脑震荡后综合征MRI研究进展

鲁兴启，李 洁，丁建平

(杭州师范大学附属医院放射科，浙江 杭州 310015)

创伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)发病率呈逐年上升趋势，全球每年约有1 000万TBI患者住院或死亡。其中轻度脑外伤(mild TBI, mTBI)最为常见，约占全部脑损伤的70%～90%[1]。多数mTBI患者在伤后数天及数周内临床症状即可恢复，但15%～30%的患者仍可存在持久的脑震荡后综合征(postconcussion syndrome, PCS)，主要表现为躯体性症状(头痛、易疲乏)及认知功能障碍(记忆力、注意力、学习能力减退，焦虑、情绪不稳定)[2]，严重影响患者社会功能和生活质量。因此，准确诊断PCS具有重要意义。MRI可检测脑微观结构和功能变化，为诊断PCS提供影像学依据。本文对 MR诊断PCS的研究进展进行综述。

1 DTI和弥散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)

DTI可观察、评价脑白质纤维的完整性[3]，主要参数包括白质的各向异性(fractional anisotropy, FA)和平均扩散率(mean diffusivity, MD)，还可间接反映髓鞘化程度或纤维束的完整性[4]。Dean等[5]发现mTBI患者前额叶灰质减少，前辐射冠及内囊FA值降低，顶叶灰质减少及胼胝体区FA值降低与PCS严重程度具有相关性。D'souza等[6]发现mTBI患者胼胝体、穹隆、双侧钩束和双侧丘脑上辐射区FA值显著降低，而左侧钩束、下纵束和左侧丘脑后辐射区MD值显著增高，且上述白质异常区域指标与PCS症状量表具有明显相关性。

DKI是在DTI技术基础上发展而来的新技术，能够发现更加广泛的微观结构变化，甚至包括大脑灰质区域，已逐渐成为mTBI研究中的热点。樊秋菊等[7]将DKI与DTI技术进行对比研究，发现平均峰度(mean kurtosis，MK)值异常区域较FA值和MD值异常区域明显广泛，甚至包括灰质区域。DKI技术还可预测mTBI患者预后。Grossman等[8]发现mTBI患者丘脑、内囊及胼胝体区域MK值减低，且丘脑和内囊区域MK值变化与认知障碍相关。Stokum等[9]发现DKI指标改变与患者PCS症状改善和疾病痊愈有关。上述研究均有助于诊断及预测PCS，但DTI/DKI参数及参数值异常的脑区均不相同，今后需更大样本量及更长随访周期，以期建立标准的DTI/DKI生物标志物。

2 动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)

ASL是一种以自由扩散的内在示踪剂测量组织灌注的MRI技术，主要参数为脑血流量(cerebral blood flow, CBF)，CBF值的变化可直观反映mTBI患者不同时期脑微循环改变情况，但在不同研究中结果差异较大[10-13]。mTBI后CBF改变可能与血流动力学改变相关，如急性期(1～3天)脑充血、血管自动调节紊乱、微血管受损闭塞及血管后期重构等。及早判断病程时期，对临床早期治疗具有重要意义。Wang等[10]发现慢性mTBI患儿双侧额颞区域CBF值低于对照组，提示ASL有助于评估mTBI脑功能异常。Ge等[11]发现mTBI患者可能发生血液动力学障碍，且持续存在，以丘脑区域为著，并与延长疾病过程中的神经认知功能障碍有关。与之相反，Doshi等[12]采用ASL技术观察超早期(24 h以内)mTBI患者，发现左纹状体、左额叶及枕叶CBF值升高，但丘脑未明显变化。以上结果提示，mTBI后不同时期脑血流量变化存在差异。Lin等[13]发现mTBI患者双侧额叶和左枕叶皮层CBF大幅度减少，且脑震荡症状(眩晕、焦虑等)与低灌注区域CBF变化存在相关性，其中晕动症与双侧额叶和左枕叶中CBF相关性较高。有关mTBI患者不同部位、不同时期CBF变化规律与脑外伤后PCS的相关性有待进一步研究。

