磁共振扩散张量成像诊断轻度创伤性脑损伤的价值

滕陈迪 周小青 付垚 郑文龙*

创伤性脑损伤（TBI）是临床常见的神经外科疾病，是外力引起的创伤性结构损伤和/或脑功能障碍。TBI按临床症状、体征分为轻、中、重三型，以轻型创伤性脑损伤（mTBI）最常见，约占TBI 的70%～90%。mTBI症状轻微，CT 检查可呈假阴性，因此临床常未给予足够重视，但可在伤后存在持久的躯体、认知和行为损害症状，严重者甚至会造成终身残疾。本文探讨磁共振扩散张量成像（DTI）在mTBI 中的诊断价值，为临床早期诊断、合理治疗提供影像学依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2018 年12 月至2020 年6 月本院mTBI 患者30 例、正常对照组30 例。mTBI 患者纳入标准：有明确外伤史，外伤时间在1 周内；年龄10～60岁；伴或不伴意识丧失（伴意识丧失，持续时间<30 min）；外伤后遗忘，持续时间<24 h；头颅CT 检查未见明显异常。排除标准：外伤时间>1 周；中、重型颅脑外伤或既往颅脑外伤史；精神疾病史；CT 或MR 检查发现颅内肿瘤、感染、出血等疾病；造成认知改变的药物成瘾者。正常对照组纳入和排除标准：年龄、性别与mTBI组匹配；无既往颅脑外伤史、精神疾病史、药物成瘾史。CT 或常规MR 检查未见异常。两组受检者均被告知检查的目的、方式、过程、注意事项，以取得受检者最大的配合，以免造成人为检查误差。本项目经本院伦理委员会批准，患者签署知情同意书。

1.2 方法（1）扫描检查：利用GE Signa HDxt 3.0T MR成像系统，8 通道头部相控阵线圈，行颅脑MR 扫描。常规横断位T1WI 序列（TR 2125 ms，TE 24 ms）、横断位和矢状位（FSE）T2WI（TR 4300 ms，TE 120 ms）或矢状位T1WI 序列（TR 2125 ms，TE 24 ms）、横断位T2WI FLAIR（TR 7200 ms，TE 165 ms）和DWI（TR 5700 ms，TE 80 ms，弥散敏感系数b 值1000 s/mm2）。DTI 序列横断位扫描参数：采用梯度回波-回波平面成像（GRE-EPI）序列进行DTI 扫描，层厚4 mm，层间距0 mm，矩阵128×128，FOV240 mm×240 mm，b 值为1000 s/mm2（采集16 个方向）。（2）后处理：DTI 原始数据传至AW4.6 后处理工作站，采用Footbool 软件包中的Tensor 软件，对扩散张量成像数据进行校正，构建各向异性图（FA 图）。所有研究对象均在两侧额叶白质区、颞叶白质区、内囊后肢及胼胝体膝部、压部等8 个部位设感兴趣区（ROI），ROI 面积统一为30 mm2，测量、记录ROI的FA 值、ADC 值，然后重建纤维束伪彩图。

1.3 统计学方法 采用SPSS 20.0 统计软件。计量资料以（）表示，用t 检验，组间比较采用单因素方差分析，计数资料以n（%）表示，分类资料用χ2检验，P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 mTBI组车祸伤16 例，摔倒伤4 例，高处坠落、殴打伤、重物砸伤、碰撞伤各1 例，另有6 例外伤原因不明。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 DTI 数据统计分析 mTBI组和对照组两侧额叶白质区、颞叶白质区、内囊后肢、胼胝体膝部、压部等8 个ROI 的FA 值差异无统计学意义，ADC 值除左侧颞叶白质外，其余差异均无统计学意义。见图1、2，表2、3。

图1 胼胝体膝部、压部FA测量图

图2 胼胝体膝部、压部ADC测量图

表2 两组脑内结构的FA值比较（）

表2 两组脑内结构的FA值比较（）

表3 两组脑内结构的ADC值比较（×e-10mm2/s，）

表3 两组脑内结构的ADC值比较（×e-10mm2/s，）

2.3 纤维束伪彩图观察 mTBI 患者中，1 例常规MR、DWI 显示两侧额叶扣带回、皮层下、胼胝体膝部脑损伤，DTI 伪彩图表现为白质纤维束走行紊乱、中断、部分缺损（见图3）；1 例两侧额叶皮层下、1 例右侧额颞叶皮层下及半卵圆区散在斑点状脑损伤，伪彩图未见明显纤维束紊乱、中断、缺损征像，其余27 例常规MR未见明显异常信号，伪彩图显示白质纤维束走行自然、形态完整（见图4）。

