侧(P<0.05)。病例组P300波幅小于对照组，P300潜伏期、RPQ评分大于对照组(P<0.05)。病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的NAA/Cr与P300波幅呈正相关(r=0.874，P<0.001；r=0.883，P<0.001)，与P300潜伏期(r=-0.813，P<0.001；r=-0.850，P<0.001)、RPQ评分(r=-0.617，P<0.001；r=-0.627，P<0.001)均呈负相关；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的Cho/Cr与P300波幅均呈负相关(r=-0.862，P<0.001；r=-0.749，P<0.001)，与P300潜伏期(r=0.607，P<0.001；r=0.552，P=0.002)、RPQ评分(r=0.786，P<0.001；r=0.558，P=0.001)均呈正相关。结论 MRS能从分子层面反映mTBI患者伤后脑组织的生化及组织代谢的变化情况，P300能客观地反映mTBI患者的认知功能受损情况，RPQ评分能较客观地反映mTBI患者脑震荡后综合征的严重程度，三者结合在mTBI的早期诊断、评估及预后中有着重要意义。

脑损伤；磁共振成像；事件相关电位,P300；脑震荡后综合征

陶仅德，李秋雨，漆强，等.磁共振波谱成像、事件相关电位及脑震荡后综合征问卷评分在轻度创伤性脑损伤中的应用价值研究[J].中国全科医学，2017，20(6)：731-735.[www.chinagp.net]

TAO J D，LI Q Y，QI Q,et al.Application value of magnetic resonance spectroscopy,event related potential and rivermead post concussion syndrome questionnaire scores in mild traumatic brain injury[J].Chinese General Practice，2017，20(6)：731-735.

轻度创伤性脑损伤(mTBI)引发的脑震荡后综合征严重困扰着患者的生活，由于其常规影像学表现正常，目前临床诊断尚存在争议[1]，因此探寻一种能反映其受损情况的有效检测手段，对mTBI病情的评估及预后有重要意义[2-3]。氢质子磁共振波谱成像(1H-MRS)能从分子层面反映脑组织受损后代谢物的变化，发现脑白质细微及早期的弥漫性脑损伤。本研究拟通过磁共振波谱成像(MRS)测定mTBI的代谢物〔N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、胆碱(Cho)〕水平，结合事件相关电位(P300)及脑震荡后综合征问卷(RPQ)评分进行相关分析，探讨其诊断mTBI的价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 2012年5月—2015年6月选取东莞东华医院符合纳入标准的mTBI患者30例为病例组，其中男21例，女9例；年龄10～50岁，平均年龄(31.8±9.5)岁；受伤原因：车祸伤15例，坠落伤8例，其他创伤7例。纳入标准：(1)创伤史确切；(2)伤后原发昏迷时间不超过6 h，首诊格拉斯哥评分13～15分；(3)常规CT和MRI检查均未发现典型的轴索损伤征象。排除标准：(1)有严重的多发伤；(2)有严重的慢性疾病；(3)伤前有严重的中枢神经系统疾病；(4)病史资料不完整。同期选取于本院体检健康的志愿者30例为对照组，其中男21例，女9例；年龄10～50岁，平均年龄(33.2±9.6)岁。纳入标准：(1)无创伤史及其他严重疾病史；(2)格拉斯哥评分15分；(3)MRI检查未见异常。排除标准：近1年有创伤史及其他严重疾病史。两组性别、年龄比较，差异无统计学意义(χ2=0.000，P=1.000；t=-0.580，P=0.564)。本研究获东莞东华医院医学伦理委员会的批准，告知所有研究对象本研究的目的、方法及注意事项并签署知情同意书。

1.2 检查方法

1.2.1 MRI检查 病例组于伤后24 h内行MRI检查，对照组于体检后24 h内行MRI检查，采用Siemens Verio 3.0 T超导扫描仪，扫描序列为常规的T1加权像(T1WI)、T2加权像(T2WI)、T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR)和1H-MRS，MRS采用多体素CSI SE135序列(TR 1700/TE 135)，选择感兴趣区(ROI)时尽量避开颅骨、窦腔和脑脊液，ROI大小为10 mm×10 mm×10 mm。由3名主治医师职称以上的影像科医师分别采用双盲的方法研究分析MRI表现，分别测量大脑的基底核、额叶白质、半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体压部左侧、右侧的代谢物(NAA、Cr、Cho)水平，并记录病例组患侧、健侧NAA/Cr、Cho/Cr，对照组左侧、右侧NAA/Cr、Cho/Cr。

