一项快速MRI相比于CT在儿童创伤性脑损
头颅CT常用于儿童及成人TBI的诊断，部分TBI患者因病情需要常需多次复查头颅CT，因此带来了较多的电离辐射，特别是对于生长发育期的儿童。本文对名＜6岁且已行CT检查的TBI儿童患者进行了快速MRI检查（且几乎未使用镇静药物），评价了快速MRI相较于CT对儿童TBI患者诊断的可行性和准确性。
该论著于年10月发表在Pediatrics。PMID:
DOI:10./peds.-
01
前言
外伤性脑损伤（TBI）是儿童急救的常见疾病，在美国每年有60万至万的儿童因TBI至急诊（ED）就诊。尽管这些儿童的临床显著损伤发生率相对较低，但20%至70%的儿童接受了CT扫描，使他们暴露在电离辐射下，并增加了罹患癌症的风险。临床决策准则可以识别一些可避免CT的儿童，1个经过充分验证的决策准则虽可能减少24%的CT使用，但却不显著。即使完美运用了该准则，仍无法避免大多数儿童行CT检查，特别是那些因虐待受头部创伤而病史信息提供有限的儿童，可能仅能通过影像明确其是否曾受虐待。
虽然MRI不会使儿童暴露在电离辐射下，但传统的MRI要求儿童维持数分钟不动，且通常需要镇静。镇静的使用可能与轻度认知损伤相关，因而限制了MRI的临床可行性。快速MRI能缩短检查时间且能用运动耐受的序列来完成神经成像，无需镇静，并目前已用于脑积水分流后的患儿。一些指南建议可将快速MRI用于TBI的幼儿，但尚未证明其可行性或准确性是否与目前的CT相当。尽管一些小型的CT和快速MRI的回顾性比较研究报道了快速MRI的敏感性有限，但多未常规使用对血成分最敏感的序列（例如梯度回波[GRE]和敏感加权成像［SWI］）。该文的研究目的是前瞻性地确定快速MRI结合GRE对识别6岁以下明显TBI患儿的可行性和准确性。
02
方法
该试验为一项前瞻性队列研究，所有参与者均接受了CT和快速MRI检查，且通过伦理委员会批准，且符合报告诊断准确性声明的标准。
?受试者和试验设计
招募了从年6月2日至年6月4日期间至一级儿科创伤中心急诊室就诊的患儿，每年进行次访问，包括约个接口传输。研究助理每周7天从早上7点到午夜为ED配备工作人员，并会在与患儿的家人取得同意之前，与孩子的主治医生先确认能否纳入。
纳入标准：＜6岁（72个月），在急诊室（包括在其他机构）接受过头部CT检查。
排除标准：存在MRI禁忌症（如起搏器或植入金属）；既往诊断为脑外伤、结构性脑损伤或曾有脑部手术史；既往参与过该研究；主治医生认为他们病情不稳定。
登记的参与者根据临床病情尽快接受快速MRI，目标时间是在CT扫描后24小时内获得完成快速MRI成像。
?CT及快速MRI成像
由于在转运至本中心前，各家中心使用的CT机及扫描方法存在一定差异。在本中心，使用的是西门子SomatomDefinitionFlashCT扫描仪，该扫描仪常规对颅骨进行三维重建，并由小儿放射科主治医生在无法获得快速MRI结果的情况下阅片和诊断。对于转诊患儿的CT诊断由小儿放射科医生（N.V.S.，D.M.M.，或A.L.M.）进行阅片诊断。
选择本中心所配备的2台飞利浦Ingenia3TMRI扫描仪中的1台，在上午7点至晚上9点之间进行快速MRI检查。序列包括：轴向和矢状位T2单发快速自旋回波（T2-STE）、轴向T1快速自旋回波（T1-TFE）、轴向液体衰减反转恢复（FLAIR）单发快速自旋回波、轴向梯度回波（GRE）和轴向弥散加权单发快速自旋平面回波序列（SE-EPI）（补充表3）。快速MRI采用喂食、包裹或标准约束方法（真空豆袋定位器、泡沫隔音罩或父母安慰），且没有给予额外的镇静。出于其他临床目的接受镇静治疗的儿童被排除在可行性分析之外，但被纳入准确性分析。根据正常临床需要，如果患儿移动可重复MRI序列。如果成像不能在30分钟内完成，或者患者家属或任何护理团队成员的要求中止MRI，则被编码为成像失败。
