磁敏感成像在彌漫性軸索損傷中的應(yīng)用

顧愛燕(綜述)，朱　斌(審校)

(1.南京市江寧醫(yī)院急診CT室，南京 211100； 2.南京市鼓樓醫(yī)院放射科，南京 211103)

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磁敏感成像在彌漫性軸索損傷中的應(yīng)用

顧愛燕1△(綜述)，朱斌2※(審校)

(1.南京市江寧醫(yī)院急診CT室，南京 211100； 2.南京市鼓樓醫(yī)院放射科，南京 211103)

摘要：彌漫性軸索損傷(DAI)是在特定外力作用機(jī)制下腦內(nèi)發(fā)生的以神經(jīng)軸索斷裂為特征的一系列病理生理變化，主要特征為軸索腫脹和軸索回縮球形成，伴腦實(shí)質(zhì)不同程度的膠質(zhì)細(xì)胞腫脹、變形，也是導(dǎo)致顱腦損傷患者神經(jīng)功能障礙、植物生存和死亡的最主要原因。目前研究顯示其診斷和治療困難，預(yù)后差。如何早期診斷DAI已成為創(chuàng)傷性腦損傷影像研究的難點(diǎn)。磁敏感成像是利用體磁化效應(yīng)差異而產(chǎn)生圖像對比的磁共振成像法，對于微小出血灶比CT、磁共振成像有更高的檢出率，對DAI的早期診斷有重要意義。

關(guān)鍵詞：彌漫性軸索損傷；磁敏感成像；創(chuàng)傷性腦損傷

彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)是1982年由Adams等[1]正式提出的，主要發(fā)生在胼胝體、皮髓質(zhì)交界區(qū)、上部腦干及基底核等部位的一種重型的顱腦損傷性疾病。臨床研究發(fā)現(xiàn)，DAI占重型顱腦損傷的28%~42%，與33%的腦外傷死亡有直接關(guān)系[2-3]。DAI是外傷直接引起的廣泛性腦實(shí)質(zhì)軸索損傷，最主要的特征為神經(jīng)軸索斷裂，臨床上以意識障礙為其典型表現(xiàn)，診斷和治療困難，預(yù)后極差[4]。故外傷后早期診斷、早期治療對提高療效、改善患者后期的生活及降低病死率有重要作用。磁敏感成像(susceptibility weighted imaging，SWI)是利用體磁化率效應(yīng)(不同組織之間磁化率差異可以引起相位效應(yīng))差異而產(chǎn)生圖像對比的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)法，可充分顯示組織之間內(nèi)在的磁敏感特性的差異，能很好地顯示常規(guī)MRI掃描不能顯示的信息，目前主要應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在DAI中有重要作用[5-6]。

1DAI

1.1DAI機(jī)制腦DAI是頭顱外傷時(shí)位于不同層面的神經(jīng)纖維承受大小不同的剪切力，致使受軸向牽拉的神經(jīng)纖維和小血管發(fā)生斷裂和分離，造成軸索斷裂、軸漿外溢，俗稱腦蛋白質(zhì)剪切傷，主要以彌漫性神經(jīng)軸索和毛細(xì)血管損傷為主要特征的原發(fā)性腦損傷[7]。病理檢查可見軸索腫脹、斷裂且伴隨小膠質(zhì)細(xì)胞簇，毛細(xì)血管呈現(xiàn)針尖樣微小出血灶[8]。已有研究證實(shí)，DAI病灶常位于灰白質(zhì)交界處，可能與此處組織密度差異較大、位置較淺有關(guān)，其次為胼胝體、腦干區(qū)域[9]。Sherriff等[10]研究認(rèn)為，β樣淀粉樣前體蛋白(beta-amyloid presursor protein，β-APP)可作為軸突損傷和斷裂的標(biāo)志物，在患者腫脹的軸突中可見β-APP呈陽性反應(yīng)，且顱腦損傷后β-APP 陽性的軸索部位表現(xiàn)為DAI 中的軸突回縮球，提示腦外傷后軸索損傷的早期階段β-APP呈陽性，且β-APP 表達(dá)越多，DAI 的病情越重[11]。

1.2DAI的臨床表現(xiàn)患者一旦發(fā)生DAI，大多伴有意識障礙且其昏迷程度與軸索損傷的數(shù)量和程度有關(guān)，輕者可為一過性意識喪失，重者可出現(xiàn)深度的昏迷以致死亡或呈現(xiàn)植物狀態(tài)[12]。Medana和Esiri[13]對DAI患者的瞳孔進(jìn)行觀察分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，50%左右的患者入院時(shí)伴有瞳孔的改變，常表現(xiàn)為一側(cè)或雙側(cè)瞳孔散大、光反應(yīng)消失。但并非患者均伴有顱內(nèi)壓的增高，Graham等[14]在對71例無顱內(nèi)壓增高的閉合性腦外傷患者的尸檢中發(fā)現(xiàn)，DAI僅占41%。