图3 异常DTI伪彩图，两侧额叶扣带回、胼胝体膝部，白质纤维束白质纤维束走行紊乱、中断、部分缺损（箭头）。

图4 正常DTI伪彩图走行自然、形态完整

3 讨论

mTBI 是指由于创伤事件导致的短暂意识丧失时间<30 min，一过性记忆功能障碍或定向障碍，或者两者均存在持续时间<24 h［1］。mTBI 临床症状大多轻微，除临床病史及患者主观资料外，影像学诊断对mTBI 的诊断尤为重要，但CT 及常规MRI 在mTBI 的早期诊断及预后评估中的价值有限。以往认为CT 阴性的mTBI 不存在颅内器质性损伤改变，临床出现头痛、头晕、注意力不集中、易怒、记忆力减退等症状系神经功能紊乱所致。但近年来研究发现mTBI 患者可存在器质性改变［2］，且病灶多位于大脑皮层下、胼胝体、半卵圆中心、扣带回、内、外囊等部位。由于DTI 是目前唯一可在活体无创性定量研究脑白质纤维束的方法，故在上述位置设立感兴趣区（ROI）测定脑白质纤维束的FA 值和ADC 值能够评价脑白质损伤后的显微病理变化。

mTBI 包括脑震荡、弥漫性轴索损伤（DAI）及脑挫裂伤等，其可导致脑水肿、微出血、轴索及神经传导束断裂，并引起脑组织代谢产物的变化，从而影响脑组织密度、血流量及神经传导，导致脑功能障碍，出现临床症状与体征并随其严重程度而产生相应变化。蒋熙攘等［3］研究认为，脑震荡存在大脑皮质多发不同程度的轴索损伤，与弥漫性轴索损伤类似，可出现皮层下灰白质交界处、胼胝体及脑干等部位的微小出血灶。多数作者认为，在mTBI 中，由于神经纤维束、轴索损伤、断裂及周围小血管损伤，在DTI 上表现为髓鞘的不完整、扭曲及各向异性的降低，导致FA 值降低［4-7］，但有少数研究认为mTBI 患者外伤早期脑组织FA 值升高，表明神经纤维的细胞毒性水肿，导致轴索的肿胀和水分子扩散受限，并认为在脑损伤早期，FA 值升高可作为预测预后不良的生物学标志［8］。另有作者认为白质损伤区FA 值可呈双向变化，且升高和降低的FA 值异常区域的空间分布也不同，FA 值降低区与已知的mTBI 的空间分布一致，FA 值升高区多位于皮层下白质，因此FA 值升高是否确定能够反映预后不良还需做进一步研究［9］。本资料结果显示，与正常对照组比较，mTBI 患者两侧额叶白质区、颞叶白质区、内囊后肢、胼胝体膝部、压部等8 个ROI 的FA 值差异均无统计学意义，与上述文献研究有所差异，作者认为可能与所收集的mTBI 患者外伤轻微，脑组织损伤不显著以致在DTI 上显示不出FA 值的显著异常变化。从本组30 例mTBI 患者DTI 伪彩图中仅1 例显示白质纤维束走行紊乱、中断、部分缺损也可说明上述情况。另外，理论上mTBI易发生于胼胝体、皮层下、半卵圆中心、扣带回、内、外囊等部位，但并不是所有mTBI 患者均发生于上述部位和不发生于其他部位，由于本研究设计ROI 测量位置固定，故推测存在病灶部位漏测的可能。

ADC 做为评价细胞水分子扩散能力的指标，在mTBI 中，ADC 值升高反映了血管源性水肿，提示可能是脑损伤较轻的标志，而ADC 值降低反映了细胞毒性水肿或病灶内微出血和轴索断裂形成细胞膜碎片导致水分子扩散受到限制，因此能够提示脑损伤的严重程度和评价预后情况［10-12］。本研究结果显示，除左侧颞叶白质外，两组额叶白质区、右颞叶白质区、两侧内囊后肢、胼胝体膝部、压部等7 个ROI 的ADC 值均无统计学差异，但30 例mTBI 中，3 例共5 个ROI 的ADC 值明显降低，表明部分mTBI 患者局部脑损伤较严重，因而显示ADC 值的明显降低。

虽然本研究结果与文献有所差异，但DTI 可以较精确地测量mTBI 患者的FA 值和ADC 值，直观显示脑白质纤维束的微观结构变化和完整性，结合常规MRI 可为临床诊断和病情监测提供一种客观的影像学定量评估手段。