易亞輝 周海航 陸忠烈 肖躍將 馬春燕 劉 虎 蘇 剛 湯偉軍 姚振威

2 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科

彌漫性軸索損傷（diffuse axonal injury,DAI）是目前最重要的腦外傷類型之一，是引起嚴(yán)重腦功能障礙、死亡、嚴(yán)重致殘及植物生存的重要原因。傳統(tǒng)磁共振成像技術(shù)對腦損傷的評估不能全面，因此常常會低估DAI損傷程度及范圍。磁共振張量成像（DTI）是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，具有定性定量顯示腦組織完整性、病理性改變及功能變化。因此，本研究臨床證實DAI患者行早期（受傷10日之內(nèi)）常規(guī)MR檢查及DTI檢查，測量其各向異性分?jǐn)?shù)（FA)值，并與正常對照組相比較，以期對其病情的早期評估。

方 法

1.臨床資料

收集嘉興第二醫(yī)院2011年5月～2014年8月經(jīng)臨床和影像資料確診的DAI患者22例，其中男性16例，女性6例，年齡11～71歲，平均45.6歲。其中車禍傷17例，高處墜落傷3例，打擊傷2例。傷后均出現(xiàn)立即昏迷或持續(xù)昏迷，昏迷時間＜30min 7例，30min～6h 6例，＞6h 9例；入院時格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale，GCS)評分：重度昏迷（3～8分）10例，中度昏迷（9～12分）5例，輕度昏迷（13～15分）7例。其中傷后7～13d出現(xiàn)肢體功能障礙13例，4d出現(xiàn)失憶5例，6～9d出現(xiàn)癲癇發(fā)作6例。全部患者于外傷后10d內(nèi)行磁共振檢查。12例健康志愿者為正常對照組，年齡25～56歲，平均42.3歲，其中男性7例，女性5例，無外傷史或腦卒中史。所有志愿者均簽署知情同意書。

DAI病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①有明確的外傷病史；②傷后昏迷或持續(xù)昏迷；③常規(guī)CT、MRI發(fā)現(xiàn)雙側(cè)大腦半球內(nèi)局部腦挫裂傷，部分病例大腦皮質(zhì)和髓質(zhì)交界處、腦干、基底神經(jīng)核團(tuán)及胼胝體等有單發(fā)或多發(fā)出血灶（直徑≤2cm)、蛛網(wǎng)膜下腔出血或腦彌漫性腫脹，中線結(jié)構(gòu)未見明顯移位；④患者顱內(nèi)壓增高程度與患者病情不一致；⑤患者病情穩(wěn)定，可以進(jìn)行MRI檢查；⑥排除患者有腦腫瘤、腦梗死及腦內(nèi)慢性疾患。

2.掃描參數(shù)

采用美國GE公司 Signa excite 1.5T HD TwinSpeed 超導(dǎo)磁共振掃描儀，8通道頭線圈，兩組受試者除均進(jìn)行常規(guī)掃描外，均加行DTI掃描，常規(guī)掃描主要包括橫斷位T1FLAIR（TR1860ms，TE19ms，TI720ms）、T2WI（TR3900ms，TE102ms)、T2FLAIR(TR7600ms，TE120ms，TI1900ms)和DWI（TR4300ms，TE80ms），矢狀位T1FLAIR（TR1860ms，TE19ms），層厚6.0mm，層間距1mm；DTI掃描采用單次激發(fā)自旋回波平面成像序列，選取彌散敏感系數(shù)b值1000s/mm2，方向數(shù)15，層厚4.0mm，無間隔掃描。矩陣288×224，F(xiàn)OV16cm×16cm。掃描范圍：從顱底掃描至顱頂。

3.圖像后處理及統(tǒng)計學(xué)分析

將所有DAI患者及健康志愿者DTI圖像傳到工作站ADW4.3，應(yīng)用Functool 5.4.07軟件進(jìn)行后處理。在FA圖像上ROI位置選擇胼胝體壓部、膝部、雙側(cè)內(nèi)囊前后肢及半卵圓中心，大小約15～20mm2，然后測量FA值，測量時外傷患者避開影像上出血、水腫等病變區(qū)域，選取其平均值進(jìn)行t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。對DAI組病灶區(qū)FA值與GCS評分進(jìn)行Spearman 秩相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.DAI組患者一般情況

DAI組22例患者中3例常規(guī)CT和MRI檢查表現(xiàn)正常，但臨床有持續(xù)昏迷，TDI表現(xiàn)點狀高信號（圖1）。5例有顱骨不同部位骨折，18例有腦挫裂傷，其中發(fā)生于胼胝體壓部13例（圖2），胼胝體膝部9例，額顳頂葉8例，半卵圓中心6例，左側(cè)內(nèi)囊6例，右側(cè)內(nèi)囊7例，基底節(jié)區(qū)5例，腦干1例；蛛網(wǎng)膜下腔出血14例，硬膜外血腫5例，硬膜下血腫9例。

