磁共振功能成像在创伤性脑损伤的特征分析*

罗爱芳 陈水斌* 欧阳林

创伤性脑损伤(traumatic brain injury，TBI)是神经外科常见的一种静息性流行疾病，其发生率、病死率及致残率均高，且近年来均呈不断上升的趋势[1]。脑创伤后挫裂伤灶周围存在着可逆性损伤的脑组织即“创伤半暗带”，而采用X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography，CT)及常规磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)不能发现的微观改变，对TBI患者检查结果往往显示正常，并会出现呈临床症状与影像表现的非匹配现象，或假阴性，从而出现误诊或漏诊现象，导致无法对患者的病情进行正确的评估而延误最佳治疗时机[2]。如何早期判断创伤性半暗带存在与否，并把握半暗带的进展是临床干预和治疗的关键，对于临床患者的治疗及预后具有十分重要的意义。磁共振功能成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是通过刺激特定感官，引起大脑皮层对应的功能区神经活动，并通过图像显示的一种检测手段。fMRI不但能显示解剖学部位信息，更能显示神经系统的反应机制。为此，本研究探讨创伤性脑损伤fMRI的特征分析，并取得满意效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年7月至2017年7月第909医院收治的60例创伤性脑损伤患者，按随机数表法将其分为对照组和观察组，每组30例。对照组中男性18例，女性12例；年龄18～62岁，平均年龄(42.13±3.53)岁；其中6例摔倒伤，9例车祸伤，15例高空坠落；格拉斯哥昏迷(GCS)评分为(10.33±2.24)分。观察组中男性16例，女性14例；年龄18～65岁，平均年龄(41.23±3.33)岁；其中7例摔倒伤，11例车祸伤，12例高空坠落；GCS评分为(10.43±2.34)分。对照组给予CT检查，观察组在对照组的基础上给予fMRI进行检查。两组患者年龄、性别等基本资料相比无差异，具有可比性。患者或家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①颅脑外伤史明确，且病程4周内；②病情稳定可接受检查；③无严重器官功能障碍或神经系统疾病障碍。

(2)排除标准：①创伤性脑损伤已行手术治疗；②创伤后呼吸困难、休克等危重情况无法接受常规检查者；③MRI禁忌证者。

1.3 仪器设备

采用Aquilion TM CXL型CT(日本东芝公司)；Novus 1.5 T型MRI扫描仪(德国Siemens公司)。

1.4 检查方法

(1)CT检查。采用Aquilion TM CXL型CT对患者行容积CT扫描检查，扫描参数设置为120 kV，层厚1.0 mm，200 mAs，无间隔。由2名高级影像学医师分析扫描结果。

(2)MRI检查。选用头颅SENSE线圈、Novus1.5 T型MRI扫描仪进行磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging，SWI)检查。扫描参数设置：回波时间(echo time，TE)为20 ms，重复时间(repetition time，TR)为28 ms，视野230 mm×180 mm，15°翻转角，矩阵320×295，NEX 1，0.5 mm，层距，1 mm层厚，88层数，i PAT因子2，扫描时间6 min。常规序列：①SE T1WI，TE为15 ms，TR为450 ms；②TSE T2WI，TE为100 ms，TR为3270 ms；③FLAIR，TE为120 ms，反转时间(inversion time，TI)为2000 ms，TR为6000 ms，采集3次，6 mm层距，5 mm层厚，视野230 mm×180 mm。由2名高级影像学医师分析扫描结果。

(3)采用单次激发自旋回波平面序列(SE－EPI)进行弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)检查，其扫描层面与常规轴位扫描相同，TE为91 ms，TR为2900 ms，5 mm层厚，视野230 mm×230 mm，矩阵120×128。分别取0 s/mm2和1000 s/mm2扩散加权系数(b)值，数据采集次数4次。

1.5 观察指标

比较两组患者的诊断符合率情况，分析创伤性脑损伤磁共振功能成像的特征，进行常规MRI、DWI和SWI检查，根据GCS评分将患者分为：重度脑外伤(13～15分)、中度脑外伤(9～12分)以及轻度脑外伤(≤8分)；并比较轻度创伤性脑损伤后患者SWI、MRI平扫和CT平扫检出的出血性病灶数目。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0软件分析本研究的所有数据，计数资料采用x2检验，计量资料采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SWI、DWI和CT平扫结果影像图

轻度创伤性脑损伤后患者SWI、DWI和CT平扫结果见图1。

2.2 fMRI检查结果脑损伤部位和病灶数

分析创伤性脑损伤患者MRI影像表现，观察可能引起脑损伤的类型，包括脑白质损伤、皮层损伤、脑挫裂伤、小脑出血、脑实质出血、硬膜下血肿以及蛛网膜下腔出血，研究分析环池-基底池是否受到严重压迫或出现闭塞等现象，其中脑损伤部位以脑白质损伤最多见(x2=88.662，P＜0.05)，其次为皮层损伤和脑实质出血、脑挫裂伤，见表1。

2.3 两组患者诊断符合率情况

对照组创伤性脑损伤患者诊断符合率为73.33%(22/30)；观察组创伤性脑损伤患者诊断符合率为93.33%(28/30)，两组比较差异有统计学意义(x2=4.23，P＜0.05)，见表2。

