彌散張量成像及磁敏感加權成像對創(chuàng)傷性腦損傷的實驗與臨床動態(tài)研究.pdf

1、目的：
　　本研究首先通過建立腦損傷動物模型，觀察外傷后不同時期彌散張量成像(Diffuse tensor imaging，DTI)和磁敏感加權成像(Susceptibility-weigted imaging，SWI)動態(tài)變化規(guī)律，評價影像學資料與動物神經(jīng)功能損傷評分及病理改變之間的相關性，從病理學上更好地理解創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)的影像學表現(xiàn)。并且動態(tài)測量、分析TBI患者不同時間點

2、的DTI、SWI數(shù)據(jù)，評價其與臨床資料的相關性，以探討針對外傷后不同時期，DTI及SWI在反映TBI病理生理學改變、病程發(fā)展及預后方面的應用價值。
　　材料與方法：
　　1、新西蘭兔51只，隨機分為對照組(n=3)、和損傷組(n=48)。選擇不同旋轉(zhuǎn)角度，采用瞬間旋轉(zhuǎn)致腦彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)損傷裝置對損傷組動物分別造成輕度(n=24)、重度(n=24)損傷。每個損傷組又分為致傷

3、后1h、6h、12h、24h、48h、72h、1w、2w共8個時相亞組進行觀察，每亞組3只。動物致傷前，行常規(guī)MRI、DTI和SWI檢查。致傷后，觀察其行為學改變，進行神經(jīng)功能損傷評分(NSS)，并在預設觀察時間點再次行MRI檢查。動物分批處死取腦后，組織切片行HE染色、β-淀粉樣前體蛋白(B-APP)免疫組化染色。測量動物致傷前、致傷后各觀察時間點時皮層下白質(zhì)、胼胝體、腦干處的FA值、ADC值以及各測量血管(大腦內(nèi)靜脈、腹內(nèi)、外側(cè)靜脈

4、、背側(cè)矢狀竇、背側(cè)小腦靜脈、腦干背側(cè)正中靜脈)的靜脈血相位值。比較致傷前、后的SWI相位圖，分別記錄“異常血管征”在輕、重度損傷組中的陽性率。鏡下觀察HE染色結(jié)果，計數(shù)各觀察時間點時，皮層下白質(zhì)區(qū)、胼胝體、腦干處每5個x400高倍視野下陽性軸索計數(shù)。比較致傷前后以及輕、重度致傷組之間的各MRI測量值，觀察各測量值的動態(tài)變化規(guī)律。將不同時間各觀察區(qū)的FA值、ADC值以及各靜脈血液相位值與NSS評分行相關性分析。比較輕、重度損傷組之間的B-

5、APP陽性軸索計數(shù)，將不同時間各觀察區(qū)FA值、ADC值與陽性軸索計數(shù)行相關性分析。比較輕、重度損傷組之間“異常血管征”的陽性率，以及“緩解型”、“進展型”異常血管征在輕、重度損傷組間發(fā)生率的差異。
　　2、對59例共計89人次的TBI患者和60例年齡、性別匹配的健康對照者行常規(guī)MRI、DTI、SWI檢查，記錄’TBI患者傷后24h內(nèi)的GCS評分和傷后6個月時的GOS評分。TBI患者的成像時期包括急性期、亞急性期、傷后1-3月。其中

6、輕度(GCS=13分)外傷組共計35例，中重度(GCS=12分)外傷組共計24例，預后較好組(GOS4-5)共計44例，預后較差組(GOS1-3)共計15例。測量正常列照者、不同時期TBI患者各腦葉白質(zhì)、胼胝體、內(nèi)囊、大腦腳、腦橋、延髓處的FA值、ADC值，以及各測量血管(大腦內(nèi)靜脈、基底靜脈、大腦中淺靜脈、上矢狀竇、小腦靜脈、腦干前正中靜脈)的靜脈血相位值。通過對照組與外傷組相位圖的比較，判斷“異常血管征”的出現(xiàn)率，并比較輕度、中重度

