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目的:高压氧(hyperbaric oxygen,HBO)治疗目前已被广泛应用于神经损伤性疾病,成为脑创伤后重要的辅助治疗方法。然而轻度创伤性脑损伤(mild traumatic brain injury,m TBI)临床诊断缺乏有效的影像学标记,患者经HBO治疗后脑功能与结构康复效果缺乏定量客观的评估。本文拟采用基于静息态BOLD-f MRI技术的神经活动低频振幅(Amplitude of Low Frequency Fluctuation,ALFF)研究HBO康复治疗前后全脑神经活动强度的变化;采用基于纤维束的空间统计(Tract based spatial statistics,TBSS)技术对全脑白质纤维骨架的弥散张量指标变化情况;采用3D-ASL技术对HBO康复治疗后大脑血流灌注(cerebral blood flow,CBF)的改善情况,进行综合对比分析。综合多模态影像技术,为HBO康复疗效评价提供影像学依据。材料与方法:招募2012年9月到2016年9月期间在医院就诊的40名m TBI患者,其中男21例,女19例,年龄35±8.5岁。将男女被试随机平均分为高压氧治疗组(HBO组)与未经高压氧治疗的m TBI组。HBO组为20人,其中男11例,女9例,年龄34.0±4.98岁,m TBI组为20人,其中男10例,女10例,年龄36.2±8.97岁。同时招募22例与m TBI患者性别、右利手、年龄以及受教育程度等人口统计学资料相匹配的健康志愿者组成正常对照组(NC组),男10例,女12例,平均年龄32.3±6.6岁。采用西门子Skyra 3.0T超导磁共振扫描仪,对所有被试行头部常规序列扫描T1WI、T2WI及T2-FLAIR,用于排除头部器质性病变患者。然后依次行静息态BOLD-f MRI、DTI以及3D-ASL扫描,分别获得各组被试的BOLD功能图像、DTI图像与CBF图像。分别采用SPM8/REST1.8、FSL 4.1.7以及ASLtbx软件包对上述原始图像进行预处理,并计算出各组的全脑ALFF值、白质骨架FA/MD值以及全脑CBF值。采用单因素方差分析对三组图像进行对比分析,得到具有显著组效应的脑区。进一步,将具有显著组效应的脑区作为感兴趣区(region of interest,ROI)。将各组被试ROIs内的ALFF、CBF值提取出来,采用SPSS 19.0软件进一步进行组间两两对比分析。结果:(1)静息态ALFF结果:在前额叶内侧、右侧岛叶以及右侧顶叶等部位,ALFF具有显著组间差异。具体主要包括:左侧颞中回/颞下回、右侧颞中回/颞上回、右侧岛叶及周边皮层下结构、前额叶内侧、右侧额上回内侧、右侧顶下叶/顶上叶/楔前叶、左侧辅助运动区等区域。两两比较显示m TBI组上述ROIs内的ALFF值与NC组均具有显著差异,而通过高压氧治疗后HBO组前额叶内侧、辅助运动区以及右侧顶叶等位的ALFF值得到显著恢复,与NC组相比已没有显著差异,并且明显高于未经治疗的m TBI组。同时高压氧治疗后的HBO组在右侧颞叶、岛叶、额上回内侧与左侧颞叶等部位的ALFF值,并未出现显著康复,与m TBI组没有明显差异,仍然低于正常组。(2)TBSS结果:未经治疗的m TBI组与NC组相比,在胼胝体前联合、双侧下纵束、右侧上纵束等部位FA值降低。而MD值则在全脑白质表现出弥漫性升高,主要包括左侧胼胝体前部、双侧胼胝体后部、双侧皮质脊髓束、右侧额叶白质等,经过高压氧治疗的HBO组与NC组相比,FA未发现有明显降低的区域,得到了明显改善。而MD值在一些区域仍然表现出升高,主要包括双侧内囊、胼胝体后部、脑桥白质等,但与m TBI组相比,异常区域明显减少(3)静息态CBF结果:三组CBF具有正向显著组效应的脑区主要位于顶枕皮层,包括双侧顶上叶、楔前叶、扣带回后部、缘上回以及梭状回,并且在扣带回前部也发现显著正向效应。而具有显著负向组效应的脑区主要位于额顶区域、颞叶以及中脑区域,具体包括双侧背外侧额中回额下回,双侧额叶内侧、双侧海马旁回与杏仁核、左侧壳核与尾状核、中脑、右侧舌回、右侧枕下回、双侧顶下叶以及左侧中央前回/中央后回。两两比较显示HBO组在双侧顶上叶、扣带回前部、扣带回后部等区域CBF值得到显著改善,与m TBI组有显著差异。经过治疗的HBO组在背外侧前额叶与顶下叶区域得到了显著康复,明显高于m TBI组,与NC组无显著差异。在中脑与前额叶内侧、舌回、枕下叶等区域仍然显著低于NC组,与m TBI组无显著差异。(4)多模态成像相关分析结果:HBO组患者在额叶背外侧前额叶CBF值与ALFF值具有较好的正相关性(r=0.658,P=0.002),在前额叶内侧部位CBF也与ALFF具有较好的正相关(r=0.72,P=0.00)。而在其他部位未发现CBF与ALFF具有较好的相关性。DTI参数未发现与CBF与ALFF具有显著相关性。结论:高压氧治疗对m TBI患者脑功能与结构的康复具有积极促进作用,对于ALFF、FA/MD与CBF等参数的改善具有区域选择性,对部分脑区的改善具有促进作用,而对其他脑区的指标参数并未发现明显改善作用。多模态成像相关分析结果表明HBO治疗可能通过促进神经组织修复与神经元活动可塑性等过程更有利于促进复杂认知任务导向的额叶背外侧、前额叶内侧等脑区功能的康复。