MRI常规序列、DWI及SWI在脑外伤DAI病灶及微出血病灶诊断中的应用价值

王东煜 王小娜 吴加满 陈永省 罗小平 谢燊侠

弥漫性轴索损伤（diffuse axonal injury，DAI）主要是由于外伤对脑组织产生的剪切力而导致神经轴索断裂和小血管撕裂[1,2]。DAI 患者的临床症状较重，可出现持续性昏迷甚至死亡，早期诊断对于DAI患者的临床治疗及预后恢复都具有重要意义。

常规MRI 序列和CT 检查是脑外伤患者的常见检查手段，然而DAI 患者由于病灶微小而容易漏诊[3]。随着弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）在MRI 检查中应用逐渐增多，DAI 病灶的检出率显著提高。DWI 具有成像迅速、敏感性高等优势，能够更加快速、精准地显示DAI病灶周围水肿，对于无出血的单纯水肿具有独特的诊断价值[4]。SWI 则能够清晰显示常规MRI 序列遗漏的微出血病灶，是检出微出血病灶的最有效方法[5]。本次研究对DAI 患者的MRI 常规序列、DWI 序列和SWI 序列的检查结果进行分析、比较，旨在探讨MRI常规序列、DWI 及SWI 在脑外伤DAI 病灶和微出血病灶诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019 年10 月至2021 年1 月温州市中医院收治的因脑外伤导致DAI合并微出血的57 例患者作为研究对象，其中男性31 例、女性26 例；年龄12～76 岁，平均年龄（41.28±5.29）岁。致伤原因：车祸伤26 例、高处坠落伤17 例、跌伤8 例、其他原因6 例。格拉斯哥昏迷评分3～15 分，其中3～8 分者29 例、9～12 分者21 例、13～15 分者7 例。纳入标准为：①存在明显脑外伤；②伤后即可出现昏迷或意识性障碍等症状，时间＞6 h；③均在我院接受MRI常规序列、DWI、SWI等序列扫描检查[6]。排除标准为：①既往有神经系统病史；②心、肝、肺、肾等重要脏器合并严重器质性病变或其他严重损伤；③脑外伤后有脑水肿性颅内压升高或颅内血肿意识障碍；④其他原因引起的意识功能障碍；⑤存在MRI检查禁忌证[7]。本次研究经我院伦理委员会审核批准，所有患者均知情并签署知情同意书。

1.2 方法 所有患者在外伤后行MRI 检查，检查仪器为美国GE 公司的Discovery MR 750w 3.0T 超导磁共振扫描仪，8 通道头部相控阵线圈，对所有患者行MRI 常规序列（T1WI、T2WI）、DWI 序列和SWI 序列的全脑扫描，扫描参数见表1。

表1 各序列的扫描参数

1.3 图像处理及分析 所有图像均传送至GE AW 4.7 工作站中，通过Functool 软件进行后期处理和分析。DWI 图像经软件计算出表观扩散系数，采集的SWI原始图像自动计算出幅度图和相位图，之后经工作站进行最小信号强度投影法重建得出最终SWI图像。所有阅片分析工作均由我院两名经验丰富的影像学医师采用双盲法进行，分析内容包括：病变部位、范围、数目、大小、形态及各序列的信号特点。阅片意见不一致时，由两名医师共同协商给出一致意见。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0 软件进行分析处理，计数资料采用百分数表示，两组间数据比较采用χ2检验，两两比较采用χ2分割检验。设P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 共检出371 处DAI 病灶，其分布区域主要为基底节、胼胝体、丘脑、深部白质区、脑干和皮髓质交界区。MRI 各序列对不同分布区域DAI 病灶的检出情况见表2

表2 MRI各序列对不同分布区域DAI病灶的检出率比较

由表2 可见，SWI、DWI 的DAI 病灶总检出率均明显高于T1WI、T2WI，差异有统计学意义（χ2分别=357.06、174.96、236.47、84.30，P均＜0.05）。

2.2 MRI 各序列对微出血病灶、水肿性病灶的检出数目见表3

表3 MRI各序列对微出血病灶、水肿性病灶的检出数目比较/个

由表3 可见，SWI 对微出血病灶的检出数目明显多于DWI、T1WI 和T2WI（χ2分别=345.21、307.75、234.92，P均＜0.05），DWI 对水肿性病灶的检出数目明 显 多 于SWI、T1WI 和T2WI（χ2分 别=159.04、45.83、145.46，P均＜0.05）。