2.DTI結(jié)果及分析

正常對照組行DTI掃描，測量各ROI區(qū)域FA值，在正常對照組中（表1），胼胝體壓部FA值最高，其次是胼胝體膝部，正常人雙側(cè)相應(yīng)區(qū)域，左側(cè)FA值較右側(cè)FA值略高，差別沒有統(tǒng)計學(xué)意義。與對照組比較（表2），DAI組早期胼胝體壓部、胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值有明顯的降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P值分別為0.000、0.000、0.001、0.028）。從各感興趣區(qū)FA值與患者GCS評分的相關(guān)系數(shù)及相應(yīng)P值中（表3），DAI組早期胼胝體壓部FA值與GCS評分具有的相關(guān)性（P值＜0.05）。

表1 對照組各感興趣區(qū)平均FA值

表2 DAI組早期與對照組雙側(cè)FA均值比較

圖1 車禍傷后4天，傷后持續(xù)昏迷。A.T2WI 胼胝體壓部右側(cè)小片狀高信號(箭）。B.FA圖胼胝體壓部右側(cè)各向異性性下降（箭）。C.DTI示胼胝體右側(cè)纖維束局部形態(tài)不規(guī)整，連續(xù)性不佳（箭）。

圖2 車禍傷4天。A.T2WI未見明顯異常信號影。B.TDI示右側(cè)半卵圓中心點狀高信號（箭）。圖3 正常志愿者FA圖。

表3 DAI組FA值與GCS評分相關(guān)分析

討 論

彌漫性軸索損傷是一種閉合性、彌漫性顱腦損傷，其發(fā)病機(jī)制是由于頭顱受到特定的外力作用，腦白質(zhì)與灰質(zhì)因慣性加速度不同而產(chǎn)生瞬間剪切力作用于神經(jīng)纖維，從而導(dǎo)致相應(yīng)部位腦組織的軸索結(jié)構(gòu)破壞和小血管撕裂[1]。Strich等于1956年通過5例嚴(yán)重閉合性腦外傷病人的尸檢材料，發(fā)現(xiàn)DAI的病理學(xué)改變，軸突回縮球形成是DAI特征性病理征象[2]。雙側(cè)大腦皮質(zhì)-髓質(zhì)交界處、白質(zhì)、胼胝體、腦干等部位是剪切力易損傷區(qū)，DAI病灶的特征性部位主要集中在軸索密集的胼胝體、內(nèi)囊、基底節(jié)區(qū)及腦干等中線區(qū)域[3]。本研究13例發(fā)生于胼胝體壓部，9例發(fā)生于胼胝體膝部，8例發(fā)生于額顳頂葉，6例發(fā)生于半卵圓中心，6例發(fā)生于左側(cè)內(nèi)囊，7例發(fā)生于右側(cè)內(nèi)囊，5例發(fā)生于基底節(jié)區(qū)，1例發(fā)生于腦干，其中發(fā)生于胼胝體區(qū)的病灶最多，這可能與胼胝體位于大腦半球縱裂的底部，相對較牢固解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)（圖3），所以當(dāng)產(chǎn)生特定的外力時該處結(jié)構(gòu)更易損傷。

