楊登法，金杭皇，張素娟，楊婷，吳亮，王林友，沈劍敏，余鑫鋒

（1.臺州市立醫(yī)院 放射科，浙江 臺州 318000；2.臺州市立醫(yī)院 神經(jīng)外科，浙江 臺州 318000；3.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 臺州 310009）

輕度創(chuàng)傷性腦損傷（mild traumatic brain injury，mTBI）約占腦外傷的80%以上，臨床上約有30%的mTBI患者腦外傷后出現(xiàn)腦震蕩癥候群（postconcussion syndrome，PCS）。臨床表現(xiàn)主要為持久的軀體、認(rèn)知和行為癥狀[1-2]。mTBI患者常規(guī)CT、MRI影像表現(xiàn)為陰性，mTBI為何引起PCS癥狀仍有爭議。有學(xué)者認(rèn)為mTBI患者傷后可出現(xiàn)大腦灰質(zhì)體積變化[3-4]。但這些PCS癥狀與大腦灰質(zhì)體積變化是否存在相關(guān)性尚不明確[5]。目前，基于體素的形態(tài)測量學(xué)（voxel-based morphometry，VBM）方法能夠?qū)θX或局部腦區(qū)灰質(zhì)體積差異進(jìn)行研究，為大腦形態(tài)學(xué)的研究提供新的指標(biāo)。本研究采用VBM的方法對mTBI患者進(jìn)行全腦分析，從而定量mTBI患者腦部灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，探討灰質(zhì)體積的變化及其與mTBI臨床癥狀之間的潛在聯(lián)系。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2016年6月至2017年12月臺州市立醫(yī)院神經(jīng)外科收治的24例mTBI患者作為試驗(yàn)組，男15例，女9例；平均年齡（46.7±14.1）歲，平均受教育年限（9.8±3.2）年，GCS評分為（14.8±0.6）分。車禍撞傷8例，頭部跌傷7例，被人毆打5例，高處墜落2例，擊傷2例。試驗(yàn)組納入標(biāo)準(zhǔn):①有明確的閉合性顱腦損傷病史；②傷后無或僅有短暫意識喪失，意識喪失時(shí)間＜30 min；③顱腦外傷后格拉斯哥昏迷評分（Glasgow coma scale，GCS）為13～15分；④輕度外傷后出現(xiàn)如頭痛、記憶減退、情緒激動(dòng)及植物神經(jīng)功能紊亂等癥狀，但無神經(jīng)系統(tǒng)陽性體征；⑤顱腦常規(guī)CT、MRI檢查陰性；⑥傷前無生活能力與社會功能缺陷，智力正常，無精神病史及嚴(yán)重心身疾病病史。所有患者于受傷后1周內(nèi)完成磁共振檢查。將同期24名年齡、性別相匹配的健康體檢者作為對照組，男15例，女9例，平均年齡（45.7±13.8）歲，平均受教育年限（9.7±2.8）年，GCS評分為15分。對照組納入標(biāo)準(zhǔn):①性別、年齡、受教育年限與試驗(yàn)組均匹配；②既往均無顱腦創(chuàng)傷、腦部疾病、精神發(fā)育障礙或其他神經(jīng)精神疾病史等；③無磁共振檢查禁忌證者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有參與者均簽署知情同意書。

1.2 MRI數(shù)據(jù)掃描方法 采用飛利浦Achieva 1.5 T磁共振機(jī)及16通道頭顱線圈，行常規(guī)MRI平掃T1WI、T2WI橫斷位掃描，排除顱內(nèi)其他疾病，再行三維快速梯度回波（3DFFE）T1WI序列掃描。掃描參數(shù):TR=7.2 ms，TE=3.5 ms，反轉(zhuǎn)角（TA）=8，NEX=1，F(xiàn)OV=250 mm×250 mm，矩陣=228×227，層厚=1.1 mm，間隔=0；掃描層數(shù):200～230層，掃描時(shí)間:217 s。

