颅脑外伤后嗅觉功能障碍的影像学与功能研究
Researches of olfactory function and imaging with olfactory dysfunction after head injury
高小幼，苗延巍，姚艺文，伍建林
（大连医科大学附属一院放射科，辽宁 大连 116011）
GAO Xiao-you, MIAO Yan-wei, YAO Yi-wen, WU Jian-lin (Department of Radiology, the First Affiliated Hospital, Dalian Medical University, Dalian Liaoning 116011, China)
[关键词] 颅脑损伤；嗅觉障碍；磁共振成像
[中图分类号] R651.15；R765.63；R445.2 [文献标识码] B [文章编号] 1008－1062（2011）11－0794－03
嗅觉是人类重要的生理功能之一。 引起嗅觉功能障碍原 因很多，头部外伤约占 8%~20%，鼻及鼻窦疾病占 7%~56%，
上呼吸道感染占 18%~45%[1] 。 颅脑外伤后嗅觉功能减退或丧 失均导致输入嗅球的感觉减少， 继而引起嗅球体积缩小，因 此嗅球体积可作为反映及评价嗅觉功能的参考依据之一[2-3] 。
1 嗅球嗅束的解剖学及生理学特点
1.1 嗅球嗅束的解剖
嗅觉系统主要由嗅上皮、 嗅球嗅束和嗅皮层三部分组 成，嗅上皮内主要含嗅觉感受细胞即双极神经元，其末端形 成带纤毛的嗅泡；中枢突约有 20 多束，形成嗅神经（统称为 第一脑神经），穿过筛骨筛孔直接进入嗅球。 嗅球为嗅觉的低 级中枢，呈扁卵圆形，位于前颅窝底筛板之上，是嗅觉通路的 第一中转站。 嗅神经突触与嗅球内僧帽细胞的树突形成突触 关系，在僧帽状细胞上面的轴突（嗅束）直接投射到同侧的嗅 皮质。 嗅束主要由僧帽细胞的轴突纤维构成，还包括一些对 侧嗅球与前嗅核的传出纤维。 嗅束连接嗅球和大脑半球，在 嗅沟内走行。 嗅束体积直接影响嗅沟深度，嗅沟变浅说明嗅 束体积缩小，间接反应嗅功能降低[4] 。 嗅皮层一般包括梨状皮 质、双侧眶额回、杏仁体、前扣带回、颞回、基底核、丘脑和岛 回等结构。
1.2 嗅球嗅束的生理
空气中各种气味分子，随呼吸气流进入鼻腔，通过亲水 的黏液层和嗅上皮感觉神经元膜上的特异性的气味受体结 合，进而启动嗅觉信号的转导过程，产生动作电位，沿嗅神 经、嗅束传递到嗅觉中枢梨状皮质。 因此，梨状皮质被认为是 嗅觉传导的初级中枢，由梨状皮质发出的信号传递到嗅觉高 级中枢-眶额叶皮质[5] 。 科学家[6] 发现在人类侧脑室室管膜下 区（SVZ）存在成熟的神经干细胞，神经母细胞沿着喙侧神经 干细胞迁移流迁移至嗅球并取代中间神经元 （球旁细胞，颗 粒细胞），在嗅球留下主要的中继神经元即僧帽细胞，这是维 持嗅球高度可塑性的基础。 Cummings[7] 在动物实验中发现了 连续流动的神经元沿着喙侧流到嗅球，这是在中枢神经系统 一个独特的现象。
2 颅脑外伤后嗅觉障碍的病理机制
颅脑外伤后发生嗅觉障碍的机制比较复杂，主要包括以 下几点: ①外伤时剪切力作用在筛板处切断嗅神经纤维 （多 为枕部着地或鼻区创伤伴有额叶损伤）， 或局部血肿和瘢痕 限制了新生神经元轴突与嗅球建立联系，导致不同程度的传 导性嗅觉障碍。 ②颅底或额部、鼻部粉碎性骨折引起鼻腔结 构的改变，影响气味分子与嗅黏膜的充分接触。 ③中枢神经 系统损伤影响了嗅觉信号的整合及感知，从而导致患者嗅觉 改变或丧失[8] 。 有学者对轻微外伤后出现完全性嗅觉丧失者 嗅球进行组织病理学及免疫组化检查，发现其嗅球有严重的 纤维化，神经突起的数量显著减少，颗粒细胞及嗅球体积缩小[9] 。
外伤后嗅觉功能障碍也可表现为嗅觉倒错、幻嗅，它是 对气味理解歪曲的一种状态。 这种理解歪曲可能是因为嗅球 内神经元间抑制机制下降， 导致无抑制的神经冲动在嗅球、
嗅束、嗅皮质传播，这种无规律的传播模式产生截然不同的 气味感觉，表现为嗅觉倒错、幻嗅[10] 。
3 嗅球嗅束 MR 图像采集及嗅觉功能检测
3.1 嗅球嗅束 MR 测量的正常标准
嗅球嗅束体积测量通常以手绘法在 1mm 重组的冠状面 图像逐层测量得到嗅球嗅束的面积，以“突然变细”法来区分 嗅球及嗅束，各层面积相加并乘以层厚得到三维体积。
研究表明[3] ，正常人群的嗅球嗅束体积存在较大个体差 异， 右侧嗅球嗅束体积范围 41~97mm， 左侧嗅球体积范围
37~98mm。 一般右侧嗅球嗅束体积大于左侧 （r125=0.84，P< 0.05）。 无论男女， 左右嗅球嗅束体积在 40 岁左右相对稳定
（女：左 70mm、右 63mm；男：左 77mm、右 81mm），60~70 岁体 积逐渐缩小。 Wang[11] 对中国人 50 岁以上健康人群嗅球进行 测量结果显示，70 岁以上年龄组嗅球体积明显低于 70 岁以 下年龄组。 进一步证明嗅球体积随年龄的增长呈下降趋势。
3.2 嗅觉功能测试方法及正常标准
嗅觉功能检查方法主要有 Sniffin’Sticks 试验[2-3，12] 和嗅觉 事件相关电位（OERP）[10] 。 前者主要包括三部分：嗅阈（T）、气 味区分（D）和气味辨别（I），也称 TDI 评分。 该方法简便，能对 嗅觉阈值、辨别、区分三方面功能进行分析，但受检对象受限 制，如病情严重、聋哑、婴幼儿等难以配合检查，还易受患者 主观影响。OERP 对无主观描述能力患者（如婴幼儿、脑损伤）
·794·中国临床医学影像杂志 2011 年第 22 卷第 11 期 J Chin Clin Med Imaging, 2011, Vol．22, No．11
嗅觉水平的检查具有不可替代的作用；且可作为诊断外周和 中枢性嗅觉障碍的客观指标，但目前仍存在许多理论和技术 问题（如嗅觉系统与三叉神经系统之间关系，刺激气味数量、
强度和频率的控制等）尚待解决，同时电波也受多种因素影 响，如患者的精神状态，转头、动眼、吞咽等动作。
TDI 评分发现从 16 至 55 岁，如 TDI 分数低于 16 可诊断 为 嗅 觉 丧 失 ，16~28 之 间 考 虑 嗅 觉 减 退 ， ＞28 嗅 觉 正 常 。
Humme[12] 分析总结了正常人嗅觉功能受年龄、性别影响程 度：相对嗅觉区分与嗅觉辨别，年龄相关的下降最明显的是 嗅阈，性别因素对嗅阈分数没有明显影响。
4 颅脑外伤嗅觉功能障碍影像表现及其诊断意义
外伤后嗅觉障碍患者的嗅觉通道发生了一系列变化，鼻 腔镜只能看到鼻腔、黏膜的改变，所以只有通过影像手段观 察嗅觉通道损伤的部位、范围、程度。 外伤后嗅觉通道损伤嗅 觉初、高级中枢影像表现是额叶、部分颞叶挫裂伤（多数是枕 部着地引起额叶的对冲伤）、血肿，后期表现为软化灶形成、
局限性萎缩，周围含铁血黄素沉积及嗅沟结构的消失；低级 中枢损伤表现为颅底、筛板骨折合并嗅球、嗅束形状、信号的 改变[10，13-14] 。研究者总结出外伤后引起嗅觉功能障碍常见部位 多位于颅底区域即额叶底部、嗅球嗅束、颞叶，但面部及鼻部 不容易导致嗅觉功能异常[14] 。
Charles 等[13] 认为头部外伤越严重嗅觉功能损伤越明显，
根据创伤性脑损伤（TBI）受伤程度分析嗅觉功能，轻度 TBI
显示 44.2%有嗅觉功能损伤， 中度 TBI 嗅觉功能损伤的有
68.4%，重度 TBI 有 61%患者嗅觉功能受损。 Haxel 等[14] 认为 嗅觉功能障碍（TDI 评分）与头部严重程度（GCS）没有相关 性，但与颅底和前叶血肿或挫裂伤有明显的关系。 不是所有 患者都知道自己受伤后有嗅觉功能丧失，其可知性与外伤严 重程度有关，23.3%轻度 TBI 知道嗅觉功能障碍，47.4%中度