由于彌漫性軸索損傷病理改變的特殊性及病灶的微小性，傳統(tǒng)影像學(xué)檢查常不能顯示出損傷的區(qū)域，更無法直接對患者傷情和預(yù)后的評估，因此，準(zhǔn)確及時早期發(fā)現(xiàn)這些患者損傷的程度和范圍，以便臨床早期評估病情，對患者的治療及預(yù)后具有重要的意義。磁共振張量成像（DTI)通過對水分子彌散各向同性和各向異性的定量，可以提供腦部細(xì)微結(jié)構(gòu)的信息[4]。同時DTI對神經(jīng)纖維束的走形方向可以完整的顯示，能在DAI損傷的早期發(fā)現(xiàn)病灶，提高DAI患者的預(yù)后（圖2）。DTI最常見有兩個參數(shù)，即部分各向異性和表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC)。FA是指彌散的各向異性成分與整個彌散張量的比值，其數(shù)值為0～1，腦白質(zhì)的彌散在與神經(jīng)纖維方向一致時，其彌散FA值最大，接近于1，當(dāng)神經(jīng)纖維的完整性受到破損時，F(xiàn)A值降低，F(xiàn)A值與神經(jīng)元脫失、神經(jīng)纖維方向改變關(guān)聯(lián)密切，因此被稱為“髓鞘損失的指針”[5]。本研究中，正常對照組胼胝體壓部FA值最高，其次是胼胝體膝部，正常人雙側(cè)相應(yīng)區(qū)域，左側(cè)FA值較右側(cè)FA值略高，差別沒有統(tǒng)計學(xué)意義，DAI組早期胼胝體壓部、胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值降低，與對照組的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，DAI患者早期FA值的降低可能是由于DAI患者軸索細(xì)胞膜腫脹、扭曲，水分子在平行于軸索方向的阻力增加，擴(kuò)散減弱，而垂直于軸索方向的擴(kuò)散加強(qiáng)，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散的各向異性降低。在常規(guī)影像上有些病灶沒有水腫或出血，而FA值降低，提示DAI組患者這些部位也存在軸索損傷（圖3）。有研究[6]顯示損傷區(qū)FA值降低可能與損傷使局部腦組織破壞引起該部位各向異性降低有密切相關(guān)。本研究胼胝體壓部、胼胝體膝部及內(nèi)囊前肢、后肢FA值的降低，這與而腦外傷患者中DAI最易出現(xiàn)的區(qū)域包括皮髓質(zhì)交界區(qū)、內(nèi)囊和胼胝體等深部白質(zhì)纖維及腦干上部有關(guān)。姜興岳等[7]研究認(rèn)為FA值降低不僅出現(xiàn)胼胝體、內(nèi)囊，半卵圓中心區(qū)域也出現(xiàn)FA值降低，本研究半卵圓中心區(qū)域未出現(xiàn)FA值得降低，可能與我們使用1.5T成像設(shè)備敏感準(zhǔn)確度略低有關(guān)，有待于進(jìn)一步研究。本研究是針對DAI患者行早期DTI檢查，有利于臨床對DAI患者早期治療及減少并發(fā)癥的發(fā)生。

目前，臨床GCS評分主要依據(jù)昏迷程度評估腦損傷的嚴(yán)重程度，將創(chuàng)傷性腦損傷患者分為三度：輕度（13～15分）、中度（9～12分）及重度（3～8分）。本研究收集重度昏迷（3～8分）10例，中度昏迷（9～12分）5例，輕度昏迷（13～15分）7例，本研究發(fā)現(xiàn)，胼胝體壓部的FA值與GCS評分成正相關(guān)(r=0.736，P＜0.05)，即DAI患者損傷越嚴(yán)重，F(xiàn)A值越小，與以往文獻(xiàn)報道一致[8-9]。筆者分析原因可能包括：主要與胼胝體壓部解剖及功能有關(guān)，胼胝體壓部前后徑較大且肥厚，受到外力撞擊作用較大，且胼胝體壓部容易損傷，其次胼胝體壓部的神經(jīng)纖維較為密集，是連接雙側(cè)顳枕葉的神經(jīng)纖維，其損傷往往出現(xiàn)下肢運(yùn)動、感覺功能障礙、同向偏盲、失讀和失語等癥狀，與GCS評分關(guān)系密切，因此與GCS評分有較強(qiáng)的相關(guān)性。但本研究中也發(fā)現(xiàn)，內(nèi)囊及半卵圓中心部位FA值與GCS評分之間均無顯著相關(guān)性，可能原因：內(nèi)囊位于尾狀核和丘腦與豆?fàn)詈酥g的帶狀髓質(zhì)結(jié)構(gòu)，外傷時受到剪切力較小，所以DAI患者出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙癥狀較輕，因此與GCS評分之間無顯著相關(guān)性。腦干損傷患者可出現(xiàn)深昏迷及嚴(yán)重的運(yùn)動感覺等功能障礙，預(yù)后常不良[10]。劉克君等[11]研究認(rèn)為腦干區(qū)平均FA值與患者GCS評分之間存在顯著的正相關(guān)，本研究沒有將腦干區(qū)域納入測量FA值，主要原因是腦干受顱底骨結(jié)構(gòu)的影響，腦干區(qū)域DTI成像形狀改變明顯，定位及測量準(zhǔn)確性差。隨著磁共振軟件的迅速發(fā)展與完善及硬件的更新，F(xiàn)A值得測量將會更加準(zhǔn)確和便捷，在外傷患者應(yīng)用會更加廣闊。

總之，DTI是DAI患者病灶檢出的敏感序列，胼胝體壓部、胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢及內(nèi)囊后肢部位FA值的降低可以為DAI診斷、病情的評估、治療及預(yù)測患者的預(yù)后等方面提供更多的影像學(xué)依據(jù)。

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