1.2.2 P300检测 采用丹麦KeyPoint脑电生理仪进行P300检测，电极位置及测定方法参照吴汝洪等[4]和杨涛等[5]的方法。记录P300波幅、P300潜伏期。

1.2.3 RPQ评分 由2名副高职称以上神经外科医师在行MRI检查当日对两组进行RPQ评分，0～14分为正常，>14分为异常，分值越高，表明脑震荡后综合征越严重。

2 结果

2.1MRI表现 两组常规MRI检查均未见异常，病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA峰较其健侧下降、Cho峰较其健侧升高(见图1)。

2.2NAA/Cr、Cho/Cr比较 对照组基底核、额叶白质、半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体压部左侧NAA/Cr、Cho/Cr与右侧比较，差异无统计学意义(P>0.05)；病例组基底核、胼胝体膝部、胼胝体压部患侧NAA/Cr、Cho/Cr与健侧比较，差异无统计学意义(P>0.05)；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA/Cr小于健侧，Cho/Cr大于健侧，差异有统计学意义(P<0.05，见表1、2)。

2.3P300、RPQ评分比较 病例组P300波幅小于对照组，P300潜伏期、RPQ评分大于对照组，差异有统计学意义(P<0.05，见表3)。

注：A～D为同一病例，男，11岁，车祸伤，昏迷>3 h，A、B显示T2加权像(T2WI)、T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR)未见异常，C为右侧半卵圆中心正常的氢质子磁共振波谱成像(1H-MRS)图像，D为左侧半卵圆中心异常的1H-MRS图像，左侧较右侧的N-乙酰天冬氨酸(NAA)峰下降、胆碱(Cho)峰升高

图1 MRI检查结果

注：NAA=N-乙酰天冬氨酸，Cr=肌酸，Cho=胆碱

表2 病例组患侧、健侧NAA/Cr、Cho/Cr比较

表3 两组P300、RPQ评分比较

注：P300=事件相关电位，RPQ=脑震荡后综合征问卷

2.4 相关性分析 病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的NAA/Cr与P300波幅均呈正相关(r=0.874，P<0.001；r=0.883，P<0.001)，与P300潜伏期(r=-0.813，P<0.001；r=-0.850，P<0.001)、RPQ评分(r=-0.617，P<0.001；r=-0.627，P<0.001)均呈负相关；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的Cho/Cr与P300波幅均呈负相关(r=-0.862，P<0.001；r=-0.749，P<0.001)，与P300潜伏期(r=0.607，P<0.001；r=0.552，P=0.002)、RPQ评分(r=0.786，P<0.001；r=0.558，P=0.001)均呈正相关。

3 讨论

随着社会、经济等的迅猛发展，创伤性颅脑损伤的发生率逐年升高，其中最常见的mTBI由于临床表现相对主观，相关辅助检查阳性率不高，生活中常存在责任争议等而备受各界学者的高度关注[6]。mTBI的临床表现主要是持久的躯体、认知和行为症状，典型的症状有头痛、记忆力和注意力下降、眩晕、焦虑、抑郁、失眠、易疲乏、易激惹及对声光敏感等，严重影响患者的工作、生活。迄今，有关mTBI的诊断仍依赖患者主观体验的真实暴露，目前用于诊断mTBI的辅助检查主要有：静态成像(如常规CT和MRI)、功能成像〔如扩散张量成像(DTI)、MRS等〕、电生理学测试(如P300)、实验室标志物及神经心理学测试等，但任何一种检查均有一定的灵敏度和特异度，单一的检查存在一定的局限[7]。本研究试图从MRS、P300和RPQ评分3个方面做进一步探讨。

人和动物研究显示，mTBI同样有脑弥漫性轴索损伤[8]；病理生理学研究发现，大多数mTBI主要表现为神经元和神经系统的异常，并无结构性改变[9]。本研究结果显示，两组常规MRI检查均未见异常，病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA峰较其健侧下降、Cho峰较其健侧升高；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA/Cr小于健侧，Cho/Cr大于健侧；与以往研究结果一致[10]。因此MRS对mTBI较敏感，能为临床早期诊治、评估预后提供客观的依据。

