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脑外伤的磁敏感加权成像与扩散张量成像临床应用分析

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摘要

缩略词表

第一部分：磁敏感加权成像在脑外伤中的临床应用价值

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第二部分：扩散张量成像在脑外伤中的临床应用价值

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

综述 脑外伤的影像学研究现状及进展

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢

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摘要

背景与目的：
　　近年来，随着社会和经济的快速发展，由交通事故和设施建设等原因引起的外伤人数正在逐年增加。其中脑外伤（traumatic brain injury,TBI）所占比例约为10％～15％，仅次于四肢外伤而位居第二位，但是脑外伤的病死率、致残率却位居第一位[1]。据统计，外伤是国内外年轻人群中死亡和致残的主要原因之一，其中约50％～60％归因于脑外伤[2]。同时，部分脑外伤患者伤后会出现头晕、头痛、癫痫发作、行为认知功能障碍、肢体运动障碍、甚至出现持续植物生存状态等后遗症[3]。因此，脑外伤的早期确诊、严重程度的准确评估，有利于治疗和有效康复训练的及时进行，从而尽可能的降低病死率和致残率、减轻后遗症状。
　　影像学检查技术是脑外伤诊断的主要方法，包括计算机体层摄影(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等。CT因其快速采集技术（通常＜30秒），被称为急性脑外伤诊断的“金标准”[4]。但CT对脑实质损伤的显示较差，常常漏诊或对脑外伤的严重程度判断过轻。MRI弥补了CT对脑组织损伤显示的缺陷，对损伤部位的定位、定性准确度很高。但是CT和常规MRI能显示的仅仅是脑组织的解剖学改变，而功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）包括磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）、扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopic imaging，MRSI)、血氧水平依赖功能成像(blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging，BOLD-fMRI）等，可以无创性的提供脑外伤的病理生理和功能状态信息，目前越来越多的应用于脑外伤严重程度的判定和预后的预测。
　　SWI可以清晰显示脑外伤患者脑组织内微出血灶的分布，从而推测外伤后脑组织受损程度。DTI开创了活体内脑白质变化检测的先河，用于检测脑白质的微细结构性变化[5，6]，这是其他技术无法比拟的。不论何种类型脑外伤，均常合并有脑组织内的轴索损伤，其余MRI序列很少能够检测到轴索损伤的存在，因此SWI、DTI在脑外伤中的应用十分重要。
　　SWI、DTI在脑外伤中的应用价值已有部分报道证实，尤其适用于CT和常规MRI未检测出明显病灶、常规影像学表现与临床症状或评分严重程度不符、以及脑震荡、弥漫性轴索损伤的诊断等。SWI用于检测出血性脑损伤，DTI则主要检测非出血性轴索损伤，两者联合应用能够全面显示脑外伤后脑组织的损伤程度，具有重要的临床意义。但目前国内关于SWI和DTI在脑外伤方面的应用研究尚未成熟，仍存在很大的探索空间，为此，本课题通过对脑外伤患者进行SWI、DTI、常规MRI检查和分析，探讨SWI和DTI对脑外伤的临床诊断价值。
　　材料与方法：
　　研究对象共80例，分为4组。其中正常对照组20例，轻型、中型、重型脑外伤组各20例。由两位有经验的神经外科医师分别记录患者的格拉斯哥昏迷评分(Glasgowcomascale，GCS)。
