急性期顱腦創(chuàng)傷的磁共振檢查

方文華 林章雅 康德智

·綜述·

急性期顱腦創(chuàng)傷的磁共振檢查

方文華 林章雅 康德智

顱腦創(chuàng)傷是一種嚴(yán)重威脅人類生命和健康的常見傷患，時至今日，所導(dǎo)致的殘傷率和死亡率仍居高不下。顱腦創(chuàng)傷的診療離不開影像學(xué)檢查技術(shù)，CT掃描作為顱腦創(chuàng)傷特別是急性期顱腦創(chuàng)傷的首選檢查，已全面普及。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢 查 具 有 比 CT 更 高 的 組織分辨率和靈敏度，隨著掃描時間的縮短和多種成像序列的完善，其已成為近年來顱腦創(chuàng)傷研究的新熱點(diǎn)，可能為顱腦創(chuàng)傷診療提供新的參考指標(biāo)[1]。本文重點(diǎn)就國內(nèi)外在顱腦創(chuàng)傷急性期MRI檢查方面的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進(jìn)展綜述如下。

一、MRI檢查的優(yōu)勢和限制

1.MRI檢查的優(yōu)勢：MRI具有高分辨率和高靈敏度，可發(fā)現(xiàn)CT上無法顯示或顯示不清的損傷病灶。由于不像CT那樣存在線束硬化偽影，MRI對皮層表面、深部白質(zhì)、后顱窩及腦干等處的傷灶具有更好的檢測能力[2]。MRI能提供詳細(xì)、清晰的組織解剖結(jié)構(gòu)影像，顯示創(chuàng)傷性腦水腫的程度和范圍，還能區(qū)別顯示不同時期的出血灶，特異性顯示腦軟化灶、膠質(zhì)增生和含鐵血黃素沉積等[3]。除此之外，MRI還具有多種成像方法，部分序列還能區(qū)分細(xì)胞毒性和血管源性腦水腫，提供腦組織病理生理、腦細(xì)胞功能代謝等方面的信息[4]。近幾年來，在MRI軟件和硬件技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，特別是超高場強(qiáng)MRI的出現(xiàn)、多通道線圈采集技術(shù)、并行成像算法等的迅猛發(fā)展，使MRI成像時間不斷縮短，運(yùn)動偽影減少而成像質(zhì)量不斷提高，突破了以往急性期顱腦創(chuàng)傷患者因躁動不合作而難以行 MRI檢查的限制[2]。

2.急性顱腦創(chuàng)傷MRI檢查的限制：常規(guī)MRI成像對顱骨骨折或缺損、異物和部分急性期顱內(nèi)血腫的顯示不如CT直觀。相比于螺旋CT，MRI成像耗時仍較長，且要求受檢者相對制動，部分病情危重、躁動不安的急性顱腦創(chuàng)傷患者可能無法完成 MRI檢查[5]。由于強(qiáng)磁場，某些使用生命體征監(jiān)護(hù)設(shè)備、鐵制氣管導(dǎo)管、骨折并行鐵制牽引器牽引、體內(nèi)有金屬異物殘留或?qū)?qiáng)磁場敏感植入物(如心臟起博器等)的患者均不宜行 MRI檢查[1]。另外，目前 MRI檢查費(fèi)用仍較 X 線平片、CT掃描高，MRI檢查設(shè)備和相應(yīng)技術(shù)尚未完全普及，這也在一定程度上限制其廣泛開展。

二、不同序列MRI在急性期顱腦創(chuàng)傷中的應(yīng)用

1. 液 體 衰 減 反 轉(zhuǎn) 恢 復(fù) (fluid-attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR)序列成像：FLAIR 通過采用特定的技術(shù)在抑制腦脊液信號的同時獲得T2加權(quán)程度較高的影像，表現(xiàn)為腦脊液信號為零的類T2W I圖像。顱腦創(chuàng)傷的部分原發(fā)傷和繼發(fā)損害往往在T2WI上呈高信號，容易被腦脊液的高信號和部分容積效應(yīng)所干擾而難以檢出。FLAIR序列的出現(xiàn)使這個難題迎刃而解。因?yàn)橐种屏四X脊液的高信號，其對位于腦室周圍和皮層附近的腦挫傷、水腫和小出血灶顯示更加靈敏[6]。FLAIR 序列能夠進(jìn)一步提高顱內(nèi)傷灶的檢出率。Da 等[7]對 45 例急性和亞急性蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)患者同時進(jìn)行 CT 和 FLAIR 序列成像，結(jié)果 顯 示 FLAIR 序 列 對 SAH 的 定 位 和 定 性 診 斷 都 要 優(yōu) 于CT。Topal等[8]發(fā)現(xiàn) MRI有助于 CT 正常的輕型顱腦創(chuàng)傷患者顱內(nèi)傷灶的檢出，且FLAIR序列比常規(guī)的MR回波序列更具優(yōu)勢。FLAIR序列有望成為急性顱腦創(chuàng)傷有效、靈敏的常規(guī)影像檢查方法。

