弥漫性轴索损伤影像学分析

史立信，王清涛，臧颖卓，何 斌，张文超，王传海

·短篇论著·

弥漫性轴索损伤影像学分析

史立信，王清涛，臧颖卓，何 斌，张文超，王传海

目的 探讨弥漫性轴索损伤(DAI)影像学表现及诊断价值。方法 回顾性分析2010年9月～2015年9月26例DAI患者临床与CT、低场MRI资料,其中男性19例，女性7例；年龄16～65岁，平均34.6岁。患者均有创伤史，道路交通伤22例，高处坠落伤3例，重物打击伤1例。伤后均立即出现昏迷或持续昏迷，入院时格拉斯哥昏迷量化表(GCS)评分，重度(≤8分)4例，中度(9～12分)6例，轻度(13～15分)16例。结果 26例均使用CT及低场MRI诊断，主要表现为颅内不同部位单发或多发点状病变，DAI病灶分为出血灶和非出血灶，主要分布在灰白质交界区、基底节区、丘脑、深部白质、胼胝体等区域。低场MRI敏感性明显高于CT(χ2=14.567，P=0.012)，各序列中GRE-T2*WI对出血灶检出数(97.59%)最高，DWI对非出血灶检出数(95.18%)最高。结论 CT及低场MRI对DAI的早期诊断很有价值，低场MRI能弥补CT检查阴性颅脑损伤而症状较重患者，能明显提高颅脑损伤的检出率、诊断率，能有效避免漏诊，提示预后。

颅脑损伤； 轴索损伤； 影像学

弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury，DAI)是指在特殊生物力学机制作用下产生的剪切力造成的严重脑白质损伤，病理生理变化以神经轴索肿胀、断裂及轴索回缩球形成为特征。DAI伤后出现原发性昏迷、意识恢复较慢[1]，临床表现为病情危重、昏迷时间长、伤残率及病死率高，占重型颅脑损伤的28%～42%，在死亡患者中占29%～43%，是导致颅脑损伤患者神经功能障碍、植物状态和死亡的主要原因，成为临床治疗的难点[2]。如何较早诊断DAI尤为重要，CT是诊断DAI的首选常用检查方法，但常常表现为阴性，有数据显示[3]，MRI对DAI的诊断能力要明显高于CT。而在我国基层医院低场强MRI设备占有率较高，以往报道较少，为此，笔者收集2010年9月～2015年9月26例DAI患者影像资料进行回顾性分析和总结，为DAI的早期诊断提供依据，现报道如下。

临床资料

1 一般资料

本组26例，男性19例，女性7例；年龄16～65岁，平均34.6岁。患者均有创伤史；道路交通伤22例，高处坠落伤3例，重物打击伤1例。伤后均立即出现昏迷或持续昏迷，入院时格拉斯哥昏迷量化表(GCS)评分，重度(≤8分)4例，中度(9～12分)6例，轻度(13～15分)16例。DAI病灶分为出血灶和非出血灶，CT、低场MRI密度、信号改变(见表1)。

表1 DAI病灶CT、低场MRI密度、信号改变

2 纳入标准

(1)有头部遭受加速性、旋转外力作用后产生的剪切力造成的以脑干为轴的中线结构、脑灰、白质交界处和胼胝体等部位损伤病史；(2)创伤后立即昏迷、躁动，持续时间长，少数有中间清醒期；(3)无明确神经系统定位体征；(4)经头颅CT或MRI证实，符合临床DAI诊断标准[4]。

3 排除标准

(1)既往有颅脑损伤、脑卒中、癫痫等神经疾病史，合并重要脏器严重基础疾病，或并发其他脏器严重损伤者；(2)头CT和(或)MRI无颅内出血病灶的影像学改变；(3)入院时GCS评分<3分或伤后存活<24h；(4)危重患者呼吸功能不稳定需呼吸机等支持不能行MRI检查者。

4 诊断标准

CT扫描和(或)MRI检查证实大脑灰白质交界处、神经核团和白质交界处、胼胝体、脑干有单发或多发无占位效应出血灶(直径<2cm)及脑室内出血、脑弥漫性肿胀、蛛网膜下腔出血，中线结构无明显移位[2]。

5 检查方法

5.1 设备及主要参数 CT采用GE公司16排螺旋CT机，扫描参数：120kV，100mA，层厚8mm，窗宽85～100Hu，窗位30～40Hu；MRI采用GE公司Signa 0.2T永磁开放式磁共振成像仪，常规扫描SE T1WI、FSE T2WI及T1FLAIR、T2FLAIR、DWI、GRE-T2*WI；层厚8mm，间隔2mm，矩阵256×192，视野范围25mm。

