磁共振擴散張量成像診斷輕度創傷性腦損傷的價值

滕陳迪 周小青 付垚 鄭文龍*

創傷性腦損傷（TBI）是臨床常見的神經外科疾病，是外力引起的創傷性結構損傷和/或腦功能障礙。TBI按臨床癥狀、體征分為輕、中、重三型，以輕型創傷性腦損傷（mTBI）最常見，約占TBI 的70%～90%。mTBI癥狀輕微，CT 檢查可呈假陰性，因此臨床常未給予足夠重視，但可在傷后存在持久的軀體、認知和行為損害癥狀，嚴重者甚至會造成終身殘疾。本文探討磁共振擴散張量成像（DTI）在mTBI 中的診斷價值，為臨床早期診斷、合理治療提供影像學依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2018 年12 月至2020 年6 月本院mTBI 患者30 例、正常對照組30 例。mTBI 患者納入標準：有明確外傷史，外傷時間在1 周內；年齡10～60歲；伴或不伴意識喪失（伴意識喪失，持續時間<30 min）；外傷后遺忘，持續時間<24 h；頭顱CT 檢查未見明顯異常。排除標準：外傷時間>1 周；中、重型顱腦外傷或既往顱腦外傷史；精神疾病史；CT 或MR 檢查發現顱內腫瘤、感染、出血等疾病；造成認知改變的藥物成癮者。正常對照組納入和排除標準：年齡、性別與mTBI組匹配；無既往顱腦外傷史、精神疾病史、藥物成癮史。CT 或常規MR 檢查未見異常。兩組受檢者均被告知檢查的目的、方式、過程、注意事項，以取得受檢者最大的配合，以免造成人為檢查誤差。本項目經本院倫理委員會批準，患者簽署知情同意書。

1.2 方法（1）掃描檢查：利用GE Signa HDxt 3.0T MR成像系統，8 通道頭部相控陣線圈，行顱腦MR 掃描。常規橫斷位T1WI 序列（TR 2125 ms，TE 24 ms）、橫斷位和矢狀位（FSE）T2WI（TR 4300 ms，TE 120 ms）或矢狀位T1WI 序列（TR 2125 ms，TE 24 ms）、橫斷位T2WI FLAIR（TR 7200 ms，TE 165 ms）和DWI（TR 5700 ms，TE 80 ms，彌散敏感系數b 值1000 s/mm2）。DTI 序列橫斷位掃描參數：采用梯度回波-回波平面成像（GRE-EPI）序列進行DTI 掃描，層厚4 mm，層間距0 mm，矩陣128×128，FOV240 mm×240 mm，b 值為1000 s/mm2（采集16 個方向）。（2）后處理：DTI 原始數據傳至AW4.6 后處理工作站，采用Footbool 軟件包中的Tensor 軟件，對擴散張量成像數據進行校正，構建各向異性圖（FA 圖）。所有研究對象均在兩側額葉白質區、顳葉白質區、內囊后肢及胼胝體膝部、壓部等8 個部位設感興趣區（ROI），ROI 面積統一為30 mm2，測量、記錄ROI的FA 值、ADC 值，然后重建纖維束偽彩圖。

1.3 統計學方法 采用SPSS 20.0 統計軟件。計量資料以（）表示，用t 檢驗，組間比較采用單因素方差分析，計數資料以n（%）表示，分類資料用χ2檢驗，P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 mTBI組車禍傷16 例，摔倒傷4 例，高處墜落、毆打傷、重物砸傷、碰撞傷各1 例，另有6 例外傷原因不明。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 DTI 數據統計分析 mTBI組和對照組兩側額葉白質區、顳葉白質區、內囊后肢、胼胝體膝部、壓部等8 個ROI 的FA 值差異無統計學意義，ADC 值除左側顳葉白質外，其余差異均無統計學意義。見圖1、2，表2、3。

圖1 胼胝體膝部、壓部FA測量圖

圖2 胼胝體膝部、壓部ADC測量圖

表2 兩組腦內結構的FA值比較（）

表2 兩組腦內結構的FA值比較（）

表3 兩組腦內結構的ADC值比較（×e-10mm2/s，）

表3 兩組腦內結構的ADC值比較（×e-10mm2/s，）

2.3 纖維束偽彩圖觀察 mTBI 患者中，1 例常規MR、DWI 顯示兩側額葉扣帶回、皮層下、胼胝體膝部腦損傷，DTI 偽彩圖表現為白質纖維束走行紊亂、中斷、部分缺損（見圖3）；1 例兩側額葉皮層下、1 例右側額顳葉皮層下及半卵圓區散在斑點狀腦損傷，偽彩圖未見明顯纖維束紊亂、中斷、缺損征像，其余27 例常規MR未見明顯異常信號，偽彩圖顯示白質纖維束走行自然、形態完整（見圖4）。