出于临床诊疗，小儿放射科医生在行快速MRI的图像诊断时可获得CT图像和所有临床数据。出于研究目的，快速MRI由3名儿科放射科医生中的2名（N.V.S.，D.M.M.，或A.L.M.）单独诊断，并隐藏其所有其他临床和影像结果以及最初的临床诊断。使用Cohensk比较研究者间的可信度，对于有分歧的诊断再由3名放射科医生统一意见后诊断。
?数据分析
使用两个主要结果确定其可行性，即完成率（成功完成研究的比例）和成像时间（根据CT和MRI扫描仪上的时间数据，计算从第一个序列的第一张图像到最后一个序列的最后一张图像的时间，包括任何重复序列）。为了确定其准确性，诊断主要以CT来确定图像上明显的TBI（是、否或不确定）。TBI包括任何颅内出血（硬膜下、蛛网膜下腔、硬膜外、实质性或脑室内）、脑实质挫伤、颅内积气、弥漫性轴索损伤或颅骨骨折。尽管其临床上并不常见，但我们将孤立的颅骨骨折纳入诊断放射影像上明显TBI，因为识别颅骨骨折可能对识别虐待性头部创伤具有重要意义，并且据报道，MRI比CT更不易显示颅骨骨折。单独的头皮或软组织肿胀在影像学上不被认为是明显的TBI。我们统计了一些描述性数据，包括比例、敏感性和特异性，以及CT和MRI成像时间的中位数和四分位数范围（IQR）。详细报告了CT和MRI不一致的病例图像。
?效力和样本量
由于镇静或电离辐射的风险大于TBI遗漏的风险，因此临床上有用的快速MRI需要高灵敏度（＞95%），计划招募名CT上有TBI的受试者，如果快速MRI能够识别所有TBI，那么灵敏度的95%置信区间（CI）将为96.7%至.0%。
03
结果
?一般特征
在研究期间，名＜72个月医院进行了头部CT检查，其中人（25%）同意参加，人（75%）尝试了快速MRI（见图1）。在大多数情况下，未在同意的参与者中尝试快速MRI（88%），是因为患儿在出院前已来不及行快速MRI。在5例患者中，陪护人员撤回同意，因为患者正在睡觉或哭泣，或患者需要取下耳环，或因为他们改变了主意（2例）。
图1受试者流向
受试者特征如表1所示，平均年龄为12.6个月（IQR4.7–32.6），其中男性占绝大多数，并从其他机构转诊。儿童保护小组对超过四分之一的儿童进行了身体虐待方面的评估，六分之一的儿童最终向儿童保护服务机构报告。使用儿科急救应用研究网络（PECARN）的临床意义标准（死亡、神经外科干预、插管＞24小时或入院因TBI治疗＞2晚），在31名参与者（14%）中发现有临床意义的TBI。对于完成快速MRI的受试者，进行CT和快速MRI之间的中间间隔为分钟（IQR59–）。12名参与者在CT前6至分钟接受快速MRI检查。
表1受试者一般情况
?可行性分析
在名受试者中，有人（99%）完成了快速MRI检查。未完成的其中一例是因为孩子在移动，而另一例是因为家长要求停止研究，因为孩子在哭。虽然没有受试者是为了完成快速MRI而接受镇静，但有8名受试者因其他临床原因（通常是因为常规MRI与快速MRI同时进行）而接受了镇静，并且这些受试者被排除在可行性结果之外。在名未测年龄的受试者中，完成成像的平均时间为6分5秒（IQR为5分40秒至6分32秒），比CT的平均时间59秒（IQR为52-78秒）长。
?准确性分析
以CT为标准，快速MRI具有92.8%的敏感性（95%可信区间86.3%–96.8%）和96.2%的特异性（95%可信区间90.5%–99.0%），见表2。在8例CT上可见TBI而被快速MRI遗漏的病例中，6例为孤立的线性非压迫性颅骨骨折，2例为孤立性蛛网膜下腔出血（见图2）。此外，有5例TBI经快速MRI识别而被CT遗漏的真实损伤（见图3）。CT遗漏的损伤包括硬膜下血肿（n=3）、脑实质挫伤（n=2）和蛛网膜下腔出血（1名儿童同时有硬膜下血肿和挫伤）。