磁敏感加權(quán)成像在腦外傷中的應(yīng)用

徐玉蕓李 梅丁小龍吳利忠馮東福

隨著國(guó)內(nèi)交通、建筑事業(yè)的發(fā)展,創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain in jury,TBI)的患者也在逐年增多,其中青中年人占多數(shù)。輕中度腦外傷患者可以得到不同程度的恢復(fù),但是仍有部分會(huì)有頭痛、記憶力衰退、健忘等;重癥患者留下嚴(yán)重后遺癥,增加社會(huì)負(fù)擔(dān)。因此早期診斷和治療非常重要。腦外傷的嚴(yán)重程度和腦外傷的類型、部位、出血灶的多少相關(guān),應(yīng)用新的技術(shù)成像可以更早的診斷,并能夠發(fā)現(xiàn)更多小的病灶[1]。本研究對(duì)常規(guī)CT、MRI及DTI、SWI顯示出血性病灶的能力進(jìn)行比較,以優(yōu)化檢查方法。

方 法

1.臨床材料

收集我院2008年7月至2009年8月經(jīng)臨床證實(shí)首次腦外傷患者,年齡18～55歲,無(wú)酗酒、高血壓、腦梗死、腦腫瘤、炎癥等病史。共34例患者入選,男性 26例,女性8例,平均年齡35.0歲。車禍傷 23例,墜落傷2例,打擊傷及摔傷9例,入院時(shí)GCS5～8分9例,9～12分 6例,13～15分 19例。根據(jù)GCS評(píng)分,分為輕度 TBI組19例(GCS 13～15分)和中重度TBI組15例(GCS 5～12分),其中經(jīng)臨床診斷為彌漫性軸索損傷(DAI)患者為5例。

2.檢查方法

使用美國(guó)GE1.5T雙梯度MR儀,常規(guī)行軸位T1WI(TR/TE1850/10m s,T I750ms),T2WI(TR/TE 4140/85ms),FLAIR(TR/TE6675/120m s,TI 2000m s),DWI(TR/TE6000/82m s),層厚 6.0mm,層距1.0mm,矩陣為180×256,視野為 240mm×240mm。DTI(TR/TE9000/83.2ms,方向?yàn)?5,b值取 0和 1000),層厚為 4mm,層距為0mm。SWI(TR/TE41/25m s,翻轉(zhuǎn)角為15°),層厚為 2mm,層距為0mm,矩陣為384×256.所有病例均在外傷后當(dāng)天做CT檢查,10d內(nèi)行MRI檢查。

3.圖像的分析及處理

SWI所采集的相位圖像及強(qiáng)度圖像經(jīng)過(guò)GE后處理軟件重建成層厚為4mm,層距為0mm圖像。所有MRI及CT圖像由本院MRI室兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師進(jìn)行分析討論,計(jì)算各檢查方法所示出血灶的數(shù)目,不提供患者病史。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析,不同檢查方法兩兩間比較采用非參數(shù)方法K rustal-Waliis檢驗(yàn),輕度和中重度TBI組間的SWI所測(cè)病灶數(shù)目比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn),以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各方法及SWI所示不同部位病灶數(shù)目與GCS評(píng)分的相關(guān)性檢驗(yàn)采用Spearman方法進(jìn)行相關(guān)性分析,P＜0.01認(rèn)為有相關(guān)性。

結(jié) 果

MR圖像顯示腦內(nèi)多發(fā)出血灶(圖1),多見(jiàn)于雙側(cè)大腦半球皮髓質(zhì)交界處,病灶呈點(diǎn)狀、斑片狀、條索狀、團(tuán)塊狀改變,其中以額葉及顳葉居多,額葉病灶多在近腦中線區(qū)。顳葉病灶多在顳中回區(qū);腦干及胼胝體、基底節(jié)、丘腦病灶相對(duì)較小,呈斑點(diǎn)狀、小片狀改變。

本組34例TBI患者SWI共發(fā)現(xiàn)1040個(gè)病灶,其中額頂葉540個(gè),顳枕葉403個(gè),中線結(jié)構(gòu)97個(gè),單個(gè)病例中腦內(nèi)最多病灶數(shù)目為200個(gè),最少為2個(gè),余各方法分別顯示:T1W I234個(gè)、T2W I305個(gè)、FLA IR 423個(gè)、DW I230個(gè)、DT I193個(gè)、CT 98個(gè)。SWI檢出率最高,是FLAIR序列的2.5倍,CT的10倍,所有的病例SWI均顯示更多出血灶,即SWI＞FLA IR＞T2WI＞T1WI≥DWI＞DTI＞CT(表1)。不同檢查方法兩兩間比較經(jīng)K-W分析得出,T1WI與DWI間無(wú)明顯差異,其他方法均有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,中重組患者平均出血灶為45個(gè),輕度組的平均出血灶20個(gè),兩組間比較有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 不同檢查方法兩兩間經(jīng)K-W檢驗(yàn)