圖3 異常DTI偽彩圖，兩側額葉扣帶回、胼胝體膝部，白質纖維束白質纖維束走行紊亂、中斷、部分缺損（箭頭）。

圖4 正常DTI偽彩圖走行自然、形態完整

3 討論

mTBI 是指由于創傷事件導致的短暫意識喪失時間<30 min，一過性記憶功能障礙或定向障礙，或者兩者均存在持續時間<24 h［1］。mTBI 臨床癥狀大多輕微，除臨床病史及患者主觀資料外，影像學診斷對mTBI 的診斷尤為重要，但CT 及常規MRI 在mTBI 的早期診斷及預后評估中的價值有限。以往認為CT 陰性的mTBI 不存在顱內器質性損傷改變，臨床出現頭痛、頭暈、注意力不集中、易怒、記憶力減退等癥狀系神經功能紊亂所致。但近年來研究發現mTBI 患者可存在器質性改變［2］，且病灶多位于大腦皮層下、胼胝體、半卵圓中心、扣帶回、內、外囊等部位。由于DTI 是目前唯一可在活體無創性定量研究腦白質纖維束的方法，故在上述位置設立感興趣區（ROI）測定腦白質纖維束的FA 值和ADC 值能夠評價腦白質損傷后的顯微病理變化。

mTBI 包括腦震蕩、彌漫性軸索損傷（DAI）及腦挫裂傷等，其可導致腦水腫、微出血、軸索及神經傳導束斷裂，并引起腦組織代謝產物的變化，從而影響腦組織密度、血流量及神經傳導，導致腦功能障礙，出現臨床癥狀與體征并隨其嚴重程度而產生相應變化。蔣熙攘等［3］研究認為，腦震蕩存在大腦皮質多發不同程度的軸索損傷，與彌漫性軸索損傷類似，可出現皮層下灰白質交界處、胼胝體及腦干等部位的微小出血灶。多數作者認為，在mTBI 中，由于神經纖維束、軸索損傷、斷裂及周圍小血管損傷，在DTI 上表現為髓鞘的不完整、扭曲及各向異性的降低，導致FA 值降低［4-7］，但有少數研究認為mTBI 患者外傷早期腦組織FA 值升高，表明神經纖維的細胞毒性水腫，導致軸索的腫脹和水分子擴散受限，并認為在腦損傷早期，FA 值升高可作為預測預后不良的生物學標志［8］。另有作者認為白質損傷區FA 值可呈雙向變化，且升高和降低的FA 值異常區域的空間分布也不同，FA 值降低區與已知的mTBI 的空間分布一致，FA 值升高區多位于皮層下白質，因此FA 值升高是否確定能夠反映預后不良還需做進一步研究［9］。本資料結果顯示，與正常對照組比較，mTBI 患者兩側額葉白質區、顳葉白質區、內囊后肢、胼胝體膝部、壓部等8 個ROI 的FA 值差異均無統計學意義，與上述文獻研究有所差異，作者認為可能與所收集的mTBI 患者外傷輕微，腦組織損傷不顯著以致在DTI 上顯示不出FA 值的顯著異常變化。從本組30 例mTBI 患者DTI 偽彩圖中僅1 例顯示白質纖維束走行紊亂、中斷、部分缺損也可說明上述情況。另外，理論上mTBI易發生于胼胝體、皮層下、半卵圓中心、扣帶回、內、外囊等部位，但并不是所有mTBI 患者均發生于上述部位和不發生于其他部位，由于本研究設計ROI 測量位置固定，故推測存在病灶部位漏測的可能。

ADC 做為評價細胞水分子擴散能力的指標，在mTBI 中，ADC 值升高反映了血管源性水腫，提示可能是腦損傷較輕的標志，而ADC 值降低反映了細胞毒性水腫或病灶內微出血和軸索斷裂形成細胞膜碎片導致水分子擴散受到限制，因此能夠提示腦損傷的嚴重程度和評價預后情況［10-12］。本研究結果顯示，除左側顳葉白質外，兩組額葉白質區、右顳葉白質區、兩側內囊后肢、胼胝體膝部、壓部等7 個ROI 的ADC 值均無統計學差異，但30 例mTBI 中，3 例共5 個ROI 的ADC 值明顯降低，表明部分mTBI 患者局部腦損傷較嚴重，因而顯示ADC 值的明顯降低。

雖然本研究結果與文獻有所差異，但DTI 可以較精確地測量mTBI 患者的FA 值和ADC 值，直觀顯示腦白質纖維束的微觀結構變化和完整性，結合常規MRI 可為臨床診斷和病情監測提供一種客觀的影像學定量評估手段。