1.3 VBM數(shù)據(jù)的處理方法 ①數(shù)據(jù)處理:經(jīng)MRIcron軟件轉(zhuǎn)換原始MRI數(shù)據(jù)為SPM8可識別的格式；將全腦圖像分割成腦灰質(zhì)圖、腦白質(zhì)圖、腦脊液圖；在分割過程中自動(dòng)為每個(gè)研究對象產(chǎn)生一個(gè)文件，其中包含灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液；利用DARTEL算法將分割生成的文件標(biāo)準(zhǔn)化至由蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所（montreal neurological institute，MNI）定義的標(biāo)準(zhǔn)腦模板上；采用半高全寬為8 mm的高斯核平滑；平滑后的圖像用于灰、白質(zhì)體積的比較，并提取灰質(zhì)變化的區(qū)域。②數(shù)據(jù)分析:使用SPM8建立模型，以體素為基礎(chǔ)將對照組和試驗(yàn)組平滑后的灰質(zhì)圖像進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)2組灰質(zhì)體積存在差異的部位，尤其是mTBI相關(guān)腦區(qū)灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，提取體素值閾值＞100的區(qū)域?yàn)橛嘘栃越Y(jié)果。通過SPM8獲得每個(gè)像素在MNI腦圖譜中的坐標(biāo)值，用x、y、z表示，按照該坐標(biāo)進(jìn)行解剖定位并確定相關(guān)腦區(qū)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料用s 表示，計(jì)數(shù)資料用例數(shù)表示。計(jì)量資料的比較用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料的比較用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組一般資料比較 2組受檢者性別、年齡、受教育方面、GCS評分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2 試驗(yàn)組臨床癥狀 24例mTBI患者臨床癥狀主要包括神經(jīng)功能癥狀、認(rèn)知功能下降和行為障礙。其中神經(jīng)功能癥狀20例，表現(xiàn)為頭痛頭暈；認(rèn)知功能下降包括記憶下降12例、注意力不集中8例；行為障礙包括情緒激動(dòng)9例，肢體不靈活6例。出現(xiàn)2種及2種以上癥狀的共15例。

2.3 2組腦灰質(zhì)體積比較 與對照組比，試驗(yàn)組的大腦灰質(zhì)體積減小的腦區(qū)包括左側(cè)扣帶回、右側(cè)扣帶回、左側(cè)殼核、右側(cè)殼核，2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；與對照組比，試驗(yàn)組右側(cè)額上回、左側(cè)額中回灰質(zhì)體積增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見圖1和表1。

3 討論

圖1 2組腦灰質(zhì)體積比較

表1 2組灰質(zhì)體積增大或減小的腦區(qū)

mTBI是顱腦創(chuàng)傷程度比較輕的一種類型，在mTBI已恢復(fù)后，部分患者仍存在神經(jīng)功能癥狀和認(rèn)知、行為障礙，如頭暈、頭痛、注意力不集中、失眠、記憶減退、情緒不穩(wěn)定等[6]，并影響其工作和生活，但常規(guī)頭顱CT、MRI及神經(jīng)系統(tǒng)查體等檢查均不能發(fā)現(xiàn)明顯的異常，其檢查結(jié)果與臨床癥狀不一致，神經(jīng)學(xué)科領(lǐng)域?qū)TBI患者的臨床癥狀無法作出解釋。近年來一些研究發(fā)現(xiàn)mTBI患者可能存在器質(zhì)性改變[7]，mTBI可能會對大腦的結(jié)構(gòu)和功能造成實(shí)質(zhì)損傷。

VBM影像將大腦分割成灰質(zhì)和白質(zhì)，并以體素為基本單位進(jìn)行量化，基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖軟件對大腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，通過定量計(jì)算分析MRI圖像中每一體素的腦灰質(zhì)和白質(zhì)等體積改變，從而對全腦的解剖結(jié)構(gòu)異常進(jìn)行評價(jià)。目前VBM技術(shù)已在神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病、精神分裂癥、認(rèn)知障礙以及成癮性疾病等[8-9]中廣泛應(yīng)用。

本研究采用VBM技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，mTBI患者左側(cè)扣帶回、右側(cè)扣帶回、左側(cè)殼核、右側(cè)殼核的灰質(zhì)體積少于對照組，該結(jié)果與其他文獻(xiàn)[10]報(bào)道基本一致?？蹘Щ厥沁吘壪到y(tǒng)的重要組成部分，它與邊緣系統(tǒng)其他腦區(qū)以及其他中樞部位腦區(qū)之間存在廣泛的聯(lián)系，前扣帶回在情感和認(rèn)知調(diào)控中有至關(guān)重要的作用，而后扣帶回主要監(jiān)控立體定位、感覺及記憶[11]。mTBI患者兩側(cè)扣帶回體積減小，意味著扣帶回局部受傷、萎縮，扣帶回與大腦半球其他腦區(qū)內(nèi)部之間的連接性下降，大腦連接性的降低與紊亂可能會影響大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)協(xié)同任務(wù)的執(zhí)行，從而導(dǎo)致認(rèn)知功能下降。紋狀體（殼核）是腦深部重要灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，殼核主要參與感覺運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制以及高水平的認(rèn)知功能，被認(rèn)為是皮層下與情景記憶唯一相關(guān)的腦區(qū)[12]。本試驗(yàn)組出現(xiàn)不同程度記憶下降12例，注意力不集中9例，故筆者推測扣帶回、殼核的損傷與mTBI患者的認(rèn)知功能有潛在的聯(lián)系。殼核區(qū)皮質(zhì)萎縮引起的肢體運(yùn)動(dòng)控制障礙已有文獻(xiàn)報(bào)道[12]，本試驗(yàn)組出現(xiàn)肢體不靈活6例。本研究還發(fā)現(xiàn)，mTBI患者右側(cè)額上回、左側(cè)額中回灰質(zhì)較對照組體積增大，該結(jié)果與DA COSTA等[14]報(bào)道不一致，可能原因?yàn)楸狙芯坎捎胢TBI患者傷后平均1周內(nèi)掃描，而DA COSTA等采用傷后平均1個(gè)月，2組資料時(shí)間檢查窗存在差異。執(zhí)行功能是大腦額葉的主要功能之一，包括選擇性注意、行為計(jì)劃、信息操縱等功能，是貫穿各個(gè)認(rèn)知過程的基本能力[15]。筆者認(rèn)為受傷早期處于應(yīng)激狀態(tài)，體內(nèi)下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)（HPA）軸紊亂，體內(nèi)腎上腺激素增多，引起富含其受體的腦區(qū)如前額葉等神經(jīng)元發(fā)生變化，可能導(dǎo)致體內(nèi)的執(zhí)行控制能力亢進(jìn)，從而引起兩側(cè)額葉短暫體積增大。隨著時(shí)間延長，體內(nèi)各種環(huán)境趨于穩(wěn)定、平衡，再者體內(nèi)扣帶回、殼核灰質(zhì)體積減少，會導(dǎo)致額葉-紋狀體環(huán)路傳導(dǎo)異常，筆者推斷額葉灰質(zhì)體積會逐漸變小。本試驗(yàn)組出現(xiàn)情緒激動(dòng)9例，在隨訪1至2個(gè)月后，其中8例情緒激動(dòng)癥狀逐漸減輕，1例該癥狀仍保持原狀。本課題組將會繼續(xù)深入動(dòng)態(tài)磁共振隨訪研究，提供影像學(xué)客觀依據(jù)。

基于VBM影像技術(shù)研究mTBI患者，可發(fā)現(xiàn)mTBI患者兩側(cè)扣帶回、殼核的灰質(zhì)體積減少，推測這種結(jié)構(gòu)改變可能與mTBI患者出現(xiàn)的認(rèn)知、行為癥狀之間存在潛在關(guān)聯(lián)，研究還顯示右側(cè)額上回、左側(cè)額中回灰質(zhì)體積增大，推斷受傷早期體內(nèi)HPA軸紊亂引起體內(nèi)腎上腺激素增多，導(dǎo)致體內(nèi)的執(zhí)行控制能力亢進(jìn)，從而引起兩側(cè)額葉局部腦回短暫體積增大。此外，本研究將進(jìn)一步動(dòng)態(tài)隨訪mTBI患者VBM分析，監(jiān)視mTBI患者的腦區(qū)灰質(zhì)體積結(jié)構(gòu)改變，揭示特定灰質(zhì)體積改變與臨床癥狀之間相關(guān)性，從而為mTBI患者的預(yù)后判斷及臨床治療提供依據(jù)。