TBI 知道，严重的 TBI 群体有 48%知道有嗅觉障碍，因此，嗅 觉功能的临床测试是非常必要的。
头部外伤后患者嗅觉功能障碍的发生率大约 13%，头部 外伤后的嗅球嗅束体积变小与嗅觉功能障碍有关[14] 。 Mueller
等[15-16] 的研究发现头部外伤引起的嗅觉功能障碍患者的嗅球 体积比正常人的小，嗅觉丧失患者的嗅球体积比嗅觉减退的 小，嗅觉倒错患者的嗅球体积比嗅觉功能下降的小。 他们的 研究提示嗅球体积在一定程度上反应嗅觉障碍患者的嗅觉 功能，也就是说，嗅球体积是残存嗅觉功能程度的标志。 实验 结果还显示，左右两侧嗅球体积的大小没有差异性，左右嗅 球体积与患者嗅阈、气味辨别能力存在相关性，与嗅觉区分 功能无明显相关性；患者嗅球体积与嗅觉障碍的时间呈负相 关性，即嗅觉障碍的时间越长嗅球的体积相对减小，而患者 嗅球体积的改变与性别没有相关性。
嗅觉中枢及外周损伤引起的嗅觉功能障碍均可以导致 嗅球体积在一定程度上的缩小，这也证实了嗅球体积与嗅觉 功能有明显相关性。 因为嗅觉区分、辨别比嗅阈在一定程度 上主要涉及认知方面，即与中枢神经关系密切，因此嗅觉外 周损伤引起的嗅觉功能障碍与嗅觉功能中嗅阈值有更密切 的关系，这也与 Mueller 等[15，17-19] 研究结果一致，即嗅觉外周损 伤（外伤及上呼吸道感染）引起嗅觉障碍的患者嗅球体积与 嗅阈有明显的相关性，而与嗅觉区分及嗅觉辨别没有相关性。
5 鼻腔体积、嗅沟嗅束与嗅觉功能的相关性
部分学者研究发现嗅觉功能与一定的鼻腔体积有关系，
他们利用正常人群通过 MRI 测量鼻腔体积及鼻中隔偏曲程 度，TDI 检查嗅觉功能，结果发现鼻腔的前部分特定体积与嗅 阈有一定相关，而与嗅觉区分及分辨无关。 头面部外伤引起 鼻腔结构的改变，影响气味分子与嗅黏膜的充分接触，导致 嗅觉功能障碍，由此可见，外伤后鼻腔结构改变引起的嗅觉 功能障碍，可以通过手术矫正鼻腔结构进行治疗[8] 。 嗅觉功能 除了与嗅球体积、鼻腔结构有关，并且与嗅沟宽度、深度及嗅 束体积有关。 研究发现绝大多数先天性嗅觉功能障碍患者
MRI 上嗅球、嗅束和（或）嗅沟均有异常表现，嗅沟的发育直 接影响嗅束的体积[4，20] 。 部分外伤患者仅累及一侧嗅沟，临床 表现为同侧嗅觉功能的相对减低，这就证明了嗅束与嗅觉功 能具有相关性。
6 颅脑外伤后嗅觉障碍的预后
嗅球的高塑性贯穿人类的整个生活过程，反映了一些传 入神经活动的水平。 嗅觉受体神经元的再生可增加输入到嗅 球的感觉，导致嗅球体积的增大[3，6] 。 Jiang 等[8，18] 证实了嗅觉系 统外周损伤是有恢复的可能的，随访发现外伤后嗅觉功能障 碍患者中 10%～30%嗅觉有提高，这种恢复在短期内，但也有 创伤后 7 年嗅觉得到恢复的报道。 外伤性患者出现嗅觉功能 改变后要尽快治疗，以免错过恢复的最佳时期。 嗅觉功能下 降或障碍有多种治疗途径： 锌剂可以促进神经细胞再生，应 用硫酸锌可以较常规治疗取得更高的改善率； 嗅三针定位，
依据不同穴位进行针灸治疗；手术可以治疗外伤后鼻腔改变 引起的嗅觉功能障碍。 因为嗅上皮的神经元终生有分化和再 生的能力，因此通过积极、正规的治疗使嗅觉障碍的恢复成 为可能。
综上所述，MRI 检查可以显示头部外伤的部位、范围、程 度，并可以准确测量嗅球体积，对临床的治疗方案有重要的 指导意义。 外伤后嗅觉功能障碍引起嗅球体积的减小，嗅球 体积反映残存嗅觉功能的程度，同时嗅觉功能的恢复伴随着 嗅球体积的增大，有文献[21] 显示嗅球体积的变化敏感于嗅觉。
因此，嗅球体积不但可以作为嗅觉功能标志，也可以成为嗅 觉丧失预后恢复的一个客观评价指标。 |
