枕葉皮質(zhì)MR頻譜對腦震蕩的應(yīng)用價值

張海都，沈志威，孔令梅，鄭文斌

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院放射科，汕頭 505041

腦震蕩綜合征(postconcussion syndrome, PCS)是輕型外傷性顱腦損傷后常見的一組臨床癥候群。雖然大多數(shù)輕型顱腦損傷患者在1個月之內(nèi)能治愈，但是部分患者在腦外傷后會持續(xù)存在PCS達(dá)數(shù)月或數(shù)年，甚至終生。

目前，關(guān)于PCS在傳統(tǒng)影像檢查如CT、常規(guī)MRI上的形態(tài)學(xué)改變并不明顯。MR波譜(MRS)是無創(chuàng)性研究活體器官組織代謝、生化物定量分析的方法，能在分子水平反映患者腦神經(jīng)數(shù)量和功能的變化。筆者用絕對定量方法，對腦震蕩患者進(jìn)行1H-MRS 研究，了解其腦代謝物絕對濃度及相對水平的變化。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇在本院診治的輕度腦外傷患者36例(年齡15～63歲，平均29歲，傷后0～15 d，平均8 d)，其中男20例，女16例。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)有明確腦外傷史，傷后出現(xiàn)短暫意識障礙(0～30 min)和逆行性遺忘；(2)患者格拉斯昏迷評分(Glasgow coma scale, GCS)為13～15分。另外隨機(jī)選取10名健康志愿者作為對照組，男6例，女4例，20～60歲，平均年齡為32歲，無外傷或腦卒中史。

1.2 掃描設(shè)備及方法

使用美國GE Signa excite1.5 T HD Ecospeed超導(dǎo)型MR機(jī)，8通道標(biāo)準(zhǔn)頭頸線圈，GE Signa工作站，LCModel軟件。常規(guī)MR掃描包括軸面T2WI、T1WI、DWI、FLAIR及矢狀面T2WI，1H-MRS單體素頻譜檢查，ROI放置在雙側(cè)枕葉皮

質(zhì)，體素大小為20 mm×20 mm×20 mm。采用點(diǎn)分辨波譜(PRESS；TR 3000 ms，TE 144 ms)，掃描前自動勻場。代謝物濃度采用絕對定量，利用LCModel 軟件對頻譜進(jìn)行后處理，用腦組織水的濃度作為內(nèi)參考，得出代謝物的絕對濃度和濃度比值(各代謝物濃度與Cr濃度比值)。

表1 對照組和腦震蕩組枕葉代謝物比較(±s)Tab.1 The control group and the brain concussion group occipital lobe metabolite comparison (±s)

表1 對照組和腦震蕩組枕葉代謝物比較(±s)Tab.1 The control group and the brain concussion group occipital lobe metabolite comparison (±s)

Groups Cases NAA NAA/Cr Cr Cho Cho/Cr(peak)Control group 10 10.84±1.48 2.15±0.17 4.63±0.56 0.84±0.10 0.73±0.13 Brain concussion group 36 9.52±0.70 1.92±0.16 4.35±0.44 0.97±0.17 0.71±0.09 P-value <0.05 <0.05 >0.05 >0.05 >0.05

圖1 正常對照組，女，26歲。A：體素位于雙側(cè)枕葉皮質(zhì)；B：正常MRS譜線，NAA峰最高，Cr峰次之，Cho峰較低；C：根據(jù)B圖MRS譜線經(jīng)LCModel擬合的譜線 圖2 腦震蕩組，女，41歲。摔倒后頭暈、嘔吐，昏迷約半小時。傷后5 d來查，GCS評分為15分。A～D：常規(guī)MRI未見明顯病灶；E：MRS示NAA峰降低，Cho峰稍升高；F：LCModel擬合譜線圖示NAA降低，Cho稍升高Fig.1 Normal control group, female, 26 years old.A: Voxel in the bilateral occipital cortex.B: The normal MRS line, the highest NAA peak, Cr peak time,peak Cho low.C: According to the B MRS line by line LCModel fi tting.Fig.2 Brain concussion group, female, 41 years old, after the fall of dizziness,vomiting, coma for about half an hour.5 days after injury to check, GCS 15.A—D: Conventional MRI had no obvious lesions.E: MRS NAA peak is reduced, the Cho peak slightly elevated.F: LCModel fi tting line diagrams decreased NAA, Cho slightly increased.

