磁共振弥散张量成像及脑CT灌注成像在重型颅脑损伤患者中的应用

李 骏 许建兴 沈 烨 何 赟 顾勇坚 恽 健

江苏大学附属武进医院，江苏 常州 213017

颅脑损伤主要与意外事故、暴力事件、运动损伤等有关，其发生情况和人群相关，一般来说，男性、年轻人和从事高危职业者（如运动员、建筑工人等）更容易发生颅脑损伤［1-3］，某些疾病（如癫痫、卒中等）也可能导致颅脑损伤。轻微的颅脑损伤可能只表现为头痛、头晕等症状，重型颅脑损伤则可能导致昏迷、失忆等严重后果［4-6］。颅脑损伤后可能出现不同程度的神经系统障碍，如肢体无力、感觉异常、言语困难等，甚至可能导致永久性残疾［7-9］。

磁共振弥散张量成像是一种功能性成像技术，可通过测量水分子在组织结构中的自由扩散描绘神经纤维束的方向、大小和连通性［10］，目前广泛应用在神经系统疾病的诊断和治疗方案制定、脑损伤后康复情况评估、癫痫的病因研究中［11-13］。脑CT 灌注成像是一种非侵入性的影像学检查技术，可用于评估脑组织血流情况，其可提供脑组织的灌注信息，在评估脑血管疾病和颅内肿瘤等方面具有很大优势，且检查时间较短，通常只需几分钟即可完成。相对于其他灌注成像技术（如MRI灌注成像），CT灌注成像更适用于急诊情况［14-16］。本研究将上述影像学成像技术应用于180例颅脑损伤患者，通过分析其诊断价值，旨在为颅脑损伤患者病情评估提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2021-03—2022-03 江苏大学附属武进医院诊治的颅脑损伤患者180 例为对象。纳入标准：（1）符合颅脑损伤诊断标准［17］，且经头颅CT 检查确诊；（2）接受磁共振弥散张量成像及脑CT灌注成像检查；（3）入院时采用格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale，GCS）评估［18］。排除标准：（1）合并颅脑肿瘤者；（2）有磁共振弥散张量成像及脑CT灌注成像检查禁忌证者，如体内存在金属制品；（3）肝、肾功能障碍者；（4）合并精神性疾病者；（5）重症创伤性损伤需紧急处理者；（6）颅脑手术史者。根据GCS评估结果分为轻度损伤组（102例）、中度损伤组（42 例）、重度损伤组（36 例）。3 组一般资料比较见表1，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

表1 3组一般资料比较Table 1 Comparison of general data among the three groups

1.2 方法磁共振弥散张量成像检查：使用GE 3.0T HDxt MRI检查，常规MRI头颅平扫，T1WI：重复时间（repetition time，TR）2 025 ms，回波时间（echo time，TE）8.4 ms；T2WI：TR 4 000 ms，TE 94 ms，矩阵320×201，视野193 mm×230 mm；扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）：TR 2 900 ms，TE 84 ms，层厚5 mm，间隔1 mm，矩阵128×128，视野230 mm×230 mm，扫描时间33 s，b 值1 000 s·mm-2；弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）：TR 6 400 ms，TE 82 ms，层厚2.5 mm，无间隔，矩阵128×128，视野230 mm×230 mm，2个弥散权重，b值为0和1 000 s·mm-2。在13 个各向同性方向分别施加弥散敏感梯度，上传图像处理，得到各向异性分数（fractional anisotropy，FA）图并测量FA值。见图1。

图1 磁共振弥散张量成像检查示右侧颞叶梗死灶，CBF减低，FA值增高Figure 1 MRI diffusion tensor imaging showed right temporal lobe infarction, CBF decreased, FA value increased

脑CT 灌注成像检查：使用飞利浦Brilliance iCT 256层螺旋CT仪检查，患者取仰卧位，进行CT平扫，由肘静脉高压注射器以4.0 mL/s速率注射30～40 mL优维显团注，延时5 s 后灌注扫描。选取brain standard 模式，管电压80 kV，管电流125 mA，层厚5 mm，层间距5 mm，扫描厚度130 mm，探测器63 mm×1.25 mm。速度0.4 s/转，间隔时间5.5 s，进行15次连续扫描，得到390 帧图像。将图像传送并分析，扫描两侧参数并取平均值，获取脑血流灌注率（cerebral blood flow，CBF）值。

1.3 统计学处理采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计数资料用n（%）表示，行χ2检验；符合正态分布的计量资料用±s 表示，行单因素ANOVA分析，相关性采用Spearman 相关性分析，建立受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析磁共振弥散张量成像联合脑CT 灌注成像对重度颅脑损伤患者病情的评估价值，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组一般资料比较3 组患者性别、年龄、致伤原因、受伤至就医时间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 3 组FA、CBF 值比较3 组FA值、CBF 值比较差异均有统计学意义（P＜0.05），轻度损伤组FA值、CBF值高于中度损伤组及重度损伤组（P＜0.05）。见表2、图2。

表2 3组FA、CBF值比较 （±s）Table 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups （±s）

表2 3组FA、CBF值比较 （±s）Table 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups （±s）

