急性輕型創(chuàng)傷性腦損傷的靜息態(tài)腦功能磁共振成像的研究

黃鋼材 侯剛強(qiáng) 謝井文 楊春勤

【摘要】 目的：研究并探討急性輕型創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）患者的靜息態(tài)腦功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）特征，為臨床診斷提供指導(dǎo)依據(jù)。方法：選取2015年1月-2017年10月在本院就診的急性輕型TBI患者30例為觀察組，另選取同期在院進(jìn)行體檢的健康志愿者30例為對(duì)照組。兩組均開展螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI檢查，以臨床確診結(jié)果為參照，比較螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI對(duì)急性輕型TBI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率；分析螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的診斷一致性；分析兩組靜息態(tài)腦fMRI圖像。結(jié)果：靜息態(tài)腦fMRI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率分別為96.67%、93.33%、95.00%，均高于螺旋CT的80.00%、73.33%、76.67%，比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；經(jīng)一致性檢驗(yàn)分析，靜息態(tài)腦fMRI診斷TBI的結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性良好（Kappa=0.725），而螺旋CT診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性中等（Kappa=0.519），不及靜息態(tài)腦fMRI；對(duì)照組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于2個(gè)集群，1群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為3/-42/36，2群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-48/69/39；觀察組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于4個(gè)集群，1群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-9/60/-9，2群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為33/-12/39，3群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-42/12/54，4群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為48/27/45。結(jié)論：靜息態(tài)腦fMRI圖像中可見急性輕型TBI患者腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)生異常改變，通過靜息態(tài)fMRI檢查可予以準(zhǔn)確診斷，對(duì)其腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能改變予以靈敏反映。

【關(guān)鍵詞】 急性輕型創(chuàng)傷性腦損傷； 診斷； 靜息態(tài)腦功能磁共振成像

【Abstract】 Objective：To study and explore the characteristics of resting brain functional magnetic resonance imaging（fMRI） in patients with acute mild traumatic brain injury（TBI） and to provide guidance for clinical diagnosis.Method：A total of 30 patients with acute mild TBI from January 2015 to October 2017 in our hospital were selected as observation group and another 30 healthy volunteers who received physical examination in the same period were selected as control group.Spiral CT examination and resting brain fMRI examination were performed in two groups.Refer to the results of clinical diagnosis，the diagnostic sensitivity，specificity and accuracy of spiral CT and resting state brain fMRI in acute light TBI were compared.The diagnostic consistency between spiral CT and resting state brain fMRI and clinical diagnosis results were analyzed，the resting state brain fMRI images in two groups were analyzed.Result：The diagnostic sensitivity，specificity and accuracy of resting state fMRI were 96.67%，93.33% and 95.00% respectively，which were all higher than 80.00%，73.33% and 76.67% of spiral CT，the differences were statistically significant（P<0.05）.The conformance test showed that the results of the resting state brain fMRI diagnosis of TBI were in good agreement with the clinical diagnosis（Kappa=0.725），while the diagnostic results of spiral CT and the clinical diagnosis were moderate（Kappa=0.519），not as good as the resting state fMRI.The default network of control group was distributed in 2 clusters，X，Y and Z axis coordinate of the 1 groups of MNI peaks were 3/-42/36，and X，Y and Z axis coordinate of the 2 groups MNI peaks were -48/69/39.The default network of observation group was distributed in 4 clusters，X，Y and Z axis coordinate of the 1 groups of MNI peaks were -9/60/-9，X，Y and Z axis coordinate of the 2 groups of MNI peaks were 33/-12/39，X，Y and Z axis coordinate of the 3 groups of MNI peaks were -42/12/54，X，Y and Z axis coordinate of the 4 groups of MNI peaks were 48/27/45.Conclusion：Abnormal changes of brain default network function can be observed in patients with acute mild TBI on resting brain fMRI images，accurate diagnosis can be made by resting state fMRI examination，and sensitively reflect the change of the default network function in the brain area.