有4例患儿CT显示了硬膜下血肿的低密度，但却无法将其与扩大的蛛网膜下腔区分开来，而快速MRI被认为可明确排除硬膜下血肿。在1例病例中，CT无法确认是否存在蛛网膜下腔出血，而快速MRI也无法明确识别或排除TBI。补充图4至21显示了从所有不一致病例中选择的图像。然而，CT和快速MRI结果不一致的受试者均无需神经外科干预。1例（其中蛛血是经CT诊断而非快速MRI）符合PECARN标准的临床明确的TBI，因为该儿童过了2晚后才入院。当CT无法区分扩大的蛛网膜下腔和硬膜下血肿时，快速MRI降低了某些病例CT被滥用的可能性。在23名GCS基线评分＜15分的受试者中，不一致的病例不太可能出现。21名（91%）有一致的结果（9名影像上有TBI，12名影像上无TBI）。其中结果不一致的2名受试者分别是，1名经快速MRI诊断但未经CT确认的挫伤（补充图14），1名CT可见薄硬膜下血肿而被快速MRI排除的病例（补充图18）。在所用的MRI序列中，最有可能识别TBI的是GRE和T2-STE，分别识别了94和88名受试者的TBI征象。最不能识别损伤的序列是弥散加权序列和T1序列，它们分别识别了22名和39名受试者的损伤。
表2经CT和快速MRI的TBI患儿的影像学对比
图2快速MRI遗漏的损伤。ACT可见枕骨骨折。B快速MRI未见枕骨骨折。C快速MRI未见枕骨骨折。D右顶部蛛网膜下腔出血。E快速MRI未见右顶部蛛血。F快速MRI未见右顶部蛛血。其他影像及其他病例总结见补充资料。
图3CT遗漏的脑损伤。A一位无外伤史却存在皮下血肿的1岁患儿，CT结果为阴性。B快速MRI显示枕叶少量硬膜下出血。C快速MRI发现一处脑挫伤。D一名4岁男孩因从楼梯上摔下来后出现持续精神状态改变（昏昏欲睡），尽管头部CT结果为阴性，但仍被转运到我们机构。。E快速MRI可见后方的少量蛛血。
快速MRI还发现7例具有临床意义的非创伤性发现，包括与听力损失相关的前庭导水管扩大、Chiari畸形（2名）、硬膜下脓肿、小脑后表皮样囊肿和脱髓鞘病变。
04讨论这些结果表明，快速MRI是CT的合理替代品，有可能消除每年数千名儿童的电离辐射暴露。在无需麻醉或镇静的情况下，完成成像约仅需6分钟，表明即使在以患者周转率为优先考虑的急诊室，快速MRI也是合适的。快速MRI作为一种对脑实质变化敏感的低风险成像方式，可通过对患有轻微TBI的幼儿进行连续成像来推进其脑损伤的研究，可提高对“继发性脑损伤”背后的生理过程的理解，即组织损伤在最初的创伤后仍继续存在。
尽管快速MRI的灵敏度没有达到我们预先设定的阈值，但我们认为避免辐射的益处超过了对遗漏损伤的弊处。没有剂量的辐射是完全安全的，＜5岁儿童头部CT的辐射暴露中位数约为2.6mSv，相当于几个月的背景辐射。快速MRI遗漏的损伤大多数是孤立的、线性的、无压迫性的颅骨骨折。在没有相关脑损伤或颅内出血的情况下，颅骨骨折很少治疗，通常不需要住院。孤立的、简单的颅骨骨折可能发生在创伤相对较小的情况下，也可能发生在出生时，并且在虐待识别方面具有不同寻常的重要意义。此外，头骨骨折大多数也可通过头骨X光片或骨骼检查来明确，当担心虐待时，建议对所有幼儿进行头骨X光片或骨骼检查。在我们纳入的受试者中，没有一例漏诊颅骨骨折的病例与虐待有关，也没有一例进行骨骼检查。在虐待识别中更为重要的复杂颅骨骨折（即伴有严重凹陷、分离或多条骨折线或交叉缝合的骨折），这些不太可能被快速MRI或骨骼检查遗漏。尽管快速MRI遗漏了2例小的蛛网膜下腔出血，但它却也发现了5例CT遗漏的TBI患儿（包括1例蛛网膜下腔出血），并改善了对轴外间隙的评估。
本研究结果表明，应该提高快速MRI的可用性，可通过增加现有MRI的人员配置或改进区域转诊协议。即使在我们的转诊中心，由于缺乏夜间工作人员，约四分之一同意参与的受试者无法进行快速MRI。在繁忙的MRI扫描仪上增加大量创伤患者而不增加设备数量可能会导致严重的成像延迟，从而消除了短成像时间和高完成率带来的好处。