1.3DAI的診斷由于DAI損傷程度不同，其臨床表現(xiàn)也有所不同，且并非所有的DAI患者都具有統(tǒng)一的臨床表現(xiàn)。目前臨床常用診斷標(biāo)準(zhǔn)為：①患者有頭部外傷史且多為旋轉(zhuǎn)暴力所致；②患者傷后即刻昏迷且持續(xù)時(shí)間> 5 h，可伴有不同程度的嘔吐，但無神經(jīng)系統(tǒng)病變；③CT或MRI檢查可見大腦灰白質(zhì)、胼胝體、基底核、腦干或小腦散在性出血灶(直徑<2 cm)；④病情嚴(yán)重但顱內(nèi)壓不高或影像學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)陽性征象；⑤隨著患者病情的延長，可出現(xiàn)彌漫性腦萎縮，并伴有較明顯的神經(jīng)功能障礙后遺癥或持續(xù)性植物狀態(tài)；⑥尸體解剖可見DAI的病理表現(xiàn)征象[15]。

1.4DAI的治療目前主要以生命體征維持、營養(yǎng)腦神經(jīng)、改善微循環(huán)、清除自由基、亞低溫、鎮(zhèn)靜等治療，必要時(shí)予呼吸機(jī)輔助通氣，預(yù)防并發(fā)癥等治療。

2SWI與DAI

2.1CT在DAI中的應(yīng)用CT在顱腦損傷中的診斷顯著優(yōu)于X線的檢查，其掃描速度快，對顱骨骨折及顱內(nèi)的出血有較好的診斷；尤其是CT的增強(qiáng)掃描，可更加精細(xì)地顯示出顱內(nèi)出血的部位，為顱腦損傷的診斷提供了很好的依據(jù)[16]。研究發(fā)現(xiàn)，對DAI患者進(jìn)行CT檢查，于腦實(shí)質(zhì)、腦干以及胼胝體等部位可見散在的斑點(diǎn)狀出血，直徑常<2 cm，且無占位性效應(yīng)，容易被誤診為單純的顱內(nèi)出血，且漏診率極高[17]。

2.2MRI在DAI中的應(yīng)用MRI可以避免顱骨偽影的干擾，對顱內(nèi)進(jìn)行多方位、多參數(shù)、多序列成像，對非出血性病灶、腦部深組織以及腦部軟組織敏感性高，可較CT更加清晰地顯示顱內(nèi)水腫及腦組織腫脹[18]。MRI的檢查目前是各醫(yī)院較為常見，也是診斷顱內(nèi)疾病最有效和常用的手段之一。王軍[19]采用MRI對DTI進(jìn)行檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，86例患者共發(fā)現(xiàn)429個(gè)病灶，其中深部病灶占20.5%，顯著優(yōu)于CT的檢查，但存在一定的假陰性和漏診率。隨著影像學(xué)的發(fā)展，在MRI的基礎(chǔ)上又引進(jìn)了擴(kuò)散加權(quán)成像以及磁共振彌散張量成像，為DAI的診斷提供了很好的依據(jù)。

2.3SWI在DAI中的應(yīng)用

2.3.1SWI的原理SWI采用三維采集高分辨力薄層重構(gòu)的梯度回波序列，運(yùn)用了分別采集強(qiáng)度數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行顱內(nèi)組織的掃描、成像以及處理[20]。由于特殊影像處理，相位圖經(jīng)高通濾波校正后，背景場中低空間頻率成分被去除，濾波后的相位圖經(jīng)處理產(chǎn)生相位蒙片，再與強(qiáng)度圖多次加權(quán)疊加，輔以最小信號強(qiáng)度投影進(jìn)行顯示，更加強(qiáng)調(diào)組織間的磁敏感性的差異，形成最終的SWI圖像[21]。