　　1.SWI在脑外伤中的临床应用价值:所有患者均行MRI平扫及SWI检查。由两位有经验的影像科医师分别记录MRI平扫及SWI上出血性病灶的累及区域、数目及面积。对SWI和MRI平扫所检出的出血灶的累及区域数、数目进行差异性检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。对轻型、中型、重型脑外伤组之间SWI所检出的出血灶的累及区域、数目及面积分别行Kruskal-Wallis检验方法进行多组间比较，并采用Bonferroni法进行两两间比较，以P＜0.05为差异有统计学意义。对GCS与MRI平扫、SWI显示的病灶的累及区域、数目及面积之间行Spearman秩相关性分析，以P＜0.05为两者间具有相关性。
　　2.DTI在脑外伤中的临床应用价值:所有患者均行MRI平扫及DTI检查。由两位有经验的影像科医师对DTI序列进行后处理，于1胼胝体膝、2胼胝体体部、3胼胝体压部、4右侧扣带束、5左侧扣带束、6右侧半卵圆中心、7左侧半卵圆中心、8右侧额叶、9左侧额叶、10右侧顶叶、11左侧顶叶、12右侧枕叶、13左侧枕叶、14右侧颞叶、15左侧颞叶、16右侧内囊前肢、17左侧内囊前肢、18右侧内囊膝、19左侧内囊膝、20右侧内囊后肢、21左侧内囊后肢、22右侧外囊、23左侧内囊、24右侧尾状核、25左侧尾状核、26右侧基底节区、27左侧基底节区、28右侧丘脑、29左侧丘脑、30右侧大脑脚、31左侧大脑脚、32右侧桥脑、33左侧桥脑、34右侧中脑、35左侧中脑、36右侧小脑半球、37左侧小脑半球，共37个区域勾画感兴趣区(regionofinterest，ROI)，并记录各向异性分数（fractionalanisotropy,FA）值。对正常对照组、轻型、中型、重型脑外伤组四组间各个区域的FA值数据分别进行多组间比较，并采用相应检验方法进行两两比较，以P＜0.05为差异具有统计学意义。对GCS与各个区域的FA值分别行spearman秩相关性分析，以P＜0.05为两者间具有相关性。
　　结果：
　　1.对于轻型、中型、重型、总脑外伤组，MRI平扫与SWI检出的出血性病灶累及区域数、数目之间的差异均具有统计学意义(P＜0.05)。SWI检出的出血性病灶累及区域数、数目均高于MRI平扫。对于轻型与中型、轻型与重型、中型与重型脑外伤组之间，SWI检出的出血性病灶累及区域数、数目、面积间的差异均具有统计学意义(P＜0.05)。重型脑外伤组SWI检出的出血性病灶累及区域数最多、数目最多、面积最大。其次为中型、轻型。
　　60例脑外伤患者的GCS与MRI平扫、SWI检出的出血性病灶累及区域数、数目、面积之间均存在负相关性，相关性由大到小依次为:GCS与SWI检出的病灶面积（r=-0.982，P=0.000）、GCS与SWI检出的病灶数目（r=-0.941，P=0.000）、GCS与SWI检出的病灶累及区域数（r=-0.900，P=0.000）、GCS与MRI平扫检出的病灶累及区域数（r=-0.792，P=0.000）、GCS与MRI平扫检出的病灶数目（r=-0.775，P=0.000）。
　　2.轻型、中型、重型脑外伤组、正常对照组间不同区域的FA值数据均服从正态性分布。其中，正常对照组内，胼胝体压部FA值最高，大小为879.58±45.08。对轻型、中型、重型脑外伤组、正常对照组各区域FA值之间进行比较，结果显示:胼胝体膝、体、压部、双侧扣带束、双侧半卵圆中心、双侧额枕颞叶、双侧内囊前肢、膝部、后肢、双侧外囊、双侧丘脑、双侧大脑脚、双侧桥脑、双侧中脑、双侧小脑半球、右侧基底节区、右侧尾状核共30个区域，四组间FA值的差异具有统计学意义(P＜0.05)。上述30个区域中，胼胝体等共18个区域的FA值随着脑外伤分型的加重而逐渐减低。进一步对四组间进行两两比较，结果显示:37个区域中，正常与轻型、正常与中型、正常与重型、轻型与中型、轻型与重型、中型与重型组间FA值差异具有统计学意义的区域分别为15个、24个、31个、10个、30个、21个，其中以正常与重型、轻型与重型组间有差异的区域数为最多，轻型与中型间最少。对于大部分区域，在具有差异性的各组之间，FA值大小顺序为重型＜中型＜轻型＜正常。
　　GCS与各区域FA值间相关性的分析结果显示:对于胼胝体膝、体、压部、双侧扣带束等共30个区域，其FA值与GCS间存在正相关性。其中，以4右侧扣带束的相关系数为最大（r=0.872），其后依次为16右侧内囊前肢（r=0.801）、5左侧扣带束(r=0.787)、3胼胝体压部（r=0.775）、2胼胝体体部（r=0.765）。
　　结论：
　　1.SWI在脑外伤后出血性病灶的检出中具有重要的临床应用价值。
　　2.DTI在显示脑外伤后脑白质的损伤程度中具有重要的临床应用价值。
　　3.SWI、DTI的应用有利于脑外伤严重程度的判定。

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