3 SWI

SWI能够增强不同组织间的对比度，较常规MRI更清晰地描绘病灶边界，且显示的病灶更多、范围更广[14]，可为诊断mTBI提供更加直观的影像学信息。脑内微出血灶变化对脑外伤后认知功能的影响是近年研究热点。Huang等[15]发现，存在相关微出血灶的mTBI患者表现为短期记忆功能的神经心理学缺陷，提示微出血可能预示mTBI症状较重。Nisenbaum等[16]发现TBI后铁沉积可通过氧化应激反应等导致神经元及轴突损伤，提出微出血后造成的铁沉积可能通过神经元、白质纤维破坏导致认知障碍。Lu等[17]发现mTBI慢性期尾状核、海马、红核及黑质铁沉积与患者持续性认知障碍有关。此外，Toth等[18]发现SWI显示创伤性微出血灶的数量和范围与损伤严重程度及临床结果的相关性较高，且随着病程延长，胼胝体、放射冠及皮质下白质纤维束内创伤性微出血范围明显扩大，可能与临床症状恶化有关。

4 静息态功能MRI(resting state function MRI, rs-fMRI)

rs-fMRI是研究脑功能改变的常用工具，其中低频波动幅度(amplitude of low frequency fluctuation, ALFF)通过计算低频功率频谱的平方根，反映神经元的活动[19]。ALFF值增高提示脑区神经元兴奋性增强，反之则提示神经元受到抑制、活动减弱[20]。Xiong等[21]发现额叶和扣带回区ALFF值降低与患者认知和记忆功能密切相关，而左侧枕中回、左侧楔前叶及舌回ALFF值升高则提示脑外伤后可能存在功能性代偿。静息态脑网络包括中央执行网络(central-executive network, CEN)、默认网络(default mode network, DMN)和突显网络(salience network, SN)等，其中DMN包括前额叶内侧、后扣带回、楔前叶及双侧顶下叶区域，与脑静息活动及能量代谢密切相关，是调控认知功能及注意力，调节情感等至关重要的中线结构[22-23]。

Horn等[24]对mTBI后焦虑和抑郁有关的功能性大脑网络进行分析，发现DMN和CEN的功能不平衡在情绪调节与创伤后遗症中起重要作用。Palacios等[25]发现多数亚急性期(5～18天)mTBI静息态脑网络(resting-state networks, RSNs)连接性改变与患者脑外伤后6个月的认知表现相关，提示RSNs连接减少可预测PCS。上述研究提示，采用rs-fMRI可早期诊断和预测mTBI患者认知和行为表现。

5 多模态成像

为弥补单一技术的不足，更加全面探究mTBI患者脑结构和功能改变，国内外学者联合多种技术观察大脑改变与PCS症状相关性。多种技术联合应用发现mTBI患者大脑结构和功能异常区域，上述区域变化值与PSC相关症状的相关性较高[26-28]。谭辉等[26]采用rs-fMRI ALFF联合DTI评价mTBI患者脑功能活动，发现两种技术均可显示mTBI患者双侧额叶，右侧海马、小脑后叶、脑干、左枕叶及放射冠等异常区域。Grossman等[27]采用DTI联合DKI和ASL发现患者丘脑和白质不同区域DTI和DKI测值与神经心理学不同领域表现显著相关，而认知障碍与丘脑MK和视辐射FA显著相关。DTI联合DKI和ASL可提高mTBI患者局部脑损伤的鉴别和表征。Zhou等[28]采用DKI联合rs-fMRI发现患者下丘脑MK值和径向峰度(radial kurtosis, RK)值明显降低，下丘脑RSNs受损，且下丘脑RK值与患者疲劳程度呈负相关。

6 小结

综上所述，单独或联合采用DTI/DKI、SWI、rs-fMRI及ASL等技术，均可为诊断mTBI患者脑结构与脑功能损伤提供有价值的影像学信息，且各种技术的参数值变化与PCS相关症状发生及演变的相关性较高。未来现代影像学期待发现客观、定量的生物学指标，不仅可早期识别PCS高风险患者，且能对评估mTBI伤情及监测预后起关键作用。

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