磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應(yīng)用研究

樊彩芳　田培超　周瑩瑩　董　偉　張繼要　史丹丹　羅　強(qiáng)(通訊作者)

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科中心　鄭州　450052

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磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應(yīng)用研究

樊彩芳田培超周瑩瑩董偉張繼要史丹丹羅強(qiáng)(通訊作者)

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科中心鄭州450052

【摘要】目的通過(guò)氫質(zhì)子波譜分析(1H-proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)研究病毒性腦炎患兒的顱腦異常生化代謝特點(diǎn)及其臨床意義。方法 對(duì)20例病毒性腦炎患兒進(jìn)行回顧性分析，行頭顱3.0T MRI檢查，以病灶部位和對(duì)側(cè)正常部位為感興趣區(qū)(ROI)行1H-MRS檢查。分別測(cè)定病灶區(qū)和對(duì)照側(cè)的NAA、NAA/Cr、NAA/Cho，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 MRI檢查均發(fā)現(xiàn)病灶，多數(shù)病例為多部位受累。1H-MRS檢查結(jié)果均有異常，與對(duì)照側(cè)比較，病灶區(qū)NAA下降，NAA/Cr、NAA/Cho均降低，且病情越重，比值下降越明顯。結(jié)論Cr、Cho均可以作為腦組織代謝變化的參照指標(biāo)。MRS與MRI相結(jié)合，對(duì)兒童病毒性腦炎的早期診斷有重要作用，對(duì)病情嚴(yán)重程度和評(píng)估預(yù)后有顯著價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】磁共振波譜分析；病毒性腦炎；兒童

病毒性腦炎是兒童時(shí)期常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病，由病毒感染造成腦膜及腦實(shí)質(zhì)病變，并引起一系列相關(guān)臨床表現(xiàn)。患兒病情輕重不等，治療效果不同，輕者可自行緩解，預(yù)后良好，重者可遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，甚至死亡。既往資料多從腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查、腦電圖、頭顱影像學(xué)檢查(MRI、CT)等方面研究病毒性腦炎。磁共振波譜(MRS)分析是目前唯一無(wú)創(chuàng)性定量分析人體器官組織代謝生化及化合物的方法，已廣泛應(yīng)用于臨床。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于MRS與兒童病毒性腦炎的應(yīng)用研究較少。本文通過(guò)對(duì)20例病毒性腦炎患兒進(jìn)行氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)檢查，探討病毒性腦炎患兒神經(jīng)代謝變化特點(diǎn)，研究其對(duì)病情嚴(yán)重程度和預(yù)后評(píng)估的應(yīng)用價(jià)值。

1資料和方法

1.1一般資料收集2013-07—2014-09我院小兒神經(jīng)病區(qū)收治的20例病毒性腦炎患兒，男14例，女6例，男：女=2.3：1。年齡1～14歲，中位年齡7歲。1～3歲6例，>3～6歲4例，>6～14歲10例。

1.2入組標(biāo)準(zhǔn) 本組病例均參照《實(shí)用兒科學(xué)》兒童病毒性腦炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。(1)臨床癥狀：急性起病，多數(shù)出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛、驚厥、意識(shí)障礙等癥狀；(2)體征：臨床體征支持腦實(shí)質(zhì)受累表現(xiàn)，病理征陽(yáng)性15例(75%)；(3)腦脊液：腦脊液生化、常規(guī)異常。本組病例中腦脊液白細(xì)胞數(shù)(3～348)×106個(gè)/L，白細(xì)胞數(shù)(15～348)×106個(gè)/L 16例(80%)，單核細(xì)胞為主18例(90%)。(1)+(2)+(3)為診斷標(biāo)準(zhǔn)，(1)+(2)、(1)+(3)或僅有(1)需排除以下疾?。?1)其他病原微生物引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染：化膿性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎、真菌性腦膜炎；(2)腦血管病、腦外傷后顱內(nèi)感染、腦腫瘤等；(3)遺傳代謝病累積中樞神經(jīng)系統(tǒng)、中毒性腦病等。

1.3MRI檢查利用我院德國(guó)西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對(duì)20例病毒性腦炎患兒行頭顱MRI檢查，頭部正交線圈，仰臥位，頭先進(jìn)，常規(guī)行軸位掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI和FLAIR序列，F(xiàn)OV：22×22 cm，TR/TE=5 500/112 ms，矩陣256×256，層數(shù)24，層厚5 mm，間距1.5 mm，掃描時(shí)間1.5～2 min。