成像时间相比于CT明显延长(约5分钟），这不包括MRI登记、转运、定位、替换MRI兼容设备和固定所需的时间，每个时间都会影响MRI的可用性和患者离开监护的时间。我们认为，所有这些延误对于需要紧急干预或复杂诊疗的严重TBI或多发性创伤患者最为重要。
然而，仍然存在快速MRI这种可行的、低风险的成像替代方案可能会被滥用的风险。即使没有辐射风险，可避免的成像仍然会导致不必要的成本，并可能识别出令人担忧但与临床无关的偶然发现。我们建议使用PECARN准则，在具有临床意义的脑损伤风险较低的儿童，加上合理的观察期，可以安全地避免任何成像（CT或MRI）。
在我们的队列中，GRE和T2-STE是最有可能识别影像上TBI的序列。尽管弥散加权成像（DWI）发现的结果相对较少，但在缺血或细胞毒性水肿发生率较高的人群中，它可能更为重要，而缺血或细胞毒性水肿通常发生在损伤的亚急性期。
这些数据与两项得出结论的快速MRI对TBI不敏感的研究不同。我们确定了造成差异的3个潜在原因。首先，我们的快速MRI包括GRE序列，该序列对血成分敏感。Young等人也使用了GRE序列，他们发现CT和快速MRI对除颅骨骨折以外的所有损伤都具有相当的敏感性。第二，我们的研究是医院进行的，技术人员在进行未注明日期的检查方面经验丰富。最后，我们专门使用了较新的3T扫描仪，其显示出血的敏感性优于1.5T设备。
先前一项关于快速MRI可行性的研究表明，快速MRI导致更长的成像延迟和更长的住院时间。鉴于成像时间较短，我们认为这些参数可能与扫描仪可用性和图像传输时间有关。因为所有受试者在入组前都进行了CT检查，我们无法直接测试快速MRI是否增加了急诊住院时间。
软件进步可以进一步提高了快速MRI的速度和可行性。减少成像时间可提高临床可行性，并可通过减少运动伪差改善图像质量。
该研究存在以下重要局限性：所有成像都是在一个繁忙的中心进行的，由经验丰富的技术人员和儿科放射医生使用较新的3T扫描仪完成；在儿科患者数量较少的中心，可行性可能会更差，使用1.5T扫描仪或经验较少的放射科医生可能会降低准确性；在广泛应用之前，这些结果仍需在其他环境中进行验证；由于不同的MRI制造商使用的（有时是专有的）成像序列不同，具有的灵敏度和持续时间不同，因此使用其他MRI扫描仪可能会影响其可行性和准确性。
主观上，放射科医生认为，通过比较CT和快速MRI的经验累积，颅骨骨折的识别将变得更加容易。我们建议将快速MRI的实施从需要CT识别的TBI重复成像的儿童开始，并允许一个训练期，在此期间可比较创伤性损伤的两种影像检查模式。
不同扫描仪的图像质量不同，特别是因为超过一半的CT扫描是在不同的外部机构进行的，其中只有28%的扫描进行了颅骨的三维重建。如果因CT运动产生假阴性的CT扫描结果，这可能会人为地提高快速MRI的测量精度。因运动影响所致MRI序列的重复也影响了成像时间和准确性（补充图10和11）。
我们排除了病情不稳定外伤患者，以确保患者安全和知情同意。由于从其他机构转诊的大部分受试者更偏向于病情稳定。因此，我们的结果不能推广到临床病情不稳定的患儿。较长的成像时间和对CT其他成像的需求也是不稳定患者使用快速MRI的相对禁忌症，尽管临床不稳定的损伤，尤其是具有占位效应的损伤，更可能在MRI上表现明显。
最后，在CT和快速MRI之间的时间间隔内，影像学表现可能会发生变化。虽然我们的时间间隔相对较短，但如果病理性血液在两次影像学研究之间重新分布，一些发现可能或多或少变得明显。
05结论对于临床稳定的患儿，快速MRI是一种合理的可影像学上识别明显TBI的方法，可替代CT。
HuashanNICU
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