SWI、T1WI、T2WI、FLA IR、DWI、DTI檢測(cè)出血灶數(shù)與GCS均呈負(fù)相關(guān),SWI顯示中線結(jié)構(gòu)出血灶數(shù)與GCS也呈負(fù)相關(guān)性,CT所顯示出血灶總數(shù)及與GCS無(wú)明顯相關(guān),SWI所示雙側(cè)顳枕葉出血灶在P＜0.05時(shí)有明顯相關(guān)性,在P＜0.01水平無(wú)明顯相關(guān)(表2)。

表2 不同檢查方法以及SWI所示不同部位病灶數(shù)與GCS相關(guān)性

討 論

SWI是一種反映組織間的磁敏感度差異的新對(duì)比度增強(qiáng)技術(shù),通常采用3D梯度回波序列(3D-SPGR)在所有的方向上流動(dòng)補(bǔ)償,通過(guò)一次薄層采集可以同時(shí)獲得原始相位圖和強(qiáng)度圖,原始相位圖經(jīng)過(guò)低通濾波后的圖像與其本身相減影就獲得了由于磁敏感效應(yīng)而引起的相位改變,即相位圖。使用相位圖與強(qiáng)度圖相乘數(shù)次最終獲得磁敏感影像,提高影像的對(duì)比,容易檢測(cè)出引起局部磁場(chǎng)不均勻的病變,突出顯示了微小出血灶[2-4],另外因?yàn)殪o脈血的“磁敏感”效應(yīng),SWI在顱內(nèi)血管畸形、腦血管疾病、腦腫瘤、腦功能成像、神經(jīng)變性疾病有著廣泛的運(yùn)用。腦內(nèi)鐵蛋白屬于超順磁性物質(zhì),SWI顯示鐵的蓄積與Parkinson病、Alzheimer病、Huntington病有關(guān)聯(lián)[5]。

SWI應(yīng)用于腦外傷的研究目前尚不是很多,國(guó)內(nèi)未見(jiàn)有應(yīng)用于腦外傷的報(bào)道。SWI新成像技術(shù)使得層面內(nèi)和層面間的分辨率更高,清楚地勾勒病灶的邊界。有些出血灶雖在多個(gè)方法的圖像上均能顯示,但是SWI能夠更清晰地顯示出血灶的邊緣并且顯示更大的面積。SWI類FLAIR抑制水成像,使得側(cè)腦室周圍、胼胝體以及靠近腦溝表面的出血灶能夠更好地顯示,且由于其基于磁敏感效應(yīng),所以能比FLAIR顯示更多的出血灶。以往發(fā)現(xiàn)的出血灶多位于雙側(cè)額葉,SWI能顯示顳枕葉密集斑點(diǎn)狀小的低信號(hào)灶,明顯較其他方法顯示更多,可能表明顳枕部的腦外傷不單獨(dú)造成對(duì)沖傷,還有顳枕葉局灶的、直接的、小的腦挫裂傷。SWI顯示眾多小于10mm2,而其他方法顯示的出血灶都比較大,CT本身分辨率較磁共振低,顯示更差。Tong等[6]的研究發(fā)現(xiàn),SWI對(duì)于病灶的檢測(cè)要比常規(guī)的梯度回波成像更為敏感,SWI診斷出血灶的數(shù)量接近T2＊WI的6倍;診斷出血灶的體積幾乎是T2＊WI的2倍,病灶可小于10mm2。本組病例中所得結(jié)果SWI所檢測(cè)病灶遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他序列,并且部分病灶僅在SWI顯示,更加明確地顯示腦損傷的范圍,顱內(nèi)出血灶的數(shù)目,所以更準(zhǔn)確地反映創(chuàng)傷的嚴(yán)重程度,對(duì)創(chuàng)傷性腦損傷病人的治療和康復(fù)都非常重要。有研究表明檢測(cè)到的病變數(shù)目和大小范圍與神經(jīng)功能狀態(tài)及中遠(yuǎn)期恢復(fù)的程度負(fù)相關(guān)[7,8]。精確識(shí)別和定位小的出血病灶,能夠提供更有效的損傷性質(zhì)及預(yù)期臨床預(yù)后信息,有利于腦部創(chuàng)傷或疑似DA I病人的評(píng)估、治療以及康復(fù)管理。