【Key words】 Acute mild traumatic brain injury； Diagnosis； Resting brain functional magnetic resonance imaging

First-authors address：Nanshan Peoples Hospital，Shenzhen 518052，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.15.001

急性輕型創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）特指?jìng)笠庾R(shí)喪失不足30 min的閉合性顱腦損傷，患者多存在認(rèn)知功能受損等腦震蕩后癥狀，臨床上需對(duì)其腦功能損傷進(jìn)行明確，以給予及時(shí)治療，避免遺留癥狀[1-3]。近年來，靜息態(tài)腦功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術(shù)被逐漸用于TBI診斷中，本研究為探討急性輕型TBI患者的靜息態(tài)腦fMRI特征，選取急性輕型TBI患者與健康志愿者各30例進(jìn)行研究。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年1月-2017年10月在本院就診的急性輕型TBI患者30例為觀察組，另選取同期在院進(jìn)行體檢的健康志愿者30例為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：觀察組經(jīng)臨床癥狀、顱部CT檢查，明確為急性輕型TBI，對(duì)照組經(jīng)全身體檢未發(fā)現(xiàn)任何異常；對(duì)研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：意識(shí)障礙者、認(rèn)知障礙者、精神障礙者以及合并腦血管病變者。兩組均符合本研究納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)。本研究獲倫理學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法 兩組均開展螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI檢查。先進(jìn)行螺旋CT檢查，采用德國(guó)西門子螺旋CT機(jī)，管電壓125 kV，管電流125 mA，矩陣512×512，窗寬85～110 HU，層厚、層距均為5 mm，對(duì)受檢者顱部進(jìn)行常規(guī)軸位薄層掃描，獲取圖像后傳送至后處理站進(jìn)行處理。再行靜息態(tài)腦fMRI檢查，采用德國(guó)西門子磁共振掃描儀，行常規(guī)T1WI、T2WI、T2FLAIR序列掃描，再采用平面回波序列進(jìn)行靜息態(tài)腦掃描，采用靜息態(tài)功能磁共振處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[4]。

1.3 觀察指標(biāo)及判定標(biāo)準(zhǔn) （1）以臨床確診結(jié)果（對(duì)照組為確診陰性，觀察組為確診陽性）為參照，計(jì)算和比較螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI對(duì)急性輕型TBI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率。靈敏度=真陽性/（真陽性+假陰性）×100%；特異度=真陰性/（真陰性+假陽性）×100%；準(zhǔn)確率=（真陽性+真陰性）/總例數(shù)×100%。（2）采用一致性檢驗(yàn)方法，分析螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的診斷一致性[5-6]。（3）分析兩組靜息態(tài)腦fMRI圖像，包括默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布情況及MNI峰坐標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 19.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料用（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗(yàn)；一致性系數(shù)計(jì)算采取Kappa檢驗(yàn)，Kappa<0.4即一致性較差，Kappa在0.4～0.7之間即一致性中等，Kappa>0.7即一致性良好。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組基線資料比較 觀察組男17例，女13例；年齡23～69歲，平均（46.05±17.24）歲。對(duì)照組男16例，女14例；年齡21～70歲，平均（45.23±16.89）歲。兩組患者一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度比較 螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI對(duì)TBI的診斷結(jié)果，見表1；靜息態(tài)腦fMRI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率均高于螺旋CT，比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.3 螺旋CT、靜息態(tài)腦fMRI診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性分析 經(jīng)一致性檢驗(yàn)分析，靜息態(tài)腦fMRI診斷TBI的結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性良好（Kappa=0.725），而螺旋CT診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性中等（Kappa=0.519），不及靜息態(tài)腦fMRI。

