彌散張量成像在腦室周?chē)踪|(zhì)軟化早期診斷中的應(yīng)用價(jià)值

楊 柳，高 麗，劉艷萍，李 巖，馬遠(yuǎn)寧

(1.河南省人民醫(yī)院兒科,河南 鄭州 450003;2.鄭州市兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河南 鄭州 450000)

腦室周?chē)踪|(zhì)軟化(periventeic uler leukomacia，PVL)是患兒出生時(shí)因?qū)m內(nèi)、宮外缺氧、缺血等因素導(dǎo)致腦白質(zhì)損傷，引起一系列神經(jīng)損傷表現(xiàn)，如不同程度運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后等，也有部分患兒伴有感覺(jué)、認(rèn)知、交流、行為等障礙[1-2]，多見(jiàn)于早產(chǎn)兒和窒息存活兒童。嬰兒期屬于神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育最快時(shí)期，早診斷、早治療是影響預(yù)后的關(guān)鍵因素。多數(shù)患兒因?yàn)槿狈μ禺惖呐R床表現(xiàn)未能早期發(fā)現(xiàn)、診斷并進(jìn)行積極治療，導(dǎo)致出現(xiàn)腦癱、視力障礙等后遺癥[3]。有研究發(fā)現(xiàn)，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查可為早產(chǎn)兒腦損傷的早期診斷提供準(zhǔn)確的影像學(xué)依據(jù)[4]，但常規(guī)MRI無(wú)法全面顯示出PVL患兒腦白質(zhì)受損情況,不利于對(duì)患兒癥狀進(jìn)行詮釋。彌散張量成像 (diffusion tensor imagine,DTI) 是一種無(wú)創(chuàng)性影像技術(shù),可通過(guò)各向異性分?jǐn)?shù) (fractional anisotropy,FA) 和平均彌散率 (mean diffusivity,MD) 等指標(biāo)定量反映腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變[5]。DTI技術(shù)依據(jù)水分子在不同部位彌散的差異性，呈現(xiàn)出紅(X元素)、綠(Y元素)、藍(lán)(Z元素)3種纖維走形，可了解纖維束損傷、缺失，但不能量化具體纖維數(shù)量。髓鞘的神經(jīng)纖維束中的水分子沿軸突方向的彌散速度遠(yuǎn)大于垂直方向，有很強(qiáng)的方向依賴(lài)性和不均勻性，即彌散的FA。TRIVED等[6]首次將此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到腦癱患兒皮質(zhì)纖維束改變的研究中，發(fā)現(xiàn)水分子在腦癱患兒白質(zhì)纖維束FA明顯降低，證明了FA可作為神經(jīng)纖維束損傷的量化指標(biāo)，并用向量圖或彩色編碼空間纖維束變化。BASSERT等[7]研究顯示，人體神經(jīng)纖維束之間具有連續(xù)的軸突方向，同時(shí)明確了纖維束在各個(gè)三維方向的走形路徑。本研究旨在探討是否可以通過(guò)DTI的FA值變化反映腦白質(zhì)細(xì)微的病變，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇2014年1月至2016年10月河南省人民醫(yī)院小兒神經(jīng)內(nèