杨登法，金杭皇，张素娟，杨婷，吴亮，王林友，沈剑敏，余鑫锋

（1.台州市立医院 放射科，浙江 台州 318000；2.台州市立医院 神经外科，浙江 台州 318000；3.浙江大学医学院附属第二医院 放射科，浙江 台州 310009）

轻度创伤性脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI）约占脑外伤的80%以上，临床上约有30%的mTBI患者脑外伤后出现脑震荡症候群（postconcussion syndrome，PCS）。临床表现主要为持久的躯体、认知和行为症状[1-2]。mTBI患者常规CT、MRI影像表现为阴性，mTBI为何引起PCS症状仍有争议。有学者认为mTBI患者伤后可出现大脑灰质体积变化[3-4]。但这些PCS症状与大脑灰质体积变化是否存在相关性尚不明确[5]。目前，基于体素的形态测量学（voxel-based morphometry，VBM）方法能够对全脑或局部脑区灰质体积差异进行研究，为大脑形态学的研究提供新的指标。本研究采用VBM的方法对mTBI患者进行全脑分析，从而定量mTBI患者脑部灰质结构的改变，探讨灰质体积的变化及其与mTBI临床症状之间的潜在联系。

1 资料和方法

1.1 一般资料 收集2016年6月至2017年12月台州市立医院神经外科收治的24例mTBI患者作为试验组，男15例，女9例；平均年龄（46.7±14.1）岁，平均受教育年限（9.8±3.2）年，GCS评分为（14.8±0.6）分。车祸撞伤8例，头部跌伤7例，被人殴打5例，高处坠落2例，击伤2例。试验组纳入标准:①有明确的闭合性颅脑损伤病史；②伤后无或仅有短暂意识丧失，意识丧失时间＜30 min；③颅脑外伤后格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma scale，GCS）为13～15分；④轻度外伤后出现如头痛、记忆减退、情绪激动及植物神经功能紊乱等症状，但无神经系统阳性体征；⑤颅脑常规CT、MRI检查阴性；⑥伤前无生活能力与社会功能缺陷，智力正常，无精神病史及严重心身疾病病史。所有患者于受伤后1周内完成磁共振检查。将同期24名年龄、性别相匹配的健康体检者作为对照组，男15例，女9例，平均年龄（45.7±13.8）岁，平均受教育年限（9.7±2.8）年，GCS评分为15分。对照组纳入标准:①性别、年龄、受教育年限与试验组均匹配；②既往均无颅脑创伤、脑部疾病、精神发育障碍或其他神经精神疾病史等；③无磁共振检查禁忌证者。本研究经医院伦理委员会批准，所有参与者均签署知情同意书。

1.2 MRI数据扫描方法 采用飞利浦Achieva 1.5 T磁共振机及16通道头颅线圈，行常规MRI平扫T1WI、T2WI横断位扫描，排除颅内其他疾病，再行三维快速梯度回波（3DFFE）T1WI序列扫描。扫描参数:TR=7.2 ms，TE=3.5 ms，反转角（TA）=8，NEX=1，FOV=250 mm×250 mm，矩阵=228×227，层厚=1.1 mm，间隔=0；扫描层数:200～230层，扫描时间:217 s。

1.3 VBM数据的处理方法 ①数据处理:经MRIcron软件转换原始MRI数据为SPM8可识别的格式；将全脑图像分割成脑灰质图、脑白质图、脑脊液图；在分割过程中自动为每个研究对象产生一个文件，其中包含灰质、白质和脑脊液；利用DARTEL算法将分割生成的文件标准化至由蒙特利尔神经学研究所（montreal neurological institute，MNI）定义的标准脑模板上；采用半高全宽为8 mm的高斯核平滑；平滑后的图像用于灰、白质体积的比较，并提取灰质变化的区域。②数据分析:使用SPM8建立模型，以体素为基础将对照组和试验组平滑后的灰质图像进行比较，发现2组灰质体积存在差异的部位，尤其是mTBI相关脑区灰质结构的改变，提取体素值阈值＞100的区域为有阳性结果。通过SPM8获得每个像素在MNI脑图谱中的坐标值，用x、y、z表示，按照该坐标进行解剖定位并确定相关脑区。

1.4 统计学处理方法 采用SPSS20.0统计学软件对数据进行统计学分析。正态分布的计量资料用s 表示，计数资料用例数表示。计量资料的比较用两独立样本t 检验，计数资料的比较用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组一般资料比较 2组受检者性别、年龄、受教育方面、GCS评分差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.2 试验组临床症状 24例mTBI患者临床症状主要包括神经功能症状、认知功能下降和行为障碍。其中神经功能症状20例，表现为头痛头晕；认知功能下降包括记忆下降12例、注意力不集中8例；行为障碍包括情绪激动9例，肢体不灵活6例。出现2种及2种以上症状的共15例。

