李 偉

（1.鐵道警察學(xué)院公安技術(shù)系，河南 鄭州450053；2.河南中允司法鑒定中心，河南 鄭州450053）

·技術(shù)與應(yīng)用·

磁敏感加權(quán)成像在出血性彌散性軸索損傷鑒定中的應(yīng)用

李 偉1，2

（1.鐵道警察學(xué)院公安技術(shù)系，河南 鄭州450053；2.河南中允司法鑒定中心，河南 鄭州450053）

目的 探討磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）在出血性彌散性軸索損傷（diffuse axonal injury，DAI）法醫(yī)學(xué)鑒定中的應(yīng)用價值。 方法 對20例DAI的法醫(yī)學(xué)鑒定資料進(jìn)行回顧性分析，對其T1WI、T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）、磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）序列影像資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。 結(jié)果DAI出血灶多位于腦組織表淺區(qū)，SWI對出血性DAI的檢出率最高，與其他序列成像之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。 結(jié)論SWI在DAI法醫(yī)學(xué)鑒定中具有重要的意義。

法醫(yī)學(xué)；彌散性軸索損傷；磁共振成像；磁敏感加權(quán)成像

彌散性軸索損傷（diffuse axonal injury，DAI）是在外力作用下，顱腦加速運動過程中造成神經(jīng)軸索腫脹、斷裂以及伴行小血管損傷的閉合性顱腦損傷。在DAI中出血性病灶相對較少，但其損傷程度較重，而常規(guī)影像學(xué)檢查顯影效果不佳[1]，因而DAI不僅是臨床診治的難點，也是法醫(yī)學(xué)鑒定的難題[2]。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，特別是磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）序列的應(yīng)用，在出血性DAI的診斷方面具有一定的優(yōu)勢。本研究收集2010年1月至2014年6月進(jìn)行法醫(yī)學(xué)檢驗的、影像學(xué)資料齊全的出血性DAI鑒定資料20例，旨在為DAI的法醫(yī)臨床學(xué)鑒定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 案例資料

20例案例中，男性13例，女性7例，男女之比為1.86∶1，年齡13～61歲。致傷原因為道路交通傷17例（85%），高墜傷3例（15%）。

20例經(jīng)法醫(yī)臨床學(xué)檢查，表現(xiàn)為植物生存狀態(tài)8例，肢體癱瘓4例，智能缺損8例。其中道路交通事故致傷的17例依照GB 18667—2002《道路交通事故受傷人員傷殘評定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定，一級傷殘7例、二級傷殘6例、五級傷殘2例、六級傷殘2例；另外3例根據(jù)GB/T 16180—2006《勞動能力鑒定 職工工傷與職業(yè)病致殘等級》標(biāo)準(zhǔn)評定，一級、二級、五級傷殘各1例。

1.2 MRI資料

20例傷者的鑒定資料中，傷后3d內(nèi)T1WI、T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）、SWI序列的影像資料齊全。

閱片時對軸位圖像中病灶數(shù)目最多層面的圖像計算DAI病灶的部位、數(shù)目及面積。病灶定位參照文獻(xiàn)[3]的方法分為表淺區(qū)（包括額、顳、頂、枕葉）、深部區(qū)（包括胼胝體、基底節(jié)、丘腦）和顱后窩區(qū)（包括腦干和小腦）。在統(tǒng)計DAI病灶數(shù)目及面積時，將軸位上數(shù)目和面積最大的層面圖像傳至GEAM4.3圖像工作站進(jìn)行處理計算。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

用SPSS 16.0軟件對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用χ2檢驗比較SWI與T1WI、T2WI、DWI、FLAIR各檢查序列在DAI出血灶檢出率方面的差異。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 影像學(xué)特征

DAI出血灶在MRI常規(guī)序列（如T1WI、DWI）呈斑點或小片狀的低信號或等信號改變，圖像清晰度低，無明顯特征性改變，不易分辨；在T2WI呈模糊的片狀高信號影；在FLAIR序列呈高信號改變；在SWI序列呈圓形或類圓形的串珠狀低信號改變，圖像清晰、明顯（圖1）。

圖1 DAI出血灶在T1WI、DWI、T2WI、FLAIR和SWI序列的影像學(xué)表現(xiàn)