2.3 MRI各序列中DAI病灶的信号特点见图1

图1 脑外伤导致DAI合并微出血患者的MRI各序列扫描结果

由图1A、图1B 可见，DAI 微出血病灶T1WI、T2WI 均呈现多样性信号，部分信号混杂。急性期主要是等T1、T2的低、稍高信号；亚急性期早期以短T1、T2 高信号为主，中晚期以短T1、长T2 信号为主，慢性期以长T1、T2 囊性信号或长T1、短T2 信号为主。由图1C可见，DWI序列在急性期呈现低信号，超急性期呈现高信号，亚急性期早期呈现低信号或边缘高信号、内部低信号，亚急性期中晚期以高信号为主，慢性期以低信号为主。由图1D 可见，SWI 序列在急性期、亚急性期和慢性期均呈现低信号。

由图1A 可见，DAI 水肿性病灶T1WI 序列呈现不均匀等信号或稍低信号。由图1B、图1C 可见，T2WI 和DWI 呈现高信号，由图1D可见，SWI 序列呈现高信号或边缘高信号、内部低信号。

3 讨论

DAI 是在外力作用下引起的以广泛性的神经轴索断裂为特征的严重脑损伤。脑组织在外力作用下以不同的加速度运动对神经纤维产生剪切力[8,9]，从而造成轴索和微小血管断裂，微小血管周围通常会出现弥散性肿胀和间隙增宽。DAI 的临床表现不具有特异性，临床上主要采用影像学手段，根据其间质水肿、出血等征象进行鉴别诊断[10]。然而，常规MRI 序列在诊断DAI 中难以发现轻微水肿和微出血病灶，在临床诊断DAI上存在一定的局限性。

近年来，DWI、SWI 技术已逐步应用于DAI 病灶的临床诊断中，使DAI 病灶的诊断准确率得到明显提升。据报道，DWI 可最快在缺血后2～7 min 发现病灶，几乎与脑组织发生细胞内水肿的时间同步[11,12]。SWI 是一种反映组织间磁敏感性差异的成像技术，具有高分辨率、高信噪比等特点，能够发现常规MRI 序列不能显示或遗漏的微小病灶，能够更加敏感地发现出血性病灶[13]。本次研究中，DAI 病灶主要分布在基底节、胼胝体、丘脑、深部白质区、脑干和皮髓质交界区，与既往研究结果基本一致。SWI、DWI 的DAI 病灶总检出率均明显高于T1WI、T2WI，在一定程度上体现了DWI、SWI 在早期诊断DAI上的应用价值。

DWI 的成像原理是水分子的扩散运动，根据其受限程度进行成像[14]。DAI 发生后，脑细胞水肿可导致脑部血液的灌注量明显降低，脑细胞在缺氧状况下出现能量代谢障碍，抑制了钾、钠ATP 酶的活性，导致水分子在细胞外间隙的弥散能力下降，因而在DWI 序列中表现为高信号[15]。本次研究中，DWI 序列检出水肿性病灶比例明显高于SWI、T1WI、T2WI，说明DWI 在检出水肿性病灶上具有明显优势。

DAI 发生后，脑微小血管的出血、断裂导致脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白以及含铁血黄素等顺磁性物质在脑实质中沉积[16]。血细胞的这些分解产物可导致脑内局部磁场不均匀而产生相位差异，SWI 利用血液中血红蛋白和其他物质与铁代谢产物产生的磁敏感性差异进行成像[17]，能够极为敏感地检测出由脑内局部磁场不均匀而产生细微相位差异，进而清晰显示脑内微出血病灶，且不受创伤后时间窗的限制，在诊断DAI 中价值较高[18，19]。本次研究结果发现：微出血病灶在SWI 序列中多表现为多发性斑点状、斑片状低信号，病灶大小不一，散在分布，部分病灶边缘可见高信号水肿带。SWI 对微出血病灶检出数明显高于DWI、T1WI、T2WI，说明了SWI在检出DAI微出血病灶中巨大优势。

综上所述，SWI 序列和DWI 序列在诊断DAI 病灶的检出情况优于常规MRI 序列。其中，SWI 序列在检出微出血病灶上的敏感性优于DWI 序列，DWI序列则在检出单纯水肿性病灶方面更具优势。二者联合能够弥补各自的不足，从而提高DAI 病灶的检出率。