2.梯度回 波 T2*(gradient recalled echo T2*，GRE-T2*)加權(quán)成像：GRE-T2*成像對磁化率變化很敏感，能夠靈敏檢測順磁性出血產(chǎn)物(如去氧血紅蛋白、細(xì)胞內(nèi)正鐵血紅蛋白和含鐵血黃素等)所產(chǎn)生的局部磁場不均。顱腦創(chuàng)傷出血最早是從氧合血紅蛋白變成去氧血紅蛋白，在出血超急性期還未形成CT可見的高密度影時，這種演變已可在GRE-T2*上顯現(xiàn)出來，因此，GRE-T2*成像可用于出血性損傷的超早期診斷[9]。GRE-T2*對出血性病灶十分敏感，能夠發(fā)現(xiàn)其他影像學(xué)檢查方法難以顯示的微小出血性病灶，被喻為“出血性損傷的金標(biāo)準(zhǔn)”[10]。急性、亞急性期顱內(nèi)出血在 GRE-T2*上呈現(xiàn)為特征性邊界清楚的低信號環(huán)影。它不易受顱骨偽影干擾，對腦干、小腦、皮層附近的出血灶仍可較好顯示，對彌散性 軸 索 損傷(diffuse axonal injury，DAI)合 并微 小 出 血 病 灶 的診斷有較高價值，可根據(jù)出血灶體積、部位、數(shù)量等對腦損傷預(yù)后進(jìn)行評估[9]。GRE-T2*成像還能靈敏顯示呈點(diǎn)狀低信號改變的“腦微出血”，后者可能與小血管壁受損血管脆性增加有 關(guān) ，有 再 發(fā) 性 出 血 傾 向 ，是 腦 出 血 的 危 險 因 素 之 一[11]。GRE-T2*成像可顯示急性和亞急性SAH的低信號或極低信號，對不典型 SAH 的檢出率比 CT 和常規(guī) MRI檢查更高[12]。

3. 彌 散 成 像(diffusion weighted imaging，DW I)：DW I是反映活體組織中水分子彌散運(yùn)動的一種成像方法。通過MRI 測 得 的 水 分 子 彌 散 能 力 稱 表 觀 彌 散 系 數(shù) (apparent diffusion coefficient，ADC)。組織內(nèi)游離水越多，則水分子彌散能力越強(qiáng)，ADC值增高，在DWI圖像上表現(xiàn)為低信號；反之，當(dāng)組織內(nèi)游離水減少時，ADC值降低，DW I呈高信號。DW I可反映活體腦組織的病理生理狀態(tài)，區(qū)分細(xì)胞毒性和血管源性腦水腫，其廣泛應(yīng)用于缺血性腦梗死的研究并已獲得肯定[13]。在急性顱腦創(chuàng)傷發(fā)生發(fā)展的過程中，可因直接損傷、血栓形成、腦血管痙攣、顱內(nèi)壓增高、腦灌注減少等因素引起腦缺血進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞毒性腦水腫，即細(xì)胞外水分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，游離水減少，在DWI上顯示為高信號、ADC圖上呈降低改變。而此時缺血腦組織的總含水量通常并無變化，常規(guī)MRI成像往往仍表現(xiàn)為無異常。因此DWI和ADC圖在檢測傷后腦組織內(nèi)部水分子改變方面，要早于和優(yōu)于CT和常 規(guī) MRI檢查[4]。 在 重 型 顱 腦損傷早期(1 d 左右)即可觀察到損傷腦組織ADC值明顯下降，至14 d左右才逐漸恢復(fù)正常 ，這 種 ADC 值下降可能和 細(xì) 胞 內(nèi)水腫有關(guān)[14]。DW I廣泛應(yīng)用于DAI、外傷繼發(fā)性腦缺血、腦水腫的研究，在評估顱腦創(chuàng)傷損傷范圍、不可逆程度及預(yù)后等方面發(fā)揮重要作用[10,15]，為進(jìn)一步揭示顱腦創(chuàng)傷的病理生理機(jī)制和發(fā)展轉(zhuǎn)歸提供研究工具[16]。

4.擴(kuò) 散 張 量 成 像(diffusion tensor imaging，DTI)：DTI是在彌散成像基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一項(xiàng)技術(shù)。生理狀態(tài)下，組織內(nèi)水分子處于向三維空間各方向隨機(jī)彌散的熱運(yùn)動，其運(yùn)動方向與組織方向無關(guān)，而在腦白質(zhì)纖維束處，水分子沿纖維束方向彌散阻力較小，在穿越纖維時阻力較大，這種具有方向依賴性的彌散稱為各向異性。DTI正是利用這種各向異性原理進(jìn)行成像，可直觀顯示腦白質(zhì)纖維束的走行及結(jié)構(gòu)特征，并能定量分析病理狀態(tài)下腦白質(zhì)各向異性分?jǐn)?shù)(fractionalanisotropy，F(xiàn)A)的改變，從而判斷白質(zhì)損傷程度及范圍[17]。