注：与轻度损伤组比较，*P＜0.05，与中度损伤组比较，#P＜0.05。

组别轻度损伤组中度损伤组重度损伤组F值P值n 102 42 36 FA值0.69±0.13 0.62±0.09*0.52±0.07*#31.683＜0.001 CBF值/［mL/（100 g·min）］20.18±3.43 17.10±3.38*15.02±3.34*#34.784＜0.001

图2 3组FA、CBF值比较Figure 2 Comparison of FA and CBF values among the three groups

2.3 FA、CBF 值与颅脑损伤患者病情的相关性分析Spearman相关性分析显示，FA、CBF值与颅脑损伤患者病情呈显著负相关，FA、CBF 值越小，颅脑损伤越严重（P＜0.05）。见表3。

表3 FA、CBF值与颅脑损伤患者病情的相关性分析Table 3 Correlation analysis among FA,CBF values and the condition of patients with craniocerebral injury

2.4 FA、CBF值及联合对重度颅脑损伤患者病情的预测价值建立ROC曲线分析FA值、CBF值及联合对重度颅脑损伤患者病情的价值，结果显示FA 值、CBF值及联合评估重度颅脑损伤患者病情程度的曲线AUC 分别为0.873、0.804、0.883，均具有一定预测价值。当取最佳cut-off 值时，敏感度分别为0.750、0.799、0.840，特异度分别为0.917、0.694、0.833。见表4、图3。

表4 FA、CBF值及联合对重度颅脑损伤患者病情的预测价值Table 4 Value of FA, CBF and combined application in patients with severe craniocerebral injury

图3 FA、CBF 值及联合对重度颅脑损伤患者病情预测的ROC曲线Figure 3 ROC curve of the FA, CBF and combined application in patients with severe craniocerebral injury

3 讨论

颅脑损伤发生后患者病情可能急剧恶化，需及时救治。颅脑损伤的临床表现依病情严重程度分为轻度、中度和重度。轻度颅脑损伤表现为头痛、头晕、恶心、呕吐等症状，意识清醒［19-21］；中度颅脑损伤表现为轻度损伤基础上的意识模糊或混乱，可能出现轻微的神经系统障碍［22-24］；重度颅脑损伤表现为昏迷、癫痫、呼吸困难、高血压、低血压等严重并发症，可能出现难以逆转的神经系统障碍［25-27］。

研究发现，磁共振弥散张量成像在脑小血管病中具有较高的价值，通过无创显示白质纤维超微结构等为疾病的诊断及预测提供可能［28］。研究指出，脑CT 灌注成像对诊断早期重型颅脑损伤具有较高的准确率［29］。本研究显示，重度损伤组患者FA 值、CBF值明显较轻度与中度组低，分析其可能原因，FA是用于描述水分子在组织中扩散方向分布差异性的参数，它是一种评估白质神经元纤维束结构组织有序性和完整性的指标［30-31］。FA 值越高，表示纤维束越有序和紧密，反之则纤维束越无序和松散［32］。因此，FA值通常用于评估脑白质的微结构和纤维束损伤程度。高FA 值常见于正常白质区域，低FA 值则与多种脑部疾病，如脑卒中、多发性硬化症等相关。CBF 是指脑部单位时间内通过的血流量，通常用来评估神经元的代谢活动，其可通过多种影像技术测量得到［33-35］。CBF 的变化通常意味着神经元的功能状态发生改变。重度颅脑损伤通常导致脑部组织严重损伤和炎症反应，往往影响脑部的微结构和代谢功能。对于FA值来说，重度颅脑损伤可能导致神经元纤维束完整性降低、水分子扩散方向松散和无序，从而导致FA值下降。对于CBF值来说，重度颅脑损伤可能导致脑血管受损、血流灌注不足或局部缺血，从而导致CBF 值下降。因此，重度颅脑损伤患者FA、CBF值较低。Spearman相关性分析表明，颅脑损伤患者病情严重程度与FA、CBF值呈负相关，分析其原因，颅脑损伤可能导致神经元纤维束完整性降低、水分子的自由扩散方向变得松散和无序，从而导致FA 值下降。这些结构和功能的损伤程度与颅脑损伤患者的临床症状和病情密切相关，更严重的结构和功能损伤通常伴随更严重的病情。这些血流灌注相关的异常与颅脑损伤患者的病情也密切相关，缺血区域更多或血流灌注恢复较慢的患者病情通常更为严重。因此，FA、CBF值与颅脑损伤患者病情呈负相关。本研究发现FA、CBF 值联合用于诊断重度颅脑损伤患者，明显提高了诊断效能，这是由于FA 值可反映白质纤维束及其脑组织结构的完整性，CBF值可反映脑血流灌注情况，联合FA和CBF值可为重度颅脑损伤患者的病情评估提供更全面、准确的信息，有助于制定个体化的治疗方案及预测预后。

磁共振弥散张量成像联合脑CT 灌注成像检查能够有效提高对重型颅脑损伤患者病情的评估价值，为早期治疗提供可能。本研究存在一些不足，如未纳入更多定量分析指标，且研究对象有限，在今后的研究中将进一步完善试验方案，以提高结论的可靠性。