7、TBI患者之間“異常血管征”陽性率。比較對照組和TBI患者間以及輕、中重度TBI患者之間各MRI數(shù)據(jù)的差異，觀察各MRI測量值動態(tài)變化規(guī)律。將不同時期各觀察部位(血管)的測量值與GCS評分行相關性分析；比較不同預后組之間的各項MRI數(shù)據(jù)。
　　結(jié)果：
　　1、DAI動物致傷后出現(xiàn)不同程度行為學改變，各觀察區(qū)的β-APP陽性軸索計數(shù)在傷后24h-48h達峰。重度致傷組各觀察區(qū)陽性軸索計數(shù)高于輕度組。
　　2、DAI動物在

8、傷后2w內(nèi)FA值明顯低于致傷前，重度致傷組為著。傷后2w內(nèi)FA值與NSS評分呈負相關，傷后12h-72h的FA值與β-APP陽性軸索計數(shù)亦呈負相關。急性期ADC值減低，并在傷后2w時開始回升，其與NSS評分、B-APP陽性軸索計數(shù)之間的相關性不及FA值。
　　3、DAI動物傷后各測量血管的靜脈血相位值明顯減低，重度致傷組為著。與輕度致傷組相比，重度致傷組的靜脈血相位值呈持續(xù)減低、好轉(zhuǎn)滯后的特點。急性期靜脈血相位值與NSS評分呈統(tǒng)計

9、學負相關，以幕上淺靜脈為著。
　　4、重度致傷組中“異常血管征”的陽性率明顯高于輕度致傷組，而且“進展型”異常血管征的發(fā)生率也高于輕度致傷組。
　　5、TBI患者多數(shù)觀察區(qū)的FA值在急性期、亞急性期、傷后1-3月明顯減低，但輕度TBI患者的胼胝體、內(nèi)囊FA值在急性期高于對照組。FA值與GCS值呈明顯正相關，在不同預后組之間也具有顯著差異。在傷后1-3月時胼胝體處FA值這種統(tǒng)計學意義仍能體現(xiàn)。ADC值在TBI患者不同時期變化復

10、雜多樣，與GCS、GOS評分間相關性不及FA值。
　　6、TBI患者各測量血管的靜脈血相位值呈現(xiàn)急性期下降、亞急性期及傷后1-3月逐漸回升的趨勢，中重度TBI患者的靜脈血相位值下降更明顯。急性期、亞急性期的靜脈血相位值與GCS評分間相關性較好，在不同預后組之間也具有顯著性差異，其中以幕上淺靜脈略著。
　　7、中重度TBI患者中，“異常血管征”的陽性率明顯高于輕度TBI患者。
　　結(jié)論：
　　1、本研究所采用的瞬間

11、旋轉(zhuǎn)致腦彌漫性軸索損傷裝置可行性及重復性好，可用于制作較理想的中小動物DAI模型。
　　2、FA值的減低反映了軸索的損傷，其與DAI動物的致傷程度、TBI患者的損傷程度之間具有良好的相關性，并能反映預后改變。但急性期時輕度TBI患者的胼胝體、內(nèi)囊處FA值較正常對照值升高，提示了細胞毒性水腫的存在。在外傷1-3月時，DTI仍能反映出白質(zhì)纖維束的損傷。
　　3、ADC值在腦外傷后呈雙相性改變，與損傷程度、預后之間的相關性不及FA

12、值敏感、準確。FA值與ADC值相結(jié)合可有助于細胞毒性水腫與血管源性水腫的鑒別。
　　4、SWI提供的靜脈血相位值可提示靜脈血氧飽和度的水平，進而反映出腦外傷后血氧代謝的變化。
　　5、DAI動物和TBI患者在外傷急性期均出現(xiàn)靜脈血相位值明顯下降的改變，提示血氧飽和度的下降以及腦內(nèi)氧合不足的狀態(tài)，亞急性期及以后逐漸回升。急性期、亞急性期的靜脈血相位值與損傷程度、預后相關性較密切。
　　6、SWI的相位圖中的“異常血管征”