1.4MRS檢查 利用我院德國(guó)西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對(duì)20例入組患兒行頭顱1H-MRS檢查，結(jié)合頭部MRI檢查結(jié)果，分別以頭部MRI發(fā)現(xiàn)的病灶部位和對(duì)側(cè)正常部位為感興趣區(qū)(ROI)。MRS掃描采用點(diǎn)分辨自旋回波序列(Press序列)，TR=1 700 s，TE=135 ms，AVE4次，頻寬1 200 Hz，體素10 mm×10 mm×10 mm。掃描結(jié)束后，使用磁共振掃描儀自帶軟件完成基線校正，識(shí)別代謝物，繪制代謝物波譜曲線，測(cè)量N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物(Cho)、肌酸復(fù)合物(Cr)的峰下面積，完成NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的計(jì)算。

2結(jié)果

2.1MRI檢查結(jié)果 20例患兒均發(fā)現(xiàn)病灶，表現(xiàn)為片狀或斑片狀長(zhǎng)T2信號(hào)，部分病例為長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)(圖1-a、b)，受累部位包括丘腦(10例)、基底節(jié)(4例)、額葉(4例)、中腦(3例)、腦橋(3例)、顳葉(3例)，胼胝體、海馬亦有累計(jì)，大多數(shù)病例為多部位受累，部分為雙側(cè)累及。臨床表現(xiàn)越重的患兒，頭MRI表現(xiàn)異常部位越多，受累程度越廣泛。

2.21H-MRS檢查結(jié)果 入組病例1H-MRS檢查結(jié)果均有異常，病灶區(qū)與對(duì)照側(cè)相比(見圖1c、d)，NAA下降，Cho升高(10例)或降低(10例)，NAA/Cr降低，NAA/Cho降低。病灶區(qū)與對(duì)照側(cè)NAA/Cr、NAA/Cho分別進(jìn)行比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)。見表1。病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=0.180，P=0.858)。

圖1　病毒性腦炎患兒頭顱MRI表現(xiàn)及1H-MRS檢查NAA、Cho、Cr波譜圖a：標(biāo)記處為右側(cè)額葉片狀長(zhǎng)T1信號(hào)　b：標(biāo)記處為右側(cè)額葉片狀長(zhǎng)T2信號(hào)　c：以病變區(qū)為“ROI”的代謝物波譜曲線　d：以對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)為“ROI”的代謝物波譜曲線

組別NAA/CrNAA/Cho病變區(qū)0.92±0.300.90±0.32對(duì)照側(cè)1.44±0.341.45±0.50t值8.4576.230P值0.0000.000

3討論

MRS是根據(jù)磁共振成像技術(shù)和化合物中原子的化學(xué)位移現(xiàn)象，直接測(cè)量活體組織器官的化合物及代謝物的無(wú)創(chuàng)性、功能性影像技術(shù)。目前應(yīng)用于臨床的MRS主要為1H-MRS和31P-MRS。1H-MRS可以檢測(cè)到N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物(Cho)、肌酸復(fù)合物(Cr)、乳酸(Lac)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)等代謝物在組織器官的相對(duì)濃度。NAA主要位于神經(jīng)元和軸索中，是神經(jīng)損傷標(biāo)志物，峰值減低可反映神經(jīng)元的活性減低或喪失、數(shù)量減少。Cho是細(xì)胞膜磷脂代謝主要成分膽堿總水平和細(xì)胞膜的合成與降解，可在細(xì)胞增殖、炎癥及發(fā)生脫髓鞘病變時(shí)增高。Cr是能量代謝的物質(zhì)，是神經(jīng)元胞質(zhì)的高能磷酸儲(chǔ)備。有研究表明[2]，Cr在同一個(gè)個(gè)體腦內(nèi)不同代謝條件下相對(duì)穩(wěn)定，故可作為參照以衡量其他代謝物的濃度變化。MRS現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于神經(jīng)腫瘤、腦梗死、顳葉癲癇、顱腦外傷、帕金森病、前列腺癌等疾病，對(duì)疾病的病理生理變化、早期診斷、治療效果及判斷疾病預(yù)后均有重要的意義[3]。

病毒性腦炎的診斷主要依據(jù)流行病學(xué)、臨床表現(xiàn)、神經(jīng)系統(tǒng)體征、腦脊液檢查、腦電圖及影像學(xué)等輔助檢查，同時(shí)排除化膿性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎、隱球菌腦膜炎、支原體腦炎等其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病。治療上以抗病毒治療為主，對(duì)癥支持治療是僅次于抗病毒的重要治療措施，包括精心護(hù)理、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)支持、降溫與止驚、降顱壓、早期激素及丙種球蛋白的應(yīng)用等。多數(shù)病毒性腦炎患兒預(yù)后良好，80%～95%可存活，重癥病例致殘率高達(dá)20%，文獻(xiàn)報(bào)道后遺癥發(fā)生率為50%，甚至達(dá)70%[4]，部分甚至死亡。神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥有智力落后、癲癇、運(yùn)動(dòng)障礙、語(yǔ)言障礙、精神行為異常等。

