磁共振彌散張量成像在重型顱腦損傷診斷中的應用

姚興軍 王岳華 丁正斌 侯文仲 鄧光策 曾敏敏

清遠市人民醫院神經外科，廣東清遠 511518

磁共振彌散張量成像（DTI）是擴散成像概念之一[1]，是在分子水平上研究組織中水分子隨機運動的一種無創性的功能性磁共振成像技術。 在人體生理條件下，水分子在各個方向上的擴散率不同，即各向異性擴散，DTI 能夠測量到三維空間方向上水分子擴散的方向和擴散程度[2]，描述組織的各向異性特點，精確地用來研究纖維走行方向。 為了探討DTI 在重型顱腦損傷診斷中的應用價值，本組研究對象為2009年7月～2010年7月我院收治的68 例重型顱腦損傷患者，實施DTI 檢查方法，與55 例健康體檢者進行對照分析，現總結如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2009年7月-2011年12月我院收治的68 例重型顱腦損傷患者（GCS 3～8 分）設為觀察組，與55 例健康體檢者（對照組）進行比較分析。 觀察組包括男45 例、女23 例；年齡21～60歲，平均（32.36±11.58）歲；車禍傷37 例、墜落傷22 例、撞擊傷9例。對照組包括男37 例、女18 例；年齡20～59 歲，平均（31.29±12.08）歲；車禍傷32 例、墜落傷18 例、撞擊傷5 例。 兩組患者均為昏迷患者，傷后昏迷時間＞6h，且均排除既往其他器官嚴重疾病、內分泌疾病、代謝性疾病、器質性腦病及神經精神系統疾病，無一例有顱腦手術史。 兩組患者在性別、年齡、受傷機制、GCS 分數、合并癥、顱腦手術史等方面差異無統計學意義（P>0.05）。

1.2 方法

68 例重型顱腦損傷患者，實施DTI 檢查方法，與55 例健康體檢者進行對照分析。DTI 采用GE3.0T 磁共振機(美國通用醫療器械公司)，采用單次激發平面回波平面成像：彌散加權系數B 值取0 和1 000，TR／TE：10300 ms/ 76 ms，層厚3 mm；層數90 層；視野（FOV）350 mm× 350 mm；采集矩陣128×128。

1.3 評價指標

利用GE3.0T 工作軟件進行數據后處理，得到各向異性分數(fractional ani-sotropy，FA) 圖。 將FA 圖上對兩組胼胝體壓部(splenium of corpus callosum，sCC)、胼胝體膝部(genu of corpus callosum，gCC)、雙側內囊后肢（LgIC、RgIC）、雙側內囊膝（LpIC、RpIC）定為興趣區(region of interest，ROI)，并選取10 例患者健側對稱部位及白質區損傷病灶作為ROI。 ROI（15～20 cm2），取同一地方3 處平均值。

1.4 統計學分析

數據采用SPSS 13.0 統計軟件對數據進行分析。兩組間比較采用配對資料的t 檢驗；率的比較采用χ2檢驗。設P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組各ROI 的FA 值的比較

兩組各ROI 的FA 值的比較如表1，觀察組sCC、gCC、LpIC、LgIC、RpIC、RgIC 值均顯著低于對照組， 其差異具有統計學意義（P<0.05）。

2.1 創傷組各ROI 的FA 值與GCD 分的關系

創傷組各ROI 的FA 值與GCD 分的關系如表2，只有LpIC、LgIC 的FA 值與GCS 相關性顯著（P<0.05），其余均無明顯相關性（P>0.05）。

表1 兩組各ROI 的FA 值的比較（±s）

表1 兩組各ROI 的FA 值的比較（±s）

組別例數sCC gCC LpIC LgIC RpIC RgIC對照組觀察組P 值68 55 0.849±0.012 0.614±0.052＜0.05 0.836±0.039 0.602±0.041＜0.05 0.776±0.058 0.545±0.061＜0.05 0.798±0.047 0.517±0.036＜0.05 0.795±0.055 0.526±0.039＜0.05 0.782±0.046 0.522±0.061＜0.05

3 討論

顱腦損傷是指顱腦在外力的作用下所致的損傷，無論在和平或戰爭時期都是一類極為常見的損傷性疾病。 其發生率次于四肢居第2 位，但由于傷及中樞神經系統，其死亡率和致殘率都很高，居第1 位。 尤其重型顱腦損傷在各國神經外科都普遍存在，在顱腦損傷中約占20%，但由于病情兇險，預后不佳，在美國每年約有7 500 人因此致死，125 000 致殘。 顱腦損傷最常見的原因是車禍，占所有患者的一半左右。 本組患者受傷機制以車禍傷為主，基本符合文獻報道。 其它常見原因有爆炸、墜落、工礦等事故及各種銳器、鈍器對頭部的傷害。 顱腦損傷主要發生在成年人，好發于15～44 歲，平均年齡在30 歲左右，男性為女性的2 倍。本研究中男女比例約為2∶1，平均年齡為31.83 歲。當前CT 檢查已普遍成為顱腦損傷患者的首選檢查方法，但CT檢查對于5 mm 以下的病灶敏感度低， 當發現病灶時往往易發生一些微血管的破裂，導致出現了出血點或血腫灶。 常規磁共振顯像技術雖然在出血點或血腫灶的發現上較CT 敏感，但對神經軸索損傷及一些非出血性損傷敏感度低，無法達到早發現早處理的目的。 目前認為，能彌補這一缺陷的技術當屬磁共振擴散張量成像技術[3]。