2.2 病灶數(shù)目

20例傷者的MRI影像資料中，不同呈像序列顯示的DAI出血灶個數(shù)不同，按照發(fā)現(xiàn)病灶數(shù)目的多少由高到低依次為SWI、FLAIR、DWI、T2WI、T1WI。與其余四種序列相比，SWI序列對出血性DAI最敏感，發(fā)現(xiàn)病灶數(shù)為329個（100%），優(yōu)于其他序列（P＜0.05，表1）。

2.3 出血性DAI的部位及病灶面積

20例中，SWI序列發(fā)現(xiàn)DAI出血灶位于表淺區(qū)221個（67.2%）、深部區(qū)74個（22.5%）、顱后窩區(qū)34個（10.3%），詳見表2。

SWI序列發(fā)現(xiàn)病灶呈圓形或類圓形，直徑在2～16mm。20例共發(fā)現(xiàn)DAI出血灶面積總和為89766mm2，其中面積最大者為7 010 mm2，最小者為623 mm2。

表1 不同序列成像方式下出血性DAI病灶的檢出情況[n（%）]

表2 20例出血性DAI病灶分布情況[n（%）]

3 討 論

DAI的損傷程度較重，損傷機(jī)制復(fù)雜，目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的損傷機(jī)制是：頭部在外力作用下突然加速或減速，尤其是旋轉(zhuǎn)運動時，由于瞬間剪應(yīng)力的作用，不同密度的腦組織發(fā)生相對位移，從而造成腦內(nèi)軸索結(jié)構(gòu)和伴行小血管損傷[4]。從病理學(xué)角度，常將DAI分為非出血性病灶和出血性病灶。非出血性病灶是由于軸索斷裂形成的小水腫灶，在T1WI序列呈低信號表現(xiàn)，T2WI及DWI序列上呈高信號，診斷相對容易。而MRI常規(guī)序列對微小出血性病灶的顯示較為困難[5]。早期研究[6]認(rèn)為，80%的DAI為非出血性病灶，出血性DAI僅占20%左右。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，SWI在DAI診斷中的應(yīng)用日益廣泛，發(fā)現(xiàn)DAI多為出血性，這種變化與影像學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對微小出血灶的顯影能力提高有關(guān)[7]。相對而言，出血性DAI的預(yù)后差[8]。因此，出血性DAI的影像診斷及定位診斷對法醫(yī)學(xué)鑒定具有重要的意義。

本研究表明，SWI序列成像對出血性病灶的檢出率最高，與其他序列相比，出血性DAI病灶的檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義。SWI是一種利用組織間磁敏感差異成像的技術(shù)，在SWI序列下順磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場擾動大于其自身體積，致使其顯示出血灶的體積大于其實際體積，彌補(bǔ)了MRI常規(guī)序列對小灶性出血顯示欠佳的不足，與常規(guī)序列成像方式相比，SWI對微小出血灶的顯示更加敏感[9]。SWI序列成像具有高分辨率和高信噪比的特點，能充分顯示組織的磁敏感差異，產(chǎn)生獨特的對比效應(yīng)，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)損傷與疾病的檢查。

本研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LAIR序列對出血性DAI病灶的檢出率低于SWI序列。分析其原因，可能是由于FLAIR序列成像是通過抑制腦脊液的高信號來提高靠近腦脊液部位的病灶與背景的對比度，從而提高病灶的清晰度，特別是大腦基底節(jié)區(qū)、腦室旁等靠近腦室部位的病灶，而遠(yuǎn)離腦脊液部位的病灶常不能清晰顯示。因此，在法醫(yī)學(xué)鑒定時FLAIR序列成像可以作為SWI序列的輔助手段，兩者相互補(bǔ)充，可以提高診斷的準(zhǔn)確率。

根據(jù)顱腦損傷后經(jīng)過時間的不同分為急性期、亞急性期和慢性期[10]，本研究收集的影像學(xué)資料均為傷后3 d內(nèi)的MRI檢查資料，即處于顱腦損傷的急性期。既往研究[11，12]表明，DAI急性期患者大體標(biāo)本常見多發(fā)性的小出血灶，周圍少見有明顯的水腫及占位效應(yīng)，MRI常規(guī)序列無法清晰顯示。此時出血灶中的氧化型血紅蛋白逐漸形成還原型血紅蛋白，由于還原型血紅蛋白的磁敏感性較強(qiáng)，腦組織間形成一個局部梯度磁場，導(dǎo)致自旋失相位，引起局部去相位作用，在SWI序列中表現(xiàn)為特征性的信號丟失而呈低信號改變。本研究20例中，共發(fā)現(xiàn)329個出血性病灶，病灶直徑最小2 mm，最大16 mm。結(jié)果表明，SWI在病灶檢出率方面高于其他序列，在出血性DAI的法醫(yī)學(xué)鑒定影像診斷中的作用顯著。

