新成像技术揭秘隐性脑损伤


  一种精密的成像技术揭示出了在爆炸中受伤士兵的脑损伤征兆。这种损伤用普通成像技术检测不出来,它可能有助于解释为什么一些士兵在这种受伤之后受到长期病痛折磨。

  在伊拉克和阿富汗,由简易爆炸装置、火箭推进榴弹或者地雷造成的冲击波所引起的脑损伤是美国军方最大的担忧。全部驻军中估计有10%到20%士兵遭受过这种冲击波引起的轻度创伤性脑损伤。并且,尽管这些损伤与长期性心理问题和精神问题有关,但是医疗专家缺乏手段来检测任何由此造成的生理性损伤。

  华盛顿大学圣路易斯分校医学院(Washington University School of Medicine)和美国军方研究人员进行的一项研究发现,这种脑损伤可以利用一种高级形式的核磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI)检测出来,这叫做扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)。此技术可以追踪遍布大脑的水分子运动,给出一张大脑白质——连接细胞的神经线路——的精细图。该组织的损伤历来与轻度创伤性脑损伤有关。

  研究人员对63名士兵做了研究,在伊拉克和阿富汗发生的爆炸中受伤后他们被诊断为创伤性脑损伤。诊断是基于一些症状进行的,比如意识丧失、意识错乱和头疼。普通成像方法,包括核磁共振成像和计算机断层X线扫描术(computerized tomography,CT),在多数情况下都显示不出任何脑损伤。研究人员获得准许可以于90天之内在德国兰德斯吐尔区域医疗中心(Landstuhl Regional Medical Center)研究这些士兵,然后可以在6到12个月以后再次进行研究。

  该研究发表在6月2日的《新英格兰医学杂志》( New England Journal of Medicine,)上,研究人员在2008至2009年所进行的研究发现,63名诊断为创伤性脑损伤的受试者中有18名受试者的大脑中有两个或更多区域的白质发生异常。还有另外20名受试者有一个区域发生异常,其余25名则没有。这些异常与计算机模拟出的爆炸对大脑可能影响的结果一致。

  “这项新研究的重要性在于,它包括跨时间的数据,”路易斯安那州杜兰大学医学院(Tulane University)神经病学教授、华盛顿特区的防卫与退伍军人脑损伤中心( Defense and Veterans Brain Injury Center)的前副主任戴维·穆尔(David Moore)说,“一年之后,扩散张量成像结果显示大脑白质中的异常仍然存在,说明这种损伤可能具有长期持久的影响。”

  穆尔于2009年在沃尔特•里德陆军医院(Walter Reed Army Hospital)进行了一项类似的研究。他利用扩散张量成像研究了经受冲击波平均8天后美国军方伤员的大脑。这项研究也表明大脑白质受到损伤。研究结果预计将在下个月发表。

  “扩散张量成像对水扩散十分灵敏,水在有序组织中可以沿轴突更容易地运动,”此项研究的主任、华盛顿大学神经病学研究导师克里斯汀·麦克·唐纳德(Christine Mac Donald)说。“我们利用沿着这些轨道的水扩散模式来推断代表轴突损伤的变化,”麦克唐纳德说。研究人员还检测了20名对照受试者的情况,他们最近在冲击波中暴露过,但是没有脑震荡症状。

  这项研究中的所有人都经受过称之为“冲击波叠加”的事件,这意味着他们都遭受过急速压力波的冲击并且头部受到钝伤。受试者进入兰德斯吐尔区域医疗中心后进行了平均14天的研究。第二轮病情评估一年之内在美国进行。第二轮扩散张量成像扫描显示出与进展中的损伤相一致的持久性异常。

  麦克·唐纳德与首席研究员大卫·布罗迪(David Brody)一同进行了这项研究,后者是华盛顿大学的一名神经病学助理教授。麦克·唐纳德说,这项研究是确认创伤性脑损伤病理学并能够对其诊断的第一步。

  哥伦比亚大学(Columbia University)生物医药工程学助理教授巴克利·莫里森(Barclay Morrison)说,冲击波造成的大脑细微结构性损伤很难检测出来,但是这正是影响诸如睡眠、记忆和计划一类认知功能的损伤。然而,虽然扩散张量成像能够检测多数这类细微变化,但是要将这种损伤与行为联系起来还为时尚早。“现在既然我们有方法识别这种损伤,那么下一步就是要去寻找潜在的损伤机制——白质出了什么问题?”

  加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)脑损伤研究所(Brain Injury Research)的主任大卫·霍达(David Hovda)说,这项研究为军方打开了一扇大门,使其能在理解和治疗创伤性脑损伤方面取得进展。“许多年以来,创伤性脑损伤是一个不受重视的问题,一个全世界的‘沉默流行病’。现在我们可以说这些症状是真实的,我们有成像技术来证实。”霍达说。

  麦克·唐纳德说扩散张量成像可以很容易地在医院或者医疗站应用。它利用核磁共振成像仪,并且需要升级软件,但是不需要额外的硬件设备。

  尽管如此,仍然有更多的研究要去完成。“我们正在研究一组人数更多的患者,尝试阐明这些发现与功能结果之间的联系——作为一名患者它意味着什么?就如何对我或我的症状进行治疗方面,它能给医生什么提示?”麦克·唐纳德说。