RPQ从头痛、头晕、恶心或呕吐、怕声、睡眠障碍、易疲劳、易发脾气、心情不好、失落感或烦躁、健忘、注意力不集中、思维迟缓、视物模糊、怕光、复试、不安16个症状对患者进行评分。本研究结果显示，病例组RPQ评分大于对照组，与以往研究结果一致[11]。P300波幅及P300潜伏期是反映大脑认知功能的常用神经电生理检测指标，具有较高的灵敏度。本研究结果显示，病例组P300波幅小于对照组，P300潜伏期大于对照组，与以往研究结果一致[4]。

MRS是基于化学位移基础上的功能成像，可提供脑的代谢和生化信息，是按频率分布的函数，1H-MRS在脑内所能探测到的代谢物主要与三羧酸循环和能量代谢有关，1H-MRS谱线主要表现为NAA、Cr、Cho等波峰位置[12]。NAA主要存在于神经元中，由线粒体合成，可反映神经元和轴索的密度和活性；Cho主要存在于神经胶质细胞中，是细胞膜和鞘磷脂的标志物，可反映神经细胞膜、髓鞘的受损和胶质细胞增生情况；Cr主要存在于神经元和胶质细胞中，因其水平在各种病理状态下相对稳定，故常作为内参物来衡量其他代谢物，临床上常用NAA/Cr、Cho/Cr来反映代谢物的变化情况[13]。本研究结果显示，对照组基底核、额叶白质、半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体压部左侧NAA/Cr、Cho/Cr与右侧无差异，表明正常生理状态下神经组织的NAA/Cr、Cho/Cr是相对稳定的。病例组额叶白质、半卵圆中心患侧NAA/Cr小于健侧，Cho/Cr大于健侧，其原因为当病例组患侧的额叶白质、半卵圆中心受损时，其轴膜渗透性增加，大量钙离子内流，引发一系列蛋白水解，酶促级联反应，线粒体合成NAA减少；同时细胞膜受损、胶质细胞增生引发Cho增多。病例组基底核、胼胝体膝部、胼胝体压部患侧NAA/Cr、Cho/Cr与健侧无差异，说明NAA/Cr、Cho/Cr的改变较少发生在深部的组织结构(如胼胝体、基体节等)，仅发生在浅部的组织结构(如额叶白质、半卵圆中心等)，这可能跟受伤部位及受伤较轻有关。mTBI患者因所受直接暴力相对较弱，神经轴索没有立即发生不可逆性断裂，如果在此阶段能及早诊治，可明显改善预后[14]。

本研究结果显示，病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的NAA/Cr与P300波幅均呈正相关，与P300潜伏期、RPQ评分均呈负相关；病例组额叶白质、半卵圆中心患侧的Cho/Cr与P300波幅均呈负相关，与P300潜伏期、RPQ评分均呈正相关。说明MRS、P300作为客观指标可弥补RPQ评分主观性较强的缺点，反过来RPQ评分又可印证MRS、P300的可信度，三者相辅相成，因此临床上可将这三者结合起来，为mTBI的早期诊治、预后评估提供客观的依据。

由于本研究时间较短、样本量较少，检查时间均是伤后24 h内且患者的流动性大，未能做进一步的纵向研究；此外采用扫描设备及序列不同得出的数据可能也存在一定的差异，本研究采用的是西门子MRI的多体素序列，未在其他机型或序列上进行研究，研究结果可能存在一定的局限。总之本研究尚存在诸多不足，还需在以后的工作中不断地研究并完善。

综上所述，MRS能从分子层面反映mTBI患者伤后脑组织的生化及组织的代谢变化情况，对神经组织细微及早期的损伤较敏感；P300是检测神经功能常用的电生理指标，能客观地反映mTBI患者的认知功能受损情况；RPQ评分能从神经心理学方面对患者进行评价，较客观地反映mTBI患者脑震荡后综合征的严重程度，这三者在mTBI早期诊断、预后评估中有着重要的意义。

作者贡献：陶仅德、李秋雨、漆强、曾鹏、刘晓、吴贵平进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析，数据收集；陶仅德、李秋雨、曾鹏、吴贵平进行数据整理，统计学处理；陶仅德、李秋雨、吴贵平进行结果的分析与解释；陶仅德撰写论文，进行论文的修订；陶仅德、李秋雨进行英文的修订；陶仅德负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：崔丽红)