5.2 检查时间 患者入院时均一次或多次CT检查；患者生命体征稳定后，经本人或家属签署知情同意书，在伤后2d～2周不等时间内进行MRI检查；伤后24h内MRI检查16例，其中6例在12h内MRI检查，24h～48h MRI检查7例，2周内MRI检查3例；其中有20例患者3周后复查MRI。

6 统计学方法

确定MRI各序列显示病灶形态、分布、大小及密度、信号特征；将CT与MRI各序列所显示的DAI病灶进行比较；采用SPSS16.0统计学软件，对各个序列在病灶检出率之间的差异进行χ2检验，P<0.05表明差异有统计学意义。

结 果

1 CT、低场MRI不同序列DAI病灶检出数目

CT阳性者19例共发现89个病灶，7例CT阴性者在低场MRI共发现166个病灶，CT及MRI各序列检出病灶数及检出率情况见表2。

2 DAI病灶CT、低场MRI形态及分布

DAI病灶散在分布、形态多样，表现为大小不等的斑点状、小片状、结节状，部分病灶可融合成片。26例CT及低场MRI各序列DAI出血灶、非出血灶分布比较见表3、4。

表2 CT、低场MRI各序列DAI病灶的检出个数比较(个)

统计学结果显示：低场MRI检出率明显高于CT，其中，GRE-T2*WI对出血灶检出数最多，DWI对非出血灶检出数最多。各组检出率的比较差异有统计学意义(χ2=14.567，P=0.012)

表3 26例CT及低场MRI各序列DAI出血灶个数比较(个)

表4 26例CT及低场MRI各序列DAI非出血灶个数比较(个)

3 低场MRI DAI其他影像学表现

26例中20例弥漫性脑肿胀，4例局限性脑肿胀，2例无脑肿胀改变，主要表现为灰白质界限模糊不清，脑室、脑池变扁变窄，脑回肿胀增厚，脑沟浅、甚至消失。

4 DAI合并其他颅脑损伤

蛛网膜下腔出血22例，硬膜外血肿5例，硬膜下血肿8例，颅骨骨折15例，脑疝2例，全部病例均有头皮软组织挫裂伤；另外，有1例在MRI扫描时发现合并高位颈髓损伤。

5 治疗效果

本组治疗过程中6例行腰大池持续引流，10例应用非手术治疗颅高压不能缓解，且有恶化倾向者及时行开颅血肿清除、失活脑组织清除术。根据患者术前是否合并脑疝形成、脑疝时间、脑肿胀情况、轴索损伤严重程度、术后脑搏动恢复程度等情况同时行去除骨瓣减压术4例。另有2例因GCS<6分、CT/MRI 显示多发轴索损伤、弥漫性脑肿胀、脑池明显缩小或消失及有较大的颅内血肿、中线明显移位(>15mm)者，施行美国标准去大骨瓣开颅减压术，以解除压迫，有效缓解颅高压，改善患者预后。术后常规颅内留置引流管外接多功能监护仪，进行颅内压监测作为早期腰椎穿刺置管腰大池引流时机选择的依据。

6 预后

出院3个月后采用格拉斯哥预后(GOS)评分判断预后，评分标准：5分为痊愈，恢复正常生活；4分为好转，轻度残疾但可独立生活； 3分为重度残疾，日常生活需要照料；2分为呈植物生存状态；1分为死亡。本组中有13例5分(50.0%)、7例4分(26.9%)、4例3分(15.4%)、1例2分(3.85%)、1例1分(3.85%)。

7 典型病例见图1～3。

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图1 患者男性，35岁，创伤后恶心呕吐1h入院。a.CT胼胝体部未见明显异常；b.T1FLAIR 胼胝体体部似见稍低信号；c.T2FLAIR胼胝体体部非出血灶呈高信号影，边界模糊；d.T2WI胼胝体体部高信号影；e.CT右侧胼胝体压部出血灶；f.T1FLAIR右侧胼胝体压部等信号改变；g.T2FLAIR右侧胼胝体压部稍高信号影

