美国洛马林达大学医学院的Luke Berger等分析儿童创伤性脑损伤后全脑白质和灰质代谢物比值，预测伤后12个月的认知状况；结果发表在2023年6月的《Metabolites》在线。

——摘自文章章节

创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）的病理生理学变化取决于短时间内加、减速运动后发生的弥漫性轴索损伤伴线粒体功能和代谢障碍。常规CT和MRI成像无法描述脑损伤的完整状况；磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）能通过量化代谢产物，如N-乙酰天冬氨酸（N-acetylaspartate, NAA），磷酸肌酸（creatine，Cr）和胆碱（choline，Cho）充分评估脑损伤。高分辨率MRI与MRS结合，进行脑白质、灰质和脑脊液代谢物分割研究，计算全脑白质和灰质代谢物浓度并进行比较，可以评估脑功能。美国洛马林达大学医学院的Luke Berger等分析儿童创伤性脑损伤后全脑白质和灰质代谢物比值，预测伤后12个月的认知状况；结果发表在2023年6月的《Metabolites》在线。

该前瞻性研究纳入2010年至2015年期间医院和儿科诊所的133例TBI患儿。纳入标准：①年龄4-18岁；②既往无脑外伤和神经系统疾病史以及药物、酒精滥用史或MRI禁忌证；③重度TBI的GCS评分3-8分，中度9-12分和轻度13-15分。排除资料不全者。133例中，轻中度TBI组33例、重度TBI组31例和对照组69例。符合纳入标准①和②而未使用镇静药者归对照组。所有患儿在伤后6-18天内进行MRI/MRS检查，并在伤后1年复查。

MRS感兴趣区位置见图1。4个1cm厚片在16×16cm视角产生尺寸为1cm3的像素，共生成128个像素。获得每个像素的NAA、总Cr和总Cho相对浓度和标准差百分比（%SD）。NAA的%SD应小于20%。计算每个保留像素的代谢物比值（如NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr）。由于无非水抑制的MRS，不可能对每种代谢物进行绝对定量，因此使用代谢物比值。将感兴趣区内80%以上像素满足%SD阈值（NAA %SD＜20%）的受试者纳入分析。使用MATLAB中对位开源软件对T1图像进行分割，以生成脑脊液、白质和灰质分割图（图2）。使用MATLAB脚本将代谢物比值图和组织分割图与MRS对齐（图2.C-E）。以后该算法返回全脑白质和灰质代谢物比值，以图形方式表示（图2.F1-F4）。采用注意力评分量表，包括儿童日常注意力测试（Teach of Every-day Attention for Children，TEA-ch），智力评分量表，包括言语智商（Verbal Intelligence Quotient，VIQ）和操作智商（Performance Intelligence Quotient，PIQ），记忆评分量表，包括韦氏记忆量表（Wechslermemoryscale，WMS）和合并记忆Z评分（Combined Memory Z-Score，CMZ）以及儿童大脑功能类别量表（Pediatric Cerebral Performance Category Scale，PCPCS）进行统计并分组分析。

图1. 3D MRS感兴趣区定位（叠加在T1加权像）：A. 矢状位图和B. 轴位图。8×8×4cm3感兴趣区定位在脑干上方、胼胝体的膝、体和压部、基底节、丘脑、内囊和脑室周围白质灰质。所有受试者的切片厚度（1cm）、像素尺寸（1cm3）和定位一致。

图2. 数据处理方案。A. 对MRI-T1轴位图进行分割；B. 分割成白质、灰质和脑脊液波谱图；C. 质子MR光谱成像数据进行后处理；D. 生成NAA/Cr、NAA/Cho和Cho/Cr比值的代谢图谱；E. 代谢图谱与T1加权像对齐，并与相应波谱配准，以估计每个MRS像素的浓度；F. 使用线性回归模型、生成代谢物比值和F1为组织分数图：F2为白质、灰质和脑脊液代谢物比值图，F3为脑脊液像素小于0.05%代谢物的比值图，F4为用于可视化数据分布的残差图。

研究结果表明，全脑灰质和白质代谢物比值反映神经元代谢的纵向变化，代谢物早期变化反映神经元完整性，可用于预测儿童患者神经心理学预后。这项技术为有效检测之前无法检测的广泛弥漫性轴索损伤提供有前途的决策方向。