高場(chǎng)強(qiáng)磁共振成像在彌漫性軸索損傷中的研究進(jìn)展

盧占興 謝偉杰 萬(wàn)碧蕭

彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)是在特殊的外力作用下，導(dǎo)致腦組織損傷，發(fā)生的以神經(jīng)軸索腫脹、斷裂、軸縮球形成為特征的病理生理變化，診斷比較困難，容易引起死亡，CT和常規(guī)MR檢查易對(duì)DAI的病變的診斷欠佳。隨著高場(chǎng)強(qiáng)磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、彌散張量成像(diffusion tensorimaging，DTI)、磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)的聯(lián)合應(yīng)用，能較常規(guī)MR更早、更準(zhǔn)確地顯示DAI病灶的信號(hào)變化，對(duì)DAI的早期診斷和預(yù)后評(píng)估有著重要意義。

1 DAI的發(fā)病機(jī)理及病理學(xué)

DAI主要是由于腦組織同時(shí)受剪應(yīng)力、張應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用發(fā)生應(yīng)變，導(dǎo)致神經(jīng)軸索和小血管損傷。Gennarelli等在非打擊力下，用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)復(fù)制出類似人類DAI病理特征和臨床表現(xiàn)的動(dòng)物模型，認(rèn)為DAI是由于頭部成角或旋轉(zhuǎn)加(減)速過(guò)程中，是由慣性負(fù)荷所產(chǎn)生的剪應(yīng)力，張應(yīng)力和壓應(yīng)力所致，這一觀點(diǎn)為廣大學(xué)者所認(rèn)可。研究發(fā)現(xiàn)DAI的分布密度順序由高到低的次序?yàn)?胼胝體、腦干、白質(zhì)、基底節(jié)。研究認(rèn)為DAI的病理過(guò)程是傷后幾小時(shí)至數(shù)天出現(xiàn)神經(jīng)軸索腫脹、扭曲、軸索骨架崩解、神經(jīng)微絲致密化和軸索回縮球形成;嚴(yán)重的造成腦實(shí)質(zhì)內(nèi)廣泛挫傷。

2 磁共振彌散成像

2.1 DWI成像的原理幾應(yīng)用 DWI可以測(cè)量水分子彌散運(yùn)動(dòng)的程度，其利用組織中的水的擴(kuò)散能力不同產(chǎn)生不同的信號(hào)對(duì)比，用表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)來(lái)描述組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的速度。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)主要要用于急性腦缺血的早期診斷。據(jù)國(guó)內(nèi)外［1］研究認(rèn)為，DWI比常規(guī)MRI能更早、更多的顯示DAI病灶，其主要原理是創(chuàng)傷后的腦細(xì)胞水腫可引起腦血流量下降及細(xì)胞缺氧，缺氧后能量代謝障礙直接抑制細(xì)胞膜，引起細(xì)胞毒性水腫，從而導(dǎo)致水分子彌散受限，DWI顯示高信號(hào);此外，DWI序列應(yīng)用的強(qiáng)梯度磁場(chǎng)，使之具有強(qiáng)磁敏感性，也可很好地顯示出血性病灶［2］。Albensi等學(xué)者通過(guò)大鼠DAI模型發(fā)現(xiàn)，DWI在傷后2 h就可發(fā)現(xiàn)病灶。比常規(guī)MRI序列更早地顯示病灶的信號(hào)改變，其敏感性較高，說(shuō)明 DWI對(duì)DAI早期診斷有較大的價(jià)值。部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)DWI可顯示T2WI及FLAIR上不能顯示的病灶。研究發(fā)現(xiàn)DWI序列及ADC圖對(duì)初步判斷DAI患者的預(yù)后也有一定作用，ADC的變化可以用來(lái)判斷DAI患者的昏迷持續(xù)時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)顱腦損傷組與對(duì)照組相比，ADC值變化顯著;通過(guò)DWI及ADC圖提供的信息，對(duì)預(yù)后評(píng)估有重要作用。