Application Value of Magnetic Resonance Spectroscopy,Event Related Potential and Rivermead Post Concussion Syndrome Questionnaire Scores in Mild Traumatic Brain Injury

TAOJin-de1*,LIQiu-yu1,QIQiang1,ZENGPeng2,LIUXiao1,WUGui-ping2

1.DepartmentofRadiology,DongguanTungWashHospital,Dongguan523110,China2.DepartmentofNeurosurgery,DongguanTungWashHospital,Dongguan523110,China

Background It is common to see mild traumatic brain injury(mTBI) and emergence of post concussion syndrome seriously troubles the life of patients.Because of relatively subjective clinical manifestations and the not high relevant auxiliary examinations,its current clinical diagnosis remains controversial.It is important to explore the effective detection methods for early diagnosis and prognosis evaluation.Objective To explore the value of magnetic resonance spectroscopy(MRS),event related potentials(P300) and rivermead post concussion symptoms questionnaire(RPQ) score in mTBI.Methods According to the inclusion criteria,30 mTBI patients and 30 healthy volunteers after physical examination in Dongguan Tung Wash Hospital from May 2012 to June 2015 were respectively selected as case group and control group.All the subjects were performed with MRI examination,P300 detection and RPQ scores.The levels of metabolites 〔N-acetylaspartate(NAA),creatine(Cr),choline(Cho)〕 in the left and right side of basal ganglia,white matter of frontal lobe,semioval center,genu of corpus callosum,and splenium of corporis callosum were measured respectively.NAA/Cr and Cho/Cr of affected side and healthy side in the case group,and NAA/Cr and Cho/Cr of left side and right side in the control group,amplitude and latency period of P300 and RPQ score of all subjects were recorded.Results The routine MRI examination in the two groups showed no abnormalities.In case group,NAA peak in affected side of white matter of frontal lobe and semioval center declined and Cho peak increased compared with the healthy side.There was no significant difference in NAA/Cr and Cho/Cr between left side and right side of basal ganglia,white matter of frontal lobe,semioval center,genu of corpus callosum,splenium of corporis callosum in control group(P>0.05);there was no significant difference in NAA/Cr and Cho/Cr between affected side and healthy side of basal ganglia,genu of corpus callosum,splenium of corporis callosum in case group(P>0.05);in case group,NAA/Cr and Cho/Cr in affected side of white matter of frontal lobe and semioval center were lower than and higher than those in the healthy side respectively(P<0.05).Amplitude of P300 of case group was less than that of control group,while latency period of P300 and RPQ score were greater than those of control group(P<0.05).In case group,NAA/Cr in affected side of white matter of frontal lobe and semioval center was positively correlated with amplitude of P300(r=0.874,P<0.001;r=0.883,P<0.001),while negatively correlated with latency period of P300(r=-0.813,P<0.001;r=-0.850,P<0.001) and RPQ score(r=-0.617,P<0.001;r=-0.627,P<0.001);in case group,Cho/Cr in affected side of white matter of frontal lobe and semioval center was negatively correlated with amplitude of P300(r=-0.862,P<0.001;r=-0.749,P<0.001),while positively correlated with latency period of P300(r=0.607,P<0.001;r=0.552,P=0.002) and RPQ score(r=0.786,P<0.001;r=0.558,P=0.001).Conclusion MRS can reflect the changes of the biochemical and tissue metabolism of brain tissues of mTBI patients after trauma from the molecular level.P300 can objectively reflect the impaired condition of cognitive function of mTBI patients.RPQ score can objectively reflect the severity of post concussion syndrome of mTBI patients.The combination of the three is important significance in the early diagnosis,evaluation and prognosis of mTBI.

Brain injuries;Magnetic resonance imaging;Event-related potentials,P300;Post-concussion syndrome

东莞市医疗卫生科技计划一般项目(201210515046251)

R 651.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.06.019

2016-08-17；

2016-11-11)

1.523110 广东省东莞市，东莞东华医院放射科

2.523110 广东省东莞市，东莞东华医院神经外科

*通信作者：陶仅德，副主任技师；E-mail：80297309@qq.com

*Correspondingauthor:TAOJin-de,Associatechieftechnician;E-mail:80297309@qq.com