研究發(fā)現(xiàn)病毒性腦炎主要通過(guò)兩種方式累計(jì)腦實(shí)質(zhì)[5]：(1)病毒直接侵犯腦實(shí)質(zhì)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；(2)病毒感染后觸發(fā)機(jī)體自身免疫反應(yīng)，可以引起腦白質(zhì)脫髓鞘性損害。病毒性腦炎患兒行顱腦MRI檢查可以明確病變部位及范圍，特點(diǎn)為[6]：(1)病灶廣泛，多發(fā)，雙側(cè)均可發(fā)現(xiàn)病灶，少數(shù)病例為單側(cè)；(2)可累及額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)、丘腦等，灰質(zhì)與白質(zhì)均可受累；(3)皮質(zhì)病灶可表現(xiàn)為大片狀、小片狀或團(tuán)塊狀，白質(zhì)表現(xiàn)為脫髓鞘性改變；(4)彌漫性腦組織腫脹；(5)病灶內(nèi)可伴有顱內(nèi)出血。本組病例頭顱MRI檢查均發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，病灶較為廣泛，雙側(cè)受累，以丘腦為主，基底節(jié)、額葉、腦橋、中腦、顳葉等亦多見，與上述基本一致。

磁共振成像對(duì)病毒性腦炎的早期診斷有重要意義[7]，MRI可以精確地確定病變的范圍，MRS則可以反映出神經(jīng)組織的代謝狀態(tài)。有研究表明NAA降低不僅出現(xiàn)在神經(jīng)元受損階段，在病情的潛伏期即可出現(xiàn)[8]。MRS可早于MRI發(fā)現(xiàn)神經(jīng)功能損傷。本文顯示，病灶區(qū)NAA含量較對(duì)照側(cè)下降，與病毒侵犯腦實(shí)質(zhì)，誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡、神經(jīng)細(xì)胞功能受損有關(guān)。NAA是神經(jīng)元和軸索的重要成分，是神經(jīng)損

傷的標(biāo)志物。在兒童病毒性腦炎中，病灶區(qū)NAA含量降低，提示神經(jīng)細(xì)胞受損。且受損程度與NAA降低量呈正相關(guān)。侯曉軍等認(rèn)為在兒童病毒性腦炎中，MRS檢查發(fā)現(xiàn)病灶處代謝物Cho升高。本文病例顯示病灶區(qū)的Cho部分升高，部分降低。分析上述差異，筆者認(rèn)為可能與病例選擇有關(guān)。病毒性腦炎早期臨床表現(xiàn)缺乏特異性，易被忽視，貽誤病情。本組病例行波譜分析時(shí)距發(fā)病的中位時(shí)間為12 d，1～7 d 8 例，～14 d 4例，～21 d 4例，～30 d 3例，～60 d 1例。病毒性腦炎時(shí)，由于細(xì)胞炎癥水腫、細(xì)胞膜崩解、白質(zhì)脫髓鞘病變，細(xì)胞代謝功能發(fā)生變化，Cho升高，隨病情進(jìn)展，軟化灶形成，或病灶區(qū)細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行性減少[9]，膜結(jié)構(gòu)喪失，導(dǎo)致Cho降低。

Cr在個(gè)體大腦中含量相對(duì)穩(wěn)定，故許多學(xué)者把Cr作為腦組織代謝的參照值，以衡量其他代謝物的含量變化。因?yàn)閮和纳窠?jīng)系統(tǒng)中NAA、Cho含量變化與成人有所不同，亦有人提出以NAA/Cho作為判斷神經(jīng)細(xì)胞的受損程度[10]。本文分別比較病灶區(qū)和對(duì)照側(cè)的NAA/Cr、NAA/Cho，結(jié)果顯示病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho較對(duì)照側(cè)均明顯減低，提示神經(jīng)元損傷，比值越低，腦損傷程度越重。將患兒大腦病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho分別作為獨(dú)立的樣本進(jìn)行比較時(shí)，二者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。故筆者認(rèn)為，在兒童病毒性腦炎中，Cr、Cho均可作為神經(jīng)系統(tǒng)代謝物測(cè)量的參照標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)衡量NAA等代謝物的含量變化。

綜上所述，病毒性腦炎患兒臨床表現(xiàn)缺乏特異性，部分患兒預(yù)后欠佳，可遺留嚴(yán)重后遺癥。MRI可以明確病變部位及范圍，MRS更能從細(xì)胞分子水平判斷神經(jīng)元損傷程度。結(jié)合頭顱MR早期行MRS檢查，不僅可以為病毒性腦炎明確診斷提供依據(jù)，而且能夠評(píng)估病情嚴(yán)重程度，加強(qiáng)綜合治療，對(duì)判斷預(yù)后有十分重要的意義。

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(收稿2015-04-23)

【中圖分類號(hào)】R512.39

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1673-5110(2016)05-0056-02