表2 創傷組各ROI 的FA 值與GCD 分的關系

磁共振擴散張量成像技術是在DWI 的基礎上[4]，在6～55 個線方向上施加彌散敏感梯度而獲得圖像，能動態顯示腦白質的生理演變過程，三維顯示大腦半球白質纖維束的走行和分布，了解病灶與纖維束的關系，協助腦外科醫生制定手術計劃，避免術中纖維束損傷。 它利用組織中水分子的自由熱運動的各向異性的原理，探測組織的微觀結構，達到研究人體功能的目的。 目前，磁共振擴散張量成像技術是唯一可在活體顯示腦白質纖維束的無創性成像方法。

DTI 是在DWI 基礎上，在6～55 個線性方向上施加射頻脈沖，多采用單次SE-EPI 序列，每個方向上均使用相同的較大b 值，計算各個方向上的彌散張量而成像。 用DTI 示蹤白質纖維的走行，其基本原理是通過一個主本征值，尋找一個與其接近的體素，將這些體素聯系起來，達到顯示白質纖維的目的。其參數中，應用較多的是FA 值[5]，其原因有：①由于FA 圖像可以提供較好的灰白質對比，易選擇感興趣區，使得所測量的FA 值較準確；②FA 值不隨坐標系統旋轉方向的改變而改變，且FA 值是組織的物理特性，在同一對象不同時間、不同成像設備及不同對象間獲得的數值具有可比性。

本組研究對象為2009年7月-2010年7月我院收治的68 例重型顱腦損傷患者，實施DTI 檢查方法，與55 例健康體檢者進行對照分析。 本研究中，DTI 采用GE1.5T 磁共振機，是GE公司制造的3.0T 超導型高場強磁共振設備(MR)，在同規格設備中，其軟件和硬件的配置是最完善的。除了肺部以外，MR 可以做全身各部位的磁共振掃描，MR 在中樞神經系統、脊柱病變、 骨關節及軟組織病變的診斷價值是無法用其它設備替代的。 在中樞神經系統方面對腦血管性病變；腦與脊髓的外傷、先天畸形、炎癥和腫瘤；新生兒缺血缺氧性腦病的診斷具有絕對優勢。 磁共振胰膽管水成像（MRCP）和各部位的血管成像（MRA、MRV）可在無創傷的情況下清晰顯示病變，其中磁共振胰膽管水成像（MRCP）能很好顯示膽總管下端結石或腫瘤，診斷價值明顯優于CT 與B 超。 該系統具備上述多項顯著優勢，是迄今為止業界最為先進的磁共振，代表了磁共振技術未來的發展方向，開創了全身系統性疾病診斷的臨床應用新領域。通過該系統的檢測，我們發現，通過兩組各ROI 的FA 值的比較 發 現，觀 察 組sCC（0.849±0.012）、gCC（0.614±0.052）、LpIC

（0.776±0.058）、LgIC（0.798±0.047）、RpIC(0.795±0.055)、RgIC(0.782±0.046)值均顯著低于對照組(0.614±0.052、0.602±0.041、0.545±0.061、0.517±0.036、0.526±0.039、0.522±0.061），其差異均具有統計學意義（P<0.05）。觀察組的FA 值較對照組顯著降低，可以解釋為顱腦外傷導致病灶白質在形態及功能上出現異常，使水分子彌散方向的規律性被破壞，出現FA 值得相對降低[6]。 本組數據還顯示創傷組LpIC、LgIC 的FA 值與GCS 相關性顯著（P<0.05），其余均無明顯相關性（P>0.05），考慮為內囊后肢走形纖維主要為錐體束，是下行運動傳導束，其損傷程度與GCS 關系最密切所致。可見，磁共振擴散張量成像技術應用于重度顱腦損傷臨床診斷具有準確、敏感的特征，再加上其操作簡單、無創的優點，可作為重度顱腦損傷早期診斷的主要手段。

[1] 王博成，李梅，吳利忠，等. 磁共振彌散張量成像在創傷性腦損傷診斷中的應用[J]. 上海交通大學學報(醫學版)，2009，29(12)：1491-1494.

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