有研究[13]表明，病灶數(shù)量和體積代表腦組織的損傷、壞死和膠質(zhì)增生的程度，出血性病灶越多，總體積越大，說明損傷的范圍越大。同時DAI出血灶的位置與損傷程度有明顯的相關(guān)性，如出血部位位于胼胝體、基底節(jié)、腦干及外周部位時，其預(yù)后更差[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，出血性DAI多發(fā)生于額葉白質(zhì)、顳頂葉白質(zhì)、額葉灰質(zhì)、顳頂枕葉灰質(zhì)等腦部表淺區(qū)，與文獻(xiàn)[13-15]研究結(jié)果類似，可能是這些部位多位于灰質(zhì)和白質(zhì)交界處，組織間的密度差異較大，受外力作用后的慣性和加速度大小不同，受到剪切力作用時所產(chǎn)生的相對位移不同所致。

雖然病理學(xué)診斷被認(rèn)為是疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但在法醫(yī)臨床學(xué)鑒定時無法獲得DAI的病理標(biāo)本，在DAI的鑒定實踐中主要依據(jù)臨床癥狀、體征和影像學(xué)檢查結(jié)果。由于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)（如CT和MRI常規(guī)序列）不能直接顯示神經(jīng)軸索損傷或微小的出血灶，常規(guī)影像檢查可能出現(xiàn)陰性結(jié)果，在法醫(yī)學(xué)鑒定時常使鑒定人處于兩難的境地，可能造成DAI的鑒定意見存在爭議[16]。因此，法醫(yī)臨床鑒定時借助SWI序列成像可提高出血性DAI鑒定的準(zhǔn)確率。

在DAI的法醫(yī)學(xué)鑒定時，應(yīng)注意與腦挫裂傷、腦干損傷相鑒別。腦挫裂傷在影像學(xué)上多表現(xiàn)為灶性或片狀的出血，腦挫裂傷直徑常大于2 cm，多位于外力的著力部位或?qū)_部位，多傷及大腦灰質(zhì)。DAI高發(fā)于大腦白質(zhì)、灰質(zhì)交界處的表淺區(qū)或者胼胝體、基底節(jié)區(qū)、腦干等接近中線的區(qū)域。原發(fā)性腦干損傷極少單獨發(fā)生，常伴有腦干、胼胝體以及腦白質(zhì)內(nèi)廣泛性的DAI病灶[17，18]，鑒定時需結(jié)合影像學(xué)資料進(jìn)行判斷。

綜上所述，SWI序列成像在顯示出血性DAI病灶方面具有明顯優(yōu)勢，能夠為出血性DAI的法醫(yī)臨床學(xué)鑒定提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。

[1]趙兆，于建云，吳昆華，等.磁共振彌散張量成像與質(zhì)子磁共振波譜技術(shù)在腦損傷鑒定中的應(yīng)用[J].法醫(yī)學(xué)雜志，2012，28（3）：207-210.

[2]任冠恒，劉寧國，陳憶九，等.MALDI-TOF-MS對DAI大鼠腦干蛋白質(zhì)組學(xué)的分析[J].法醫(yī)學(xué)雜志，2016，32（1）：13-17.

[3]TONG K A，ASHWAL S，HOLSHOUSER B A，et al.Diffuse axonal injury in children：clinical correlation with hemorrhagic lesions[J].Ann Neurol，2004，56（1）：36-50.

[4]LE BIHAN D，MANGIN J F，POUPON C，et al. Diffusion tensor imaging：concepts and applications[J]. J Magn Reson Imaging，2001，13（4）：534-546.

[5]木合塔爾江·卡德爾，左玲芝，帕力達(dá)·尼亞孜，等.CT、常規(guī)MRI序列和SWI診斷彌漫性軸索腦損傷比較[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2011，11（17）：3303-3305，3317.

