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(yī)院神經(jīng)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(chuàng)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(xiàn)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(jīng)精神系統(tǒng)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(shù)、合并癥、顱腦手術史等方面差異無統(tǒng)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(yī)療器械公司)，采用單次激發(fā)平面回波平面成像：彌散加權系數(shù)B 值取0 和1 000，TR／TE：10300 ms/ 76 ms，層厚3 mm；層數(shù)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(shù)據(jù)后處理，得到各向異性分數(shù)(fractional ani-sotropy，F(xiàn)A) 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(qū)(region of interest，ROI)，并選取10 例患者健側對稱部位及白質區(qū)損傷病灶作為ROI。 ROI（15～20 cm2），取同一地方3 處平均值。

1.4 統(tǒng)計學分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)計學意義（P<0.05）。

2.1 創(chuàng)傷組各ROI 的FA 值與GCD 分的關系

創(chuàng)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(shù)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(zhàn)爭時期都是一類極為常見的損傷性疾病。 其發(fā)生率次于四肢居第2 位，但由于傷及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，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(jīng)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(fā)生在成年人，好發(fā)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(fā)現(xiàn)病灶時往往易發(fā)生一些微血管的破裂，導致出現(xiàn)了出血點或血腫灶。 常規(guī)磁共振顯像技術雖然在出血點或血腫灶的發(fā)現(xiàn)上較CT 敏感，但對神經(jīng)軸索損傷及一些非出血性損傷敏感度低，無法達到早發(fā)現(xiàn)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(chuàng)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(tài)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(xié)助腦外科醫(yī)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(chuàng)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(lián)系起來，達到顯示白質纖維的目的。其參數(shù)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(qū)，使得所測量的FA 值較準確；②FA 值不隨坐標系統(tǒng)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(shù)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(guī)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(jīng)系統(tǒng)、脊柱病變、 骨關節(jié)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(jīng)系統(tǒng)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(yōu)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(chuàng)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(yōu)于CT 與B 超。 該系統(tǒng)具備上述多項顯著優(yōu)勢，是迄今為止業(yè)界最為先進的磁共振，代表了磁共振技術未來的發(fā)展方向，開創(chuàng)了全身系統(tǒng)性疾病診斷的臨床應用新領域。通過該系統(tǒng)的檢測，我們發(fā)現(xiàn)，通過兩組各ROI 的FA 值的比較 發(fā) 現(xiàn)，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(tǒng)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(tài)及功能上出現(xiàn)異常，使水分子彌散方向的規(guī)律性被破壞，出現(xiàn)FA 值得相對降低[6]。 本組數(shù)據(jù)還顯示創(chuàng)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(chuàng)的優(yōu)點，可作為重度顱腦損傷早期診斷的主要手段。

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