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图2 患者女性，20岁，交通事故后意识丧失30min入院。a.CT左侧颞叶及桥脑密度欠均匀,病灶受颅底骨质结构影响，可见部分伪影；b.T1FLAIR 左侧颞叶及桥脑低信号影；c.T2FLAIR 双侧颞叶及桥脑高信号影，边界模糊；d.CT胼胝体稍高密度出血灶影及右侧侧脑室旁深部白质内低密度非出血灶影；e.T1FLAIR胼胝体稍高信号影及右侧侧脑室旁深部白质内低信号影；f.T2FLAIR胼胝体及右侧侧脑室旁深部白质内高信号影；g.矢状T2WI显示额叶、胼胝体及桥脑高信号影，边界模糊，胼胝体肿胀明显

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图3 患者男性，54岁，交通事故后意识不清1h入院。a.MRI冠状位T2FLAIR 双侧小脑、右侧额叶灰白质交接区多发斑点状高信号影，边界模糊；b.GRE-T2*WI左侧小脑出血灶中心呈低信号，周边高信号，右侧小脑非出血灶呈点片状高信号影；c.DWI双侧小脑斑片状高信号影；d.T2WI右侧顶叶点片状高信号影；e.T1WI右侧顶叶片状稍低信号影；f.GRE-T2*WI右侧顶叶病灶中心见点状低信号出血灶，周边稍高信号；g.DWI 右侧额顶叶灰白质交接区多发斑点状非出血灶呈高信号影

讨 论

DAI属于常见重型颅脑损伤的一种， DAI后因神经元轴索损伤，破坏了大脑固有神经网络(intrinsic connectivity networks，ICN)节点间的白质纤维连接，致使皮层和皮层下与中枢联系中断，导致执行能力和综合能力下降，最终造成情感、记忆力、注意力、执行力等神经认知功能障碍[5-6]。值得注意的是，DAI虽在脑损伤中普遍存在，也并非只是重度创伤中才有，亦可出现在轻型颅脑损伤，如脑震荡中[7-8]。本组轻型颅脑损伤所占病例较少，占15.4%(4/26)，与文献报道相符。病理学检查虽是诊断DAI金标准，但并不适用临床，因为闭合性脑损伤患者，大多不能获得病理标本，本组病例也仅1例死亡后进行了尸检。因此，临床上CT、MRI检查显得尤为重要。

CT检查快捷方便，扫描时间短，对出血敏感，以其独特的优势，已成为颅脑损伤后首选常规检查。表现为脑实质内多发点片状低密度非出血性病灶及广泛、散在、点片状高密度小出血性病灶，出血灶直径不超过2cm，CT值40～70Hu，周边可伴有或不伴有低密度薄层水肿；间接征象为弥漫性脑肿胀、颅骨骨折、头皮软组织挫裂伤等；CT还可以显示硬膜下血肿及硬膜外血肿、蛛网膜下腔出血等出血性病变。由于灰白质对比度稍差，所以对脑内微出血灶和非出血性病灶显示不佳[9]，不能反映颅内轴索损伤的直接情况，因此CT对DAI的非出血性病灶诊断敏感性较低。且CT图像中后颅窝、靠近前颅底、颅顶的部位存在骨性伪影干扰，影响对后颅窝脑干、灰白质交接区病变的显影(见图2)。尤其是患者临床症状较重，如意识不清等，CT表现不足以解释临床症状时，这类患者往往存在DAI可能，因此CT在临床应用上存在一定的局限性。