DTI是目前活體觀察腦白質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)損傷最敏感的方法之一，其可從細(xì)胞水平研究顱腦創(chuàng)傷的病理改變，有利于微小傷灶檢出，明確損傷范圍和程度，并對預(yù)后具有一定的預(yù)測價值[17]。顱腦創(chuàng)傷后全腦的彌散和 FA 值可能無明顯變化，但局部區(qū)域的FA值則可能有所改變，因此DTI通常應(yīng)用于局部損傷區(qū)域，例如在DAI患者中可觀察到胼胝體和穹窿等處的FA值降低，通過數(shù)據(jù)重構(gòu)可顯示為清晰的三維解剖結(jié)構(gòu)圖像[18]。顱腦創(chuàng)傷后白質(zhì)纖維和皮質(zhì)等處的繼發(fā)性損害也可通過DTI顯示出來，研究發(fā)現(xiàn)這些損傷與患者的神經(jīng)功能障礙程度相關(guān)聯(lián)，且有利于更準(zhǔn)確的預(yù)后評估[19]。隨著MRI場強(qiáng)的繼續(xù)提高和軟件系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，DTI將克服成像耗時長、易產(chǎn)生運(yùn)動偽影等不足，發(fā)揮更大作用。

5. 磁 敏 感 加 權(quán) 成 像 (susceptibility-weighted imaging，SWI)：SW I是利用不同組織之間磁敏感度差異進(jìn)行成像一種三維成像方法。與傳統(tǒng)MRI序列相比，其具有三維、高分辨力、高信噪比等特點(diǎn)，對靜脈內(nèi)缺氧血、血管外的出血產(chǎn)物(如去氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白和含鐵血黃素等)，以及鐵、鈣 沉 積 和 空 氣 等 都 可 靈 敏 顯 示[20]。 與 GRE-T2*成 像 相 似 ，SWI對出血性損傷很敏感，能夠清晰顯示出血灶的部位、大小和數(shù)目。在動物實(shí)驗(yàn)中，Shen 等[21]將 SWI成像用于大鼠急性顱腦創(chuàng)傷后腦血氧飽和度和腦血流變化的定量研究，觀察到與DAI部位一致的腦深部大靜脈的擴(kuò)張。SWI與其他MRI檢查方法聯(lián)合，還能對顱腦創(chuàng)傷后神經(jīng)功能障礙和智力、記憶力、注意力等損害進(jìn)行預(yù)后評估。

6. 灌 注 成 像 (perfusion weighted imaging，PWI)：PW I是利用快速成像和圖像后處理技術(shù)，以反映組織毛細(xì)血管水平的血流灌注情況，提供局部組織微血管內(nèi)血液動力學(xué)變化信息的一種功能性成像方法。PWI成像可以測定顱腦創(chuàng)傷后腦組織局部血流動力學(xué)變化，有助于發(fā)現(xiàn)傷后繼發(fā)缺血缺氧損傷的部位、范圍和程度，指導(dǎo)診療和預(yù)后的判斷[22]。類似于腦卒中“缺血半暗帶”的概念，在創(chuàng)傷腦組織中也存在局部腦 血 流 量(regional cerebral blood flow，rCBF)下 降 的 區(qū) 域 稱為“創(chuàng)傷半暗帶”。PW I可有效揭示腦組織血流灌注梯度，判斷“創(chuàng)傷半暗帶”的范圍，對臨床治療方案的選擇和調(diào)整很有意義。Ichord 等[23]將 PW I成像用于顱腦創(chuàng)傷研究，發(fā)現(xiàn)伴有缺血缺氧性損傷的患者，其癲癇發(fā)作、外科干預(yù)、入院時氣管插管的機(jī)率大大增加，且可能預(yù)示更差的恢復(fù)效果和更長的后期住院康復(fù)治療。

綜上所述，在急性期顱腦創(chuàng)傷中，MRI以其高分辨率、高靈敏度和多序列成像等特點(diǎn)，亦具有一定的優(yōu)勢和應(yīng)用價值。臨床上，MRI可作為CT掃描的補(bǔ)充。當(dāng)CT沒有發(fā)現(xiàn)或顯示不清病灶，或CT與臨床表現(xiàn)不符合時，MRI檢查可能獲得更多有利于臨床診療和預(yù)后評估的信息。MRI具有多種功能的掃描序列和成像技術(shù)，聯(lián)合應(yīng)用多種MRI序列可能發(fā)揮更大的作用。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，掃描時間不斷縮短、圖像分辨率不斷提高和更多功能序列的相繼出現(xiàn)，MRI在急性期顱腦創(chuàng)傷中將發(fā)揮更重要的作用，并可能開創(chuàng)一個新局面。

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2014-12-04)

(本文編輯：張麗)

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.01.010

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林章雅，Email：13799321745@139.com

方文華,林章雅 .急性期顱腦創(chuàng)傷的磁共振檢查[J/CD].中華神經(jīng)創(chuàng)傷外科電子雜志,2015,1(1):36-38.