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，病例組與對照組之間代謝物濃度比較采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

常規(guī)MRI檢查，腦震蕩組各病例均未發(fā)現(xiàn)明顯病灶。MRS檢查，與對照組比較，腦震蕩組N-乙酰天冬氨酸(NAA)濃度及NAA/肌酸(Cr)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，膽堿(Cho)濃度及Cho/Cr比值略升高，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1；圖1，2)

3 討論

PCS多伴發(fā)于輕度外傷性腦損傷等閉合性非侵襲性腦損傷。PCS 表現(xiàn)為持續(xù)的軀體、認(rèn)知和行為癥狀，如頭痛、記憶力和注意力下降、眩暈、焦慮、失眠、抑郁、易激惹及對聲、光敏感等。PCS 機(jī)理迄今不明，通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)體征檢查、常規(guī) CT 或 MRI 檢查，均難以發(fā)現(xiàn)腦器質(zhì)性損傷征象。目前認(rèn)為腦震蕩是由于大腦皮質(zhì)、基底節(jié)、丘腦下部及腦干的輕微病損，使大腦皮層功能弱化，皮層下功能失調(diào)，而出現(xiàn)的各種臨床神經(jīng)精神癥狀[1]。其主要病理變化是軸索旋轉(zhuǎn)和拉伸變形。Blumbergs等[2]利用免疫細(xì)胞化學(xué)方法檢測死于其他原因的5例腦震蕩患者的腦組織，發(fā)現(xiàn)多灶性軸索損傷的證據(jù)。軸索損傷的范圍決定了意識喪失和外傷后遺忘的時間長短。對死后的創(chuàng)傷后頭痛患者和腦震蕩靈長類動物的研究發(fā)現(xiàn)彌漫性軸索損傷、小膠質(zhì)細(xì)胞聚集以及小范圍的淤血，未引起局部神經(jīng)受損[3]。動物試驗(yàn)表明神經(jīng)元和軸索損傷在傷后數(shù)月均復(fù)原。

MRS是能對活體組織進(jìn)行無創(chuàng)性檢測的方法。MRS的一個重要作用是可以對代謝產(chǎn)物進(jìn)行定量分析。正常組織代謝物通常處于一種已知平衡狀態(tài)，組織功能紊亂或疾病可引起代謝物不平衡，利用MRS可檢測到這種不平衡的變化，從而為治療提供有用的信息[4]。NAA峰是評價腦病變最重要的波峰。NAA完全位于神經(jīng)元包體和突觸中，由線粒體產(chǎn)生，是神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標(biāo)記物。在正常人腦波譜中，NAA是最高的峰，NAA下降反映神經(jīng)元損傷和功能受損、神經(jīng)元密度下降。NAA 的水平可以有效反映神經(jīng)細(xì)胞受損或逆轉(zhuǎn)恢復(fù)的功能狀態(tài)。Govindaraju等[5]用多體素MRS研究了14例常規(guī)影像腦部無異常發(fā)現(xiàn)的輕微腦外傷(GCS 13～15分)患者傷后1個月內(nèi)的腦代謝物變化，發(fā)現(xiàn)大部分患者(不是全部)多個部位NAA/Cr明顯下降，但比值與GCS和6個月后的GOS評分沒有明顯相關(guān)性。舒細(xì)紀(jì)等[6]對腦震蕩24 h大鼠及對照組大鼠進(jìn)行1H-MRS掃描后處死，對腦組織進(jìn)行免疫組織化學(xué)和免疫熒光染色觀察海馬區(qū)的殘存錐體細(xì)胞和凋亡細(xì)胞的數(shù)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬區(qū)的NAA/Cr明顯下降，大鼠海馬CAl區(qū)小血管擴(kuò)張、淤血，錐體細(xì)胞呈代償肥大與凋亡并存狀態(tài)。本研究結(jié)果顯示腦震蕩組在常規(guī)MRI和DWI表現(xiàn)正常，但其NAA濃度和NAA/Cr比值減低，提示腦震蕩組患者腦細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了一定程度的損傷。因此，筆者認(rèn)為腦震蕩可能是一種特殊的輕度的彌漫性軸索損傷(DAI)。對于腦震蕩是輕型彌漫性軸索損傷的解釋，目前認(rèn)為損傷機(jī)制為旋轉(zhuǎn)加速度或角加速度導(dǎo)致的腦深部結(jié)構(gòu)非出血性損傷，以軸索腫脹為主，使皮質(zhì)與皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系暫時性中斷，病損程度輕，為可逆性損害。這可以解釋患者意識障礙時間較短，以及常見的腦震蕩后遺癥或頭傷后綜合征。