2.3.2SWI在DAI中的應(yīng)用由于SWI的特殊性，對細(xì)小的結(jié)構(gòu)，如小靜脈、鐵沉積增加的腦深部核團(tuán)、甚至是白質(zhì)纖維束等有很好的對比度和分辨力，在軸索損傷的患者中能更好地顯示微量的出血灶。賈慶等[22]利用SWI診斷DAI，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SWI 可清楚顯示18例DAI的顱內(nèi)異常小出血灶，表現(xiàn)為點(diǎn)狀、條索狀、類圓形或環(huán)形的低信號影，檢出率達(dá)72%，顯著高于常規(guī)檢查。原因在于大多數(shù)血紅蛋白代謝產(chǎn)物都是順磁性物質(zhì)，這些物質(zhì)均可引起質(zhì)子去相位而出現(xiàn)明顯的信號強(qiáng)度下降，加之SWI 具有高分辨率的特點(diǎn)，因此即使微量出血也可以在SWI上非常敏感地檢測出來[23]。

2.3.3影像學(xué)及SWI在DAI中診斷價(jià)值的比較DAI 是顱腦外傷中最嚴(yán)重的一種類型，在神經(jīng)軸索腫脹、斷裂的同時(shí)，可伴有小血管的撕裂引起微灶出血[24]。已有大量臨床研究證實(shí)，CT掃描速度快，可以發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)的出血點(diǎn)，但不能反映DAI的真實(shí)影像學(xué)表現(xiàn)，往往出現(xiàn)影像輕、癥狀重等誤診現(xiàn)象；而常規(guī)MRI的T1、T2及FLAIR掃描顯著提高了DAI的發(fā)現(xiàn)率，尤其FLAIR能消除腦脊液高信號對病灶顯示的影像，但一般微出血灶無法顯示，具有一定的漏診率[7,25-26]。程鋒和侯卓[27]通過對18例DAI患者分別進(jìn)行CT、MRI及SWI檢查，18例患者CT發(fā)現(xiàn)6個(gè)病灶，MRI常規(guī)序列檢查共發(fā)現(xiàn)149個(gè)病灶而SWI發(fā)現(xiàn)366個(gè)病灶，SWI 發(fā)現(xiàn)病灶數(shù)量明顯多于常規(guī)MRI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Tong等[28]對兒童DAI患者進(jìn)行SWI檢查，結(jié)果SWI上顯示的出血性DAI病灶數(shù)目和出血量分別是常規(guī)T2WI和2D-GRE序列的6倍和2倍，相比常規(guī)的影像學(xué)檢查，SWI可以顯示更小的和更多的出血灶。

3小結(jié)

DAI發(fā)生后，患者主要以意識障礙為主要臨床表現(xiàn)。由于患者在受某種特定的外力作用下而引發(fā)的軸索斷裂損傷，常規(guī)的影像學(xué)(CT或MRI等)無法清晰地顯示微小病灶及出血點(diǎn)，給患者的早期治療帶來一定的影響。目前多項(xiàng)研究證實(shí)，SWI作為一種可以反映組織磁化屬性的新的對比度增強(qiáng)技術(shù)，利用組織磁化屬性與鄰近的背景組織明顯不同，再加上SWI 具有高空間分辨力的特點(diǎn)，對DAI的診斷有著積極重要的作用，為患者早期的治療提供了依據(jù)[25,29]。SWI有望成為DAI診斷的最可靠工具，值得臨床進(jìn)一步研究和推廣。

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Study on the Application of Susceptibility Weighted Imaging Technology in the Diagnosis of Diffuse Axonal InjuryGUAi-yan1,ZHUBin2.(1.CTRoominDepartmentofEmergency,JiangningHospital,Nanjing211100，China； 2.DepartmentofRadiology,NanjingDrumTowerHospital，Nanjing211103,China)

Abstract：Diffuse axonal injury(DAI) is a particular series of pathophysiological changes occurred in brain under specific external forces characterized by neuronal axonal fracture.The main features of DAI include axonal swelling and formation of axonal retraction balls,with varying degrees of parenchymal glial cell swelling,deformation and diffuse brain swelling.DAI is also to the main cause of neurological dysfunction,plant survival and mortality of patients with traumatic brain injury.Current study shows that the diagnosis and treatment of DAI are difficult and the prognosis is poor.Therefore,early diagnosis of DAI has become a difficult problem in the imaging studies of traumatic brain injury.Susceptibility weighted imaging is the magnetic resonance imaging method using the differences of body susceptibility imaging to generate contrast magnetic resonance imaging,it has higher detection rate for small hemorrhage than CT and MRI,and plays significant role in early diagnosis of DAI.

Key words：Diffuse axonal injury; Susceptibility weighted imaging; Traumatic brain injury

收稿日期：2014-05-27修回日期：2014-08-28編輯：鄭雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.050

中圖分類號:R651.15； R445.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)09-1669-03