[6]GENTRY L R.Imaging of closed head injury[J].Radiology，1994，191（1）：1-17.

[7]周福慶，龔洪翰，陳琪，等.磁敏感加權(quán)成像在彌漫性軸索損傷診斷和分級中的臨床應(yīng)用[J].臨床放射學(xué)雜志，2012，31（3）：326-331.

[8]PATERAKIS K，KARANTANAS A H，KOMNOS A， et al.Outcome of patients with diffuse axonal injury：the significance and prognostic value of MRI in the acute phase[J].J Trauma，2000，49（6）：1071-1075.

[9]YOU J S，KIM S W，LEE H S，et al.Use of diffusion-weighted MRI in the emergency department for unconscious trauma patients with negative brain CT[J].Emerg Med J，2010，27（2）：131-132.

[10]余暉，劉靜，沈桂權(quán)，等.聯(lián)合DWI和常規(guī)MRI對非出血性彌漫性軸索損傷的診斷價值[J].臨床放射學(xué)雜志，2007，26（7）：653-656.

[11]PARK J H，PARK S W，KANG S H，et al．Detection of traumatic cerebral microbleeds by susceptibility-weighted image of MRI[J].J Korean Neurosurg Soc，2009，46（4）：365-369.

[12]BARNES S R，HAACKE E M.Susceptibility-weighted imaging：clinical angiographic applications[J].Magn Reson Imaging Clin N Am，2009，17（1）：47-61.

[13]韓成坤，史浩，劉桂芳，等.磁敏感加權(quán)成像對彌漫性軸索損傷的診斷價值[J].中華放射學(xué)雜志，2011，45（6）：632-636.

[14]MAXWELL W L，MACKINNON M A，STEWART J E，et al.Stereology of cerebral cortex after traumatic brain injury matched to the Glasgow outcome score[J].Brain，2010，133（Pt 1）：139-160.

[15]汪樺，陶晶晶，吳文娟，等.磁敏感加權(quán)成像對腦彌漫性軸索損傷的診斷價值[J].江蘇醫(yī)藥，2012，38（1）：43-45.

[16]蘇巧榮，陳明敏，張登科，等.交通事故致彌漫性軸索損傷傷殘等級鑒定89例分析[J].法醫(yī)學(xué)雜志，2013，29（6）：437-439.

[17]SUGIYAMA K，KONDO T，OOUCHIDA Y，et al. Clinical utility of diffusion tensor imaging for evaluating patients with diffuse axonal injury and cognitive disorders in the chronic stage[J].J Neurotrauma，2009，26（11）：1879-1890.

[18]HASILOGLU Z I，ALBAYRAM S，SELCUK H，et al.Cerebral microhemorrhages detected by susceptibility-weighted imaging in amateur boxers[J].AJNR Am J Neuroradiol，2011，32（1）：99-102.

Application of Susceptibility Weighted Imaging in the Identification of Hemorrhagic Diffuse Axonal Injury

LI Wei1,2
（1.Department of Public Security Technology,Railway Police College,Zhengzhou 450053,China;2.Henan Zhongyun Forensic Science Center,Zhengzhou 450053,China）

Objective To explore the application value of susceptibility weighted imaging（SWI）in the forensic identification of hemorrhagic diffuse axonal injury（DAI）.Methods The forensic identification materials of 20 DAI cases were analyzed retrospectively.The sequence image materials of T1WI,T2WI, diffusion weighted imaging（DWI）,fluid attenuated inversion recovery（FLAIR）and susceptibility weighted imaging（SWI）were analyzed statistically.Results DAI related hemorrhage focus commonly located in the superficial area of brain.The detection rate of hemorrhage focus by SWI was the highest,which showing significant difference（P＜0.05）compared with other sequence images.Conclusion The SWI plays an important role in the forensic identification of DAI.

forensic medicine;diffuse axonal injury;magnetic resonance imaging;susceptibility weighted imaging

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2017.04.009

1004-5619（2017）04-0376-04

2014-11-30）

（本文編輯：陳捷敏）

李偉（1973—），男，碩士，副主任法醫(yī)師，副教授，主要從事法醫(yī)臨床學(xué)檢案及教學(xué)；E-mail：leewei22868@163.com