2.2 DTI成像特點(diǎn)及應(yīng)用 水分子在各個(gè)方向上彌散并不相同，即存在著各向異性。DTI是以各項(xiàng)異性彌散為基礎(chǔ)一種新的MRI技術(shù)，其可在活體內(nèi)評(píng)價(jià)大腦白質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。DTI技術(shù)可以檢測(cè)出大腦白質(zhì)纖維的彌散特征及走行。通過(guò)檢測(cè)分子彌散方向的變化可以判斷軸突的軸膜及髓鞘等結(jié)構(gòu)的情況，從而為DTI術(shù)判斷DAI軸索病變情況提供物理學(xué)基礎(chǔ)。通過(guò)各向異性指數(shù)(fctional anisotropy，F(xiàn)A)，F(xiàn)A是各向異性與整個(gè)擴(kuò)散張量的比值，因此，其取值范圍在0～1之間;通常都利用FA值來(lái)檢測(cè)DAI軸突的損傷程度。研究發(fā)現(xiàn)，DTI技術(shù)在DAl的診斷中有著獨(dú)特得優(yōu)勢(shì);同時(shí)對(duì)DAI患者的預(yù)后評(píng)估也用重要作用。

3 MRS成像

3.1 MRS成像特點(diǎn)及常用參數(shù) 磁共振波譜(MRS)分析是現(xiàn)在僅有能夠無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)活體組織物質(zhì)代產(chǎn)物的技術(shù)。H-MRS檢測(cè)的顱內(nèi)的常見(jiàn)的代謝化合物有N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、含膽堿化合物(Cho)、乳酸(Lac)等。研究認(rèn)為NAA是神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標(biāo)志物;Cho主要反映神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的變化，;Lac是無(wú)氧糖酵解的產(chǎn)物，在正常腦組織中，MRS難以檢測(cè)到，只要檢測(cè)到Lac峰時(shí)，就說(shuō)明腦組織存在缺血、缺氧，腦細(xì)胞有氧代謝不能正常進(jìn)行。

3.2 MRS對(duì)DTI的應(yīng)用 研究發(fā)現(xiàn)大鼠DAI后數(shù)分鐘內(nèi)NAA即開(kāi)始下降。6 h下降約37%，12 h后仍低于正常水平。Smith等研究發(fā)現(xiàn)對(duì)彌漫性腦損傷后的豬做MRS檢查，NAA在傷后1 h內(nèi)降低20%，且持續(xù)了至少7 d。有研究證實(shí)對(duì)MRI檢查正常的DAI患者早期行MRS檢查，發(fā)現(xiàn)白質(zhì)區(qū)域NAA減低，NAA/Cr、NAA/Cho較正常對(duì)照組顯著降低;以上表明白質(zhì)區(qū)彌漫性軸索病變后即發(fā)生了代謝異常，代謝產(chǎn)物發(fā)生了明顯變化，提示MRS可作為評(píng)價(jià)DAI的高度敏感性早期診斷手段。

綜上所述，DAI是一種嚴(yán)重的閉合性顱腦損傷，以往CT和低場(chǎng)強(qiáng)MRI對(duì)其診斷有一定的困難。目前高場(chǎng)強(qiáng)MRI及新序列的應(yīng)用對(duì)DAI的早期診斷及預(yù)后取得很大進(jìn)展。雖然MRI新序列還有一定的缺陷，還需要完善和進(jìn)一步研究;但是MRI新序列必將為DAI的早期臨床診斷及預(yù)后評(píng)估提供可靠的依據(jù)。

［1］趙峰，趙永生，曲艷，等.腦彌漫性軸索損傷的MRI診斷.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2000，16(11):947-948.

［2］李科，金真，張磊，等.DWI及SWI序列對(duì)腦彌漫性軸索損傷的診斷價(jià)值.中華神經(jīng)外科疾病研究雜志，2010，9(2):116-119.