2.4 兩組靜息態(tài)腦fMRI圖像分析 （1）對(duì)照組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于2個(gè)集群，1群包括內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)區(qū)、背外側(cè)前額葉皮層、右側(cè)顳中回、右側(cè)顳下回、海馬，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為3/-42/36；2群包括左側(cè)顳中回、左側(cè)顳下回、左右頂下小葉左角回，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-48/69/39。（2）觀察組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于4個(gè)集群，1群包括內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)區(qū)、右側(cè)顳上回、左側(cè)顳中回、楔前葉前扣帶回，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-9/60/-9；2群包括眶內(nèi)額下回、眶內(nèi)額中回，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為33/-12/39；3群包括左側(cè)額中回、額極、背外側(cè)前額葉皮層、左側(cè)額上回，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-42/12/54；4群包括右側(cè)額中回、右側(cè)額上回，其MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為48/27/45。

3 討論

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，交通業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展速度較高，交通事故、高空墜落事故頻發(fā)，導(dǎo)致TBI的發(fā)生率出現(xiàn)增高趨勢(shì)[7-8]。TBI屬于常見腦部損傷，主要是指患者顱部在外力作用下受創(chuàng)，其中，急性輕型TBI是一種常見的顱腦損傷類型，主要是指?jìng)笠庾R(shí)喪失不足30 min、遺忘時(shí)間不足24 h、格拉斯哥昏迷指數(shù)在13～15分的腦損傷，這類患者的致死風(fēng)險(xiǎn)不及重型顱腦損傷，但往往存在認(rèn)知功能受損，甚至?xí)z留永久性后遺癥[9-11]，因此，臨床上也應(yīng)對(duì)急性輕型TBI予以重視。

明確急性輕型TBI的傷情及腦功能受損情況是給予這類患者有效治療、減少其后遺癥的關(guān)鍵，以往，臨床診斷多依靠螺旋CT，螺旋CT可對(duì)患者頭皮損傷、皮下異物、顱骨骨折等傷情予以反映，但在急性輕型TBI診斷中，螺旋CT易出現(xiàn)漏診[12-15]。近年來，磁共振技術(shù)被逐漸用于診斷創(chuàng)傷性腦損傷，磁共振成像是目前軟組織分辨率最高的一種影像學(xué)檢查方法，尤其是近幾年靜息態(tài)腦fMRI的應(yīng)用，使磁共振技術(shù)針對(duì)顱腦損傷的診斷準(zhǔn)確得到提高[12]。靜息態(tài)腦fMRI檢查時(shí)無須患者進(jìn)行任何操作，可根據(jù)患者腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布、MNI峰坐標(biāo)，對(duì)患者腦區(qū)功能連接情況予以顯示，可靈敏反映顱腦損傷患者的腦功能情況，對(duì)其是否存在腦損傷予以反映[16-20]。

本研究結(jié)果顯示，以臨床確診結(jié)果為參照，靜息態(tài)腦fMRI對(duì)急性輕型TBI的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率均高于螺旋CT（P<0.05），且靜息態(tài)腦fMRI診斷結(jié)果與臨床確診結(jié)果間的一致性良好，優(yōu)于螺旋CT。這充分說明靜息態(tài)腦fMRI對(duì)急性輕型TBI的診斷準(zhǔn)確性較高，可對(duì)腦損傷予以靈敏反映。研究結(jié)果顯示，對(duì)照組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于2個(gè)集群，1群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為3/-42/36，2群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-48/69/39；觀察組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布于4個(gè)集群，1群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-9/60/-9，2群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為33/-12/39，3群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為-42/12/54，4群MNI峰的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別為48/27/45。以上研究結(jié)果可看出，急性輕型TBI患者的腦區(qū)功能連接相比于健康志愿者出現(xiàn)減弱，可能與其存在認(rèn)知功能受損有關(guān)。

綜上所述，靜息態(tài)腦fMRI圖像中可見急性輕型TBI患者腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)生異常改變，通過靜息態(tài)fMRI檢查可予以準(zhǔn)確診斷，對(duì)其腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能改變予以靈敏反映。

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