磁共振彌散張量成像及腦CT灌注成像在重型顱腦損傷患者中的應用

李 駿 許建興 沈 燁 何 赟 顧勇堅 惲 健

江蘇大學附屬武進醫院，江蘇 常州 213017

顱腦損傷主要與意外事故、暴力事件、運動損傷等有關，其發生情況和人群相關，一般來說，男性、年輕人和從事高危職業者（如運動員、建筑工人等）更容易發生顱腦損傷［1-3］，某些疾病（如癲癇、卒中等）也可能導致顱腦損傷。輕微的顱腦損傷可能只表現為頭痛、頭暈等癥狀，重型顱腦損傷則可能導致昏迷、失憶等嚴重后果［4-6］。顱腦損傷后可能出現不同程度的神經系統障礙，如肢體無力、感覺異常、言語困難等，甚至可能導致永久性殘疾［7-9］。

磁共振彌散張量成像是一種功能性成像技術，可通過測量水分子在組織結構中的自由擴散描繪神經纖維束的方向、大小和連通性［10］，目前廣泛應用在神經系統疾病的診斷和治療方案制定、腦損傷后康復情況評估、癲癇的病因研究中［11-13］。腦CT 灌注成像是一種非侵入性的影像學檢查技術，可用于評估腦組織血流情況，其可提供腦組織的灌注信息，在評估腦血管疾病和顱內腫瘤等方面具有很大優勢，且檢查時間較短，通常只需幾分鐘即可完成。相對于其他灌注成像技術（如MRI灌注成像），CT灌注成像更適用于急診情況［14-16］。本研究將上述影像學成像技術應用于180例顱腦損傷患者，通過分析其診斷價值，旨在為顱腦損傷患者病情評估提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2021-03—2022-03 江蘇大學附屬武進醫院診治的顱腦損傷患者180 例為對象。納入標準：（1）符合顱腦損傷診斷標準［17］，且經頭顱CT 檢查確診；（2）接受磁共振彌散張量成像及腦CT灌注成像檢查；（3）入院時采用格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale，GCS）評估［18］。排除標準：（1）合并顱腦腫瘤者；（2）有磁共振彌散張量成像及腦CT灌注成像檢查禁忌證者，如體內存在金屬制品；（3）肝、腎功能障礙者；（4）合并精神性疾病者；（5）重癥創傷性損傷需緊急處理者；（6）顱腦手術史者。根據GCS評估結果分為輕度損傷組（102例）、中度損傷組（42 例）、重度損傷組（36 例）。3 組一般資料比較見表1，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

表1 3組一般資料比較Table 1 Comparison of general data among the three groups

1.2 方法磁共振彌散張量成像檢查：使用GE 3.0T HDxt MRI檢查，常規MRI頭顱平掃，T1WI：重復時間（repetition time，TR）2 025 ms，回波時間（echo time，TE）8.4 ms；T2WI：TR 4 000 ms，TE 94 ms，矩陣320×201，視野193 mm×230 mm；擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）：TR 2 900 ms，TE 84 ms，層厚5 mm，間隔1 mm，矩陣128×128，視野230 mm×230 mm，掃描時間33 s，b 值1 000 s·mm-2；彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）：TR 6 400 ms，TE 82 ms，層厚2.5 mm，無間隔，矩陣128×128，視野230 mm×230 mm，2個彌散權重，b值為0和1 000 s·mm-2。在13 個各向同性方向分別施加彌散敏感梯度，上傳圖像處理，得到各向異性分數（fractional anisotropy，FA）圖并測量FA值。見圖1。

圖1 磁共振彌散張量成像檢查示右側顳葉梗死灶，CBF減低，FA值增高Figure 1 MRI diffusion tensor imaging showed right temporal lobe infarction, CBF decreased, FA value increased

腦CT 灌注成像檢查：使用飛利浦Brilliance iCT 256層螺旋CT儀檢查，患者取仰臥位，進行CT平掃，由肘靜脈高壓注射器以4.0 mL/s速率注射30～40 mL優維顯團注，延時5 s 后灌注掃描。選取brain standard 模式，管電壓80 kV，管電流125 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，掃描厚度130 mm，探測器63 mm×1.25 mm。速度0.4 s/轉，間隔時間5.5 s，進行15次連續掃描，得到390 幀圖像。將圖像傳送并分析，掃描兩側參數并取平均值，獲取腦血流灌注率（cerebral blood flow，CBF）值。

1.3 統計學處理采用SPSS 22.0 統計學軟件進行數據分析，計數資料用n（%）表示，行χ2檢驗；符合正態分布的計量資料用±s 表示，行單因素ANOVA分析，相關性采用Spearman 相關性分析，建立受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析磁共振彌散張量成像聯合腦CT 灌注成像對重度顱腦損傷患者病情的評估價值，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3 組一般資料比較3 組患者性別、年齡、致傷原因、受傷至就醫時間比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 3 組FA、CBF 值比較3 組FA值、CBF 值比較差異均有統計學意義（P＜0.05），輕度損傷組FA值、CBF值高于中度損傷組及重度損傷組（P＜0.05）。見表2、圖2。

表2 3組FA、CBF值比較 （±s）Table 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups （±s）

表2 3組FA、CBF值比較 （±s）Table 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups （±s）