在諸序列中雖然SWI比T2WI、FLA IR能顯示更多數(shù)目的出血灶,但Sigmund等[9]研究表明SWI檢測(cè)的病灶體積較T2WI、FLA IR明顯少,僅約四分之一,表明SWI對(duì)于病灶的水腫范圍顯示不足。DWI、DT I也有較SWI獨(dú)特的一面:DWI不僅可以顯示直接的損傷,還可以在早期發(fā)現(xiàn)外傷后繼發(fā)性缺血灶,DT I是DWI的進(jìn)一步發(fā)展,能夠顯示病灶陰性的區(qū)域腦白質(zhì)的損傷[10]。一些其他病變的低信號(hào)可能會(huì)被誤認(rèn)為是出血灶而導(dǎo)致SWI可能被過(guò)估,顱內(nèi)的鈣化灶,一些小的血管,部分同時(shí)有蛛網(wǎng)膜下隙出血患者的腦溝內(nèi)出血灶可能被看做是灰質(zhì)層的出血灶、腔隙性梗死灶等,一定程度上限制了SWI的應(yīng)用。鈣化灶特別是雙側(cè)基底節(jié)區(qū)容易有鈣質(zhì)沉積,而DA I患者基底節(jié)區(qū)也是微小出血灶的好發(fā)位置,鈣質(zhì)是反磁性物質(zhì)因而相位值為負(fù)值,出血灶的主要分解產(chǎn)物為順磁性相位值為正值,且結(jié)合CT,較易與出血灶鑒別;小的血管通常顯示為連續(xù)走形,可以在多個(gè)層面顯示;腔隙性梗死灶內(nèi)有含鐵血黃素的沉積,引起周圍組織磁敏感差異,SWI顯示為低信號(hào),但腔隙性梗死灶好發(fā)于雙側(cè)基底節(jié)區(qū)及側(cè)腦室旁,在T2WI呈高信號(hào),可以鑒別。另外,SWI對(duì)于局部磁場(chǎng)不均勻性特別敏感, 因此在某些磁化率差異特別大的區(qū)域,其成像受到一定的限制,如顱底的含氣鼻竇,由于存在氣-組織平面,兩者的磁化率差異極大,因此造成局部特別強(qiáng)的偽影,這個(gè)時(shí)候就需要結(jié)合其他方法來(lái)判斷。盡管CT檢測(cè)病灶能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磁共振,但可以簡(jiǎn)單快速地判斷大的血腫、硬膜外及硬膜下血腫、中線結(jié)構(gòu)是否移位,直接提示患者是否需要馬上接受手術(shù)治療,所以CT掃描仍然是首選檢查。

GCS是目前廣泛應(yīng)用于腦外傷的診斷,與患者的意識(shí)密切相關(guān),被用來(lái)判斷病情和評(píng)估預(yù)后情況。SWI及其他MRI檢查所示出血灶數(shù)與GCS呈明顯負(fù)相關(guān),病灶數(shù)越多,GCS評(píng)分值越低,而CT的出血灶數(shù)與GCS評(píng)分無(wú)明顯相關(guān),一些GCS評(píng)分很低的臨床診斷為DAI的CT表現(xiàn)為陰性,這表明MRI表現(xiàn)與GCS評(píng)分更吻合,較CT能進(jìn)一步明確腦外傷患者的損傷情況,臨床醫(yī)師可依據(jù)MRI給患者更好的治療,提高患者的預(yù)后。中線結(jié)構(gòu)出血灶數(shù)與GCS呈明顯相關(guān),可能因?yàn)槟X干具有重要的結(jié)構(gòu)及功能,在腦干中存有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它可影響軀體運(yùn)動(dòng),調(diào)節(jié)肌張力,參與睡眠、覺(jué)醒和警覺(jué),調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng),與呼吸、心跳及血壓有著密切的關(guān)系,因此腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的生命中樞損傷,則臨床GCS評(píng)分低。

綜上所述,SWI明顯較其他方法顯示更多的出血灶,從而提高腦外傷的明確診斷,特別是當(dāng)臨床疑有DA I時(shí),SWI序列應(yīng)作為常規(guī)和首選序列,可以從影像學(xué)角度證實(shí)DA I的存在,即使對(duì)于那些不典型的病例也有極大的診斷價(jià)值,為TBI的早期臨床診斷、治療及預(yù)后評(píng)估提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。

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