2.3 2组脑灰质体积比较 与对照组比，试验组的大脑灰质体积减小的脑区包括左侧扣带回、右侧扣带回、左侧壳核、右侧壳核，2组差异有统计学意义（均P＜0.05）；与对照组比，试验组右侧额上回、左侧额中回灰质体积增大，差异有统计学意义（均P＜0.05），见图1和表1。

3 讨论

图1 2组脑灰质体积比较

表1 2组灰质体积增大或减小的脑区

mTBI是颅脑创伤程度比较轻的一种类型，在mTBI已恢复后，部分患者仍存在神经功能症状和认知、行为障碍，如头晕、头痛、注意力不集中、失眠、记忆减退、情绪不稳定等[6]，并影响其工作和生活，但常规头颅CT、MRI及神经系统查体等检查均不能发现明显的异常，其检查结果与临床症状不一致，神经学科领域对mTBI患者的临床症状无法作出解释。近年来一些研究发现mTBI患者可能存在器质性改变[7]，mTBI可能会对大脑的结构和功能造成实质损伤。

VBM影像将大脑分割成灰质和白质，并以体素为基本单位进行量化，基于统计参数图软件对大脑的形态结构进行统计学分析，通过定量计算分析MRI图像中每一体素的脑灰质和白质等体积改变，从而对全脑的解剖结构异常进行评价。目前VBM技术已在神经系统疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、认知障碍以及成瘾性疾病等[8-9]中广泛应用。

本研究采用VBM技术分析发现，mTBI患者左侧扣带回、右侧扣带回、左侧壳核、右侧壳核的灰质体积少于对照组，该结果与其他文献[10]报道基本一致。扣带回是边缘系统的重要组成部分，它与边缘系统其他脑区以及其他中枢部位脑区之间存在广泛的联系，前扣带回在情感和认知调控中有至关重要的作用，而后扣带回主要监控立体定位、感觉及记忆[11]。mTBI患者两侧扣带回体积减小，意味着扣带回局部受伤、萎缩，扣带回与大脑半球其他脑区内部之间的连接性下降，大脑连接性的降低与紊乱可能会影响大脑神经网络或系统协同任务的执行，从而导致认知功能下降。纹状体（壳核）是脑深部重要灰质结构，壳核主要参与感觉运动、运动控制以及高水平的认知功能，被认为是皮层下与情景记忆唯一相关的脑区[12]。本试验组出现不同程度记忆下降12例，注意力不集中9例，故笔者推测扣带回、壳核的损伤与mTBI患者的认知功能有潜在的联系。壳核区皮质萎缩引起的肢体运动控制障碍已有文献报道[12]，本试验组出现肢体不灵活6例。本研究还发现，mTBI患者右侧额上回、左侧额中回灰质较对照组体积增大，该结果与DA COSTA等[14]报道不一致，可能原因为本研究采用mTBI患者伤后平均1周内扫描，而DA COSTA等采用伤后平均1个月，2组资料时间检查窗存在差异。执行功能是大脑额叶的主要功能之一，包括选择性注意、行为计划、信息操纵等功能，是贯穿各个认知过程的基本能力[15]。笔者认为受伤早期处于应激状态，体内下丘脑-垂体-肾上腺皮质（HPA）轴紊乱，体内肾上腺激素增多，引起富含其受体的脑区如前额叶等神经元发生变化，可能导致体内的执行控制能力亢进，从而引起两侧额叶短暂体积增大。随着时间延长，体内各种环境趋于稳定、平衡，再者体内扣带回、壳核灰质体积减少，会导致额叶-纹状体环路传导异常，笔者推断额叶灰质体积会逐渐变小。本试验组出现情绪激动9例，在随访1至2个月后，其中8例情绪激动症状逐渐减轻，1例该症状仍保持原状。本课题组将会继续深入动态磁共振随访研究，提供影像学客观依据。

基于VBM影像技术研究mTBI患者，可发现mTBI患者两侧扣带回、壳核的灰质体积减少，推测这种结构改变可能与mTBI患者出现的认知、行为症状之间存在潜在关联，研究还显示右侧额上回、左侧额中回灰质体积增大，推断受伤早期体内HPA轴紊乱引起体内肾上腺激素增多，导致体内的执行控制能力亢进，从而引起两侧额叶局部脑回短暂体积增大。此外，本研究将进一步动态随访mTBI患者VBM分析，监视mTBI患者的脑区灰质体积结构改变，揭示特定灰质体积改变与临床症状之间相关性，从而为mTBI患者的预后判断及临床治疗提供依据。