注：與輕度損傷組比較，*P＜0.05，與中度損傷組比較，#P＜0.05。

組別輕度損傷組中度損傷組重度損傷組F值P值n 102 42 36 FA值0.69±0.13 0.62±0.09*0.52±0.07*#31.683＜0.001 CBF值/［mL/（100 g·min）］20.18±3.43 17.10±3.38*15.02±3.34*#34.784＜0.001

圖2 3組FA、CBF值比較Figure 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups

2.3 FA、CBF 值與顱腦損傷患者病情的相關性分析Spearman相關性分析顯示，FA、CBF值與顱腦損傷患者病情呈顯著負相關，FA、CBF 值越小，顱腦損傷越嚴重（P＜0.05）。見表3。

表3 FA、CBF值與顱腦損傷患者病情的相關性分析Table 3 Correlation analysis among FA,CBF values and the condition of patients with craniocerebral injury

2.4 FA、CBF值及聯合對重度顱腦損傷患者病情的預測價值建立ROC曲線分析FA值、CBF值及聯合對重度顱腦損傷患者病情的價值，結果顯示FA 值、CBF值及聯合評估重度顱腦損傷患者病情程度的曲線AUC 分別為0.873、0.804、0.883，均具有一定預測價值。當取最佳cut-off 值時，敏感度分別為0.750、0.799、0.840，特異度分別為0.917、0.694、0.833。見表4、圖3。

表4 FA、CBF值及聯合對重度顱腦損傷患者病情的預測價值Table 4 Value of FA, CBF and combined application in patients with severe craniocerebral injury

圖3 FA、CBF 值及聯合對重度顱腦損傷患者病情預測的ROC曲線Figure 3 ROC curve of the FA, CBF and combined application in patients with severe craniocerebral injury

3 討論

顱腦損傷發生后患者病情可能急劇惡化，需及時救治。顱腦損傷的臨床表現依病情嚴重程度分為輕度、中度和重度。輕度顱腦損傷表現為頭痛、頭暈、惡心、嘔吐等癥狀，意識清醒［19-21］；中度顱腦損傷表現為輕度損傷基礎上的意識模糊或混亂，可能出現輕微的神經系統障礙［22-24］；重度顱腦損傷表現為昏迷、癲癇、呼吸困難、高血壓、低血壓等嚴重并發癥，可能出現難以逆轉的神經系統障礙［25-27］。

研究發現，磁共振彌散張量成像在腦小血管病中具有較高的價值，通過無創顯示白質纖維超微結構等為疾病的診斷及預測提供可能［28］。研究指出，腦CT 灌注成像對診斷早期重型顱腦損傷具有較高的準確率［29］。本研究顯示，重度損傷組患者FA 值、CBF值明顯較輕度與中度組低，分析其可能原因，FA是用于描述水分子在組織中擴散方向分布差異性的參數，它是一種評估白質神經元纖維束結構組織有序性和完整性的指標［30-31］。FA 值越高，表示纖維束越有序和緊密，反之則纖維束越無序和松散［32］。因此，FA值通常用于評估腦白質的微結構和纖維束損傷程度。高FA 值常見于正常白質區域，低FA 值則與多種腦部疾病，如腦卒中、多發性硬化癥等相關。CBF 是指腦部單位時間內通過的血流量，通常用來評估神經元的代謝活動，其可通過多種影像技術測量得到［33-35］。CBF 的變化通常意味著神經元的功能狀態發生改變。重度顱腦損傷通常導致腦部組織嚴重損傷和炎癥反應，往往影響腦部的微結構和代謝功能。對于FA值來說，重度顱腦損傷可能導致神經元纖維束完整性降低、水分子擴散方向松散和無序，從而導致FA值下降。對于CBF值來說，重度顱腦損傷可能導致腦血管受損、血流灌注不足或局部缺血，從而導致CBF 值下降。因此，重度顱腦損傷患者FA、CBF值較低。Spearman相關性分析表明，顱腦損傷患者病情嚴重程度與FA、CBF值呈負相關，分析其原因，顱腦損傷可能導致神經元纖維束完整性降低、水分子的自由擴散方向變得松散和無序，從而導致FA 值下降。這些結構和功能的損傷程度與顱腦損傷患者的臨床癥狀和病情密切相關，更嚴重的結構和功能損傷通常伴隨更嚴重的病情。這些血流灌注相關的異常與顱腦損傷患者的病情也密切相關，缺血區域更多或血流灌注恢復較慢的患者病情通常更為嚴重。因此，FA、CBF值與顱腦損傷患者病情呈負相關。本研究發現FA、CBF 值聯合用于診斷重度顱腦損傷患者，明顯提高了診斷效能，這是由于FA 值可反映白質纖維束及其腦組織結構的完整性，CBF值可反映腦血流灌注情況，聯合FA和CBF值可為重度顱腦損傷患者的病情評估提供更全面、準確的信息，有助于制定個體化的治療方案及預測預后。

磁共振彌散張量成像聯合腦CT 灌注成像檢查能夠有效提高對重型顱腦損傷患者病情的評估價值，為早期治療提供可能。本研究存在一些不足，如未納入更多定量分析指標，且研究對象有限，在今后的研究中將進一步完善試驗方案，以提高結論的可靠性。