弥散张量成像技术可用于研究创伤性脑损伤所致的弥漫性轴索损伤。目前普遍认为，脑损伤后白质结构的损害可引起水流度的增加（平均弥散度增高）和方向性的下降（各向异性减小）。但前人的研究多集中于重度、慢性脑损伤，较少关注轻度脑损伤（占脑损伤90%的病例）的患者。

研究目的

采用弥散张量成像技术，在纵向研究中，将轻、中度创伤性脑损伤后的神经生理学改变与认知缺损相联系。

方法

53名患者平均在脑损伤后6天（1~14天）进行脑部扫描，1年后23名患者进行再次扫描。匹配对照者为33名。

脑部扫描时，受试者完成国家阅读测试（national adult reading test，NART），作为病前认知功能的评估。

应用基于纤维束示踪的空间统计（Tract-Based Spatial Statistics，TBSS）对弥散张量的改变进行体素分析（voxel-wise analysis），探讨弥散权值和认知功能表现之间的回归关系。

结果

在急性期，轴向弥散度（axial diffusivity，AD）的增加，引起了各向异性指数（fractional anisotropy，FA）增高；而白质区径向弥散度（radial diffusivity，RD）广泛的减小，导致了FA与言语字母流畅性（Verbal Letter Fluency）之间的负向回归，这在胼胝体的升支纤维中特别明显。

FA的增高可能由星形胶质细胞增生和轴索神经微丝致密化（neurofilament compaction）引起，会影响认知功能。长期的研究结果显示FA降低，提示髓鞘完整性被破坏，但胼胝体辐射线额部的FA与言语字母流畅性之间仍为负向回归关系。

图1. TBSS示创伤性脑损伤急性期的改变，绿色示白质骨架，与对照组相比，患者组所有指标均增加（红/黄色），RD示无改变。前联合/后联合交点处为坐标Z=0。MD（mean diffusivity）：平均弥散度。

图2. TBSS示创伤性脑损伤慢性期的改变，患者组增加的改变显示为红色，减小的改变显示为蓝色，AD示无改变。

图3. TBSS示急性期患者弥散张量成像于言语字母流畅性分数之间的回归关系，红色示阳性回归，蓝色示阴性回归。AD无回归关系所以未显示。

结论

急性轻、中度创伤性脑损伤以组织FA增高为特征，认知功能障碍与白质损伤之间存在清晰的神经生理学关系。