图1 轻度创伤性脑损伤后患者CT、DWI及SWI影像

表3 创伤性脑损伤患者SWI、DWI和CT平扫检出出血性病灶数目(个，±s)

表3 创伤性脑损伤患者SWI、DWI和CT平扫检出出血性病灶数目(个，±s)

注：①表中SWI为磁敏感加权成像，DWI为弥散加权成像。

类别 例数 SWI DWI t值 P值 CT t值 P值重度脑外伤 26 541.23±25.31 173.32±41.32 38.72 ＜0.05 34.22±13.21 90.55 ＜0.05中度脑外伤 18 224.52±23.28 44.25±12.36 29.02 ＜0.05 12.51±5.14 37.73 ＜0.05轻度脑外伤 16 128.72±24.18 17.56±3.42 18.21 ＜0.05 5.22±2.24 20.34 ＜0.05

表4 不同类型创伤性脑损伤患者SWI、DWI和CT平扫检出出血性病灶数目(个，±s)

表4 不同类型创伤性脑损伤患者SWI、DWI和CT平扫检出出血性病灶数目(个，±s)

注：①表中SWI为磁敏感加权成像，DWI为弥散加权成像；②a为重度脑外伤与中度脑外伤各项指标比较，b为重度脑外伤与轻度脑外伤各项指标比较。

类别 例数 SWI DWI CT重度脑外伤 26 541.23±25.31 173.32±41.32 34.22±13.21中度脑外伤 18 224.52±23.28 44.25±12.36 12.51±5.14轻度脑外伤 16 128.72±24.18 17.56±3.42 5.22±2.24 t值 42.15a，52.16b 12.82a，15.89b 6.62a，8.67b P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

表1 MRI检查60例创伤性脑损伤患者不同部位的病灶发生率

表2 两组创伤性脑损伤患者的诊断符合率[例(%)]

2.4 SWI、DWI和CT平扫检出患者出血性病灶数目

(1)重度脑外伤患者SWI检出的出血性病灶数目高于DWI和CT平扫检出的数目，且随着患者病情的加重，检出的病灶数目越多，其差异有统计学意义(t=38.72，t=90.55；P＜0.05)，见表3。

(2)重度脑外伤患者SWI、DWI和CT平扫检出出血性病灶数目均高于中度和轻度脑外伤患者，其差异有统计学意义[SWI(t=42.15，t=52.16)、DWI(t=12.82，t=15.89)，CT(t=6.62，t=8.67；P＜0.05)]，见表4。

3 讨论

由于常规CT检查对颅脑外伤中微小出血灶检查的影像特征不明显，难以区分其与脑实质，从而易导致漏诊或误诊，而常规的MRI脑出血的影像表现易受红细胞数量及血红蛋白表达变化的影响，因此对出血微小病灶的检测敏感度较低[4-5]。

近年来，fMRI技术在常规MR成像的基础上迅速发展并逐渐成熟，包括SWI、弥散张量成像(DTI)、氢质子磁共振波谱(1H-MRS)、静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)等，其诊断脑损伤具有更高敏感性和准确性的表现，而且fMRI避免了CT的射线辐射问题，为临床上精准诊断及早期治疗提供新的理念及技术方法[6-8]。

本研究探讨创伤性脑损伤MRI的特征结果发现，观察组创伤性脑损伤患者诊断率高于对照组；分析创伤性脑损伤MRI影像表现，其中脑损伤部位以脑白质损伤最多见，其次为皮层损伤和脑实质出血、脑挫裂伤；SWI检出的患者出血性病灶数目均高于DWI和CT平扫检出的数目，且随着患者病情的加重，检出的病灶数目越多。这是由于SWI是一种利用不同组织之间的磁敏感度差异而产生信号对比的高空间分辨力三维梯度回波序列，其检出微磁性物质具有高度敏感性，而SWI的相位图中的“异常血管征”，提示了脑内血氧代谢的异常以及广泛损伤[9-10]。SWI对微出血及血液代谢产物的显示较敏感，同时，SWI可根据相位图从而对磁敏感性物质的含量数据进行获取，并对脑静脉血氧饱和度加以推测，对病情及相应脑功能的变化评估具有重要意义[11]。因此，SWI技术可用于颅内微出血灶及血管畸形的诊断，且与常规CT和MRI相比，SWI对颅脑内出血更敏感，对直径＜3 mm的微出血灶可有效检出[12-13]。

DTI是通过在DWI的基础上进行各个方向的扩散梯度的施加后进行图像与数据采集，通过大脑水分子弥散性的变化对白质纤维束的完整性进行确定，DTI是目前一种最真实客观的对脑震荡后大脑损伤的程度及功能恢复情况进行评价的手段，在水分子正常脑组织中易沿着白质纤维束行走的方向弥散，而创伤性脑损伤后，DTI在常规MRI未显示异常信号的情况下可对脑白质完整性的缺失进行观察，而脑组织微观结构与水分子的弥散方向和速度相关，如纤维束的微观结构的紧凑性与各向异性扩散的程度呈正比，对脑损伤的出血微小病灶具有高度敏感性[14-16]。

CT检查对颅内创伤性脑损伤敏感度较好，但对微小出血损伤病灶及继发性脑创伤隐匿性改变的检出结果欠佳，MRI技术在创伤性脑损伤诊断中的应用可更加敏感、准确地评估患者预后病情。