新型脑成像技术有助于鉴别不同人群脑震荡反应

脑震荡患者对病人的影响不同，不过科学家一直不清楚背后的原因。现在，使用一种新技术对脑部成像数据进行分析后，叶史瓦大学的阿尔伯特爱因斯坦学院的研究者和蒙特弗罗里医学中心的研究人员发现：脑震荡患者受损脑部区域因人而异；受损脑部的空间分布随时间的变化而发生改变。

Michael L. Lipton说：“这项新技术最终可能会用于：评估脑震荡患者，预测哪种头部损伤可能造成长期的神经学异常症状，评价治疗的有效性。” 医学博士、哲学博士Michael L. Lipton是该研究的首席作者，是爱因斯坦学院Gruss核磁共振中心副主任，蒙特弗里核磁共振成像服务的医学主任。该研究在线发表于脑部成像和行为（Brain Imaging and Behavior）杂志。

美国疾控中心估计：美国每年超过100万人患有脑震荡（也称为轻型脑外伤，英文为Mild Traumatic Brain Injury，缩写为mTBI）。成年人的脑震荡主要是机动车辆事故或者摔倒造成的。每年，至少20万成年人和儿童在体育活动中造成脑震荡。大多数脑震荡患者恢复正常，仍然有大约30%患者留下了永久性损伤：人格改变或者规划能力丢失（unable to plan an event）。2003年，联邦政府的一项研究将脑震荡称为“一系列的公共卫生问题”，每年因为脑震荡问题给美国造成的经济损失估计为800亿美元。

此前的成像研究发现：脑震荡患者的脑部和正常人的不同。不过，他们没有评估脑震荡患者之间的脑部有没有差异。“事实上，大多数研究人员认为所有脑震荡患者均在相同脑区出现异常，”Lipton博士如是说。Lipton博士是放射科副教授，精神病学和行为科学副教授，现在就职于爱因斯坦的Dominick P. Purpura神经科学系。他说：“事实不是这样的。由于每个人的解剖结构不同、对损伤的易感性不同、损伤机制也不同，因此，脑震荡后受损部位也不同。”

在这个试验中，Einstein学院的研究人员使用最近开发的名为弥散张量成像（diffusion tensor imaging ，缩写为DTI）的核磁共振成像（magnetic resonance imaging，缩写为MRI）技术，对34名脑震荡患者（19名女性，15名男性；年龄范围为19岁到64岁）和30名健康个体进行成像研究。这34名脑震荡患者在布朗克斯区的蒙特弗罗里医院诊断为轻型脑外伤（mTBI）。患者在受伤2周内进行脑部成像，3个月和6个月后再进行脑部成像。

成像数据的分析是通过EZ-MAP（Enhanced Z-score Microstructural Assessment Pathology，译为：增强的Z-分数显微结构评估病理学）这种新的软件工具完成的。该软件是首个允许研究者对病人整个脑区的显微结构异常进行检测的软件。该软件是Lipton博士和爱因斯坦学院的同事共同开发的。

DTI通过检测白质内部水的扩散方向，检测脑部的微小损伤。这项技术在Lipton医生和他的团队之前发表的以30个从幼年开始足球活动的职业足球运动员为研究对象的文章中也用到了。他们发现经常使用头球造成的脑部损伤，跟脑震荡患者的脑部损伤很相似。

扩散方向的一致性是衡量组织保持显微结构完整性的指标。扩散方向的一致性是通过部分各向异性（fractional anisotropy，缩写为FA）这一指标测量的。FA的取值范围为0到1；取值越小，脑区的异常程度越小。在该研究中，在脑震荡患者中检测到低FA异常脑区，而对照组没有检测到。每个脑震荡患者的低FA脑区分布是独一无二的；该分布随着时间推移慢慢改变。

令人吃惊的是，每个患者都有独特的、与低FA区不同的高FA区；这些高FA区的分布也随着时间慢慢变化。Lipton博士说“我们发现每个检测时间点都可以检测到广泛的高FA区；高FA区一直持续到创伤6个月后，甚至1年多以后还存在高FA区。我们怀疑高FA代表脑部对创伤作出了反应。换句话说，通过发展和增强其他神经连接，脑部正在试图代偿损伤造成的伤害。这是一个崭新的、意料之外的发现。”

目前，脑震荡的检测主要基于患者受伤的性质和出现的症状。这些症状包括：头痛、眩晕和其他行为异常。DTI结合EZ-MAP分析，可能为诊断脑震荡损伤以及判断哪些病人的症状会持续存在并且不断加重提供更加客观的工具。

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