Cho是磷脂、膽堿卵磷脂和甘油磷酸膽堿的前體物質(zhì)，存在于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，其濃度在膠質(zhì)細(xì)胞高于神經(jīng)元，因而認(rèn)為Cho主要反映神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的變化。MRS所測到的Cho波峰位于3.22 ppm，包括磷脂酰膽堿、磷酸膽堿、甘油磷酸膽堿，反映了腦內(nèi)總的膽堿量。膽堿是細(xì)胞膜磷脂代謝的中間產(chǎn)物，與細(xì)胞膜磷脂的合成和分解代謝有關(guān)。Cho升高代表細(xì)胞膜磷脂代謝增強(qiáng)，反映髓鞘崩解、細(xì)胞膜合成增加或細(xì)胞數(shù)目增加，而Cho下降則代表細(xì)胞密度下降。Cho一般被認(rèn)為是胞膜裂解的產(chǎn)物，外傷后Cho升高被認(rèn)為是DAI引起。Shutter等[7]用質(zhì)子波譜研究外傷后2～17 d(平均7 d)的腦外傷患者頂葉白質(zhì)和枕葉灰質(zhì)的腦代謝物變化，發(fā)現(xiàn)枕葉灰質(zhì)Cho水平明顯升高，而白質(zhì)內(nèi)Cho水平只有在預(yù)后不良組顯著升高。本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，腦震蕩組的Cho和Cho/Cr升高無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，進(jìn)一步提示腦震蕩的損傷是以軸索腫脹為主，少有細(xì)胞破裂。

Cr存在于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞之中，腦部各種疾病時，Cr的水平相對穩(wěn)定，常作為內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物。Hunter等[8]運(yùn)用MRS和LCModel研究一組DAI兒童時，發(fā)現(xiàn)早期患兒的Cr絕對濃度較正常組明顯降低。在本研究中，Cr濃度平均值在腦震蕩組較正常組有不同程度下降，但差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究波譜體素位于枕葉皮質(zhì)區(qū)。腦外傷患者波譜單體素經(jīng)常放置在枕葉皮質(zhì)和(或)頂葉白質(zhì)，也有人放置在胼胝體壓部[9-11]。以往研究表明，在腦外傷引起大腦半球缺氧后，枕葉皮質(zhì)區(qū)比頂葉白質(zhì)更早受影響，而且范圍更廣，這個區(qū)域的代謝物變化反映了腦內(nèi)早期化學(xué)物質(zhì)的改變[11-13]。Barbara等[14]通過比較常規(guī)MRI表現(xiàn)正常DAI患者腦組織和有出血灶DAI患者腦組織的代謝物濃度，證實(shí)了MRI表現(xiàn)正常區(qū)域波譜檢查對預(yù)測預(yù)后有更高的準(zhǔn)確性。

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