MRI对DAI出血灶观察与CT效果相当，但对非出血灶特别是轴索肿胀造成的水肿区检出优势明显，而且临床症状与影像表现呈正相关。症状轻的CT阴性患者，临床更容易漏诊，MRI却能把隐匿性病灶显示清楚，更进一步表明MRI的敏感性高，而症状重者，MRI能发现更多病灶。本研究显示，MRI在病灶检出数目及检出阳性率上均显著优于CT，有统计学意义(P<0.05，表4)。DAI的MRI信号特征取决于血红蛋白的不同形式，故其表现与有无出血及出血时间长短有关。常规扫描中，T1WI呈低或等信号，T2WI及T2FLAIR呈等或低信号，其与轴索肿胀、断裂、神经元坏死所致T1、T2弛豫时间延长相关。T2FLAIR序列通过抑制游离水，使结合水显示更清晰，本组中非出血灶T2FLAIR呈明显高信号影，边界模糊不清，凸显了T2FLIAR序列在检测轴索损伤周围局部水肿方面的优势，同时增加了常规MRI检出DAI的敏感性。有研究报道[10]出血灶与DAI患者伤情判断和预后评估上具有显著相关性。GRE-T2*WI是一种梯度回波序列，过去曾有作者称为“出血序列”，对急性出血性脑损伤中出血灶形成的正铁血红蛋白和脱氧血红蛋白出血非常敏感，尤其对部分CT不能显示的小出血灶、脑内微出血灶的发现更具优越性，检出的出血灶面积及数目均远远大于CT，同时也较常规序列更加敏感，这与国外研究相符[11]；出血灶GRE-T2*WI常表现为片状、结节样低信号影，周边稍高信号水肿信号影；本组图3病例中GRE-T2*WI表现为左侧小脑及右侧额顶叶灰白质交接区多发点状低信号出血灶，周边片状高信号影，同样也提示GRE-T2*WI对出血灶敏感，尤其是在大片水肿病灶中发现小出血灶。本组病例GRE-T2*WI共检出58个出血灶，总检出率达97.59%。有报道磁敏感加权成像(SWI)序列已被高场强MRI用于常规检测DAI微出血灶，且比传统的GRE-T2*WI阳性率更高[12]。SWI是高分辨三维梯度回波成像序列，它利用不同组织间磁化率的差异产生图像，对出血后的脱氧血红蛋自、含铁血黄素等顺磁性的物质非常敏感，而且能够发现常规MRI不能显示的微灶出血，也是目前诊断DAI的最佳方法。DAI后脑内微出血灶在SWI上表现为明显的低信号，可以很好地与邻近组织分开来，明确提高病灶的检出率。但是目前我国低场MRI设备由于受场强所限，所以空间分辨率及梯度切换率均达不到高分辨、薄层、高切换率的要求。所以，笔者认为合理利用低场MRI设备，选择出血敏感性序列GRE-T2*WI，能够发现更多的DAI出血性病灶，利于临床进一步治疗。易自生等[13]研究非出血灶在DWI上比常规MRI能更早、更准确地表现出来，本组中DWI序列比常规MRI序列发现了更多的非出血灶，提示了轴索损伤的程度；而DWI对磁场不均匀性敏感，出血性病变不如其他序列敏感，假阳性率也较高。另外，在本组93%(24/26)病例中有不同程度的脑肿胀，这也提示该征象为诊断DAI的常见重要表现。

综上所述，CT与低场MRI技术相结合，对DAI的早期诊断、病情评估和预后判断具有重要的临床应用价值。

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(本文编辑： 黄小英)

Imaging analysis of diffuse axonal injury

SHILi-xin1,WANGQing-tao2，ZANGYing-zhuo3,HEBin3,ZHANGWen-chao1，WANGChuan-hai1

(1.Department of Neurosurgery,Qinghe People’s Hospital，Qinghe,Hebei 054800，China； 2．Department of Radiology,Qinghe People’s Hospital,Qinghe,Hebei 054800，China； 3．Department of Neurology,Qinghe People’s Hospital，Qinghe,Hebei 054800，China)

Objective To investigate imaging features of cerebral diffuse axonal injury(DAI) and its diagnostic value. Methods The clinical data,low field MRI data and CT imaging of 26 DAI patients enrolled from Sep.2010 to Sep.2015 were retrospectively analyzed. Among them 19 were males and 7 were females with an average of 34.6(16-65) years. Twenty-two cases were injured from traffic accidents,3 were from high falling and one was from heavy objects. All patients had trauma history. Patients developped immediate coma or continuous coma. According to the GCS score after hospitalization,4(GCS≤8) were severe,6(9-12) were moderate and 16(13-15) were mild. Results All 26 patients were diagnosed with CT and low field MRI. The main manifestations were intracranial lesions in single or multiple sites. DAI lesions included hemorrhagic and non hemorrhagic lesions,mainly distributed in the gray matter junction area,basal ganglia area,thalamus,deep white matter,corpus callosum area,etc.. The sensitivity of low field MRI was significantly higher than that of CT(χ2=14.567，P=0.012).The GRE-T2*W1sequence (97.59%)was the highest in all the sequences of hemorrhagic lesions,and the DWI sequence (95.18%)was the highest in all the sequences of non hemorrahagic lesions. Conclusion The early diagnosis of DAI with CT and low field MRI is very valuable. The low field MRI can make up for the CT negative examination of the patients with heavy brain injury,and can significantly improve the detection rate,diagnosis rate,and effectively avoid misdiagnosis and improve the prognosis.

brain injury； axonal injury； imaging

1009-4237(2017)01-0039-04

054800 河北，清河县人民医院神经外科(史立信，张文超，王传海)，影像科(王清涛)，神经内科(臧颖卓，何斌)

R 651； R 445

A 【DOI】 10.3969/j.issn.1009-4237.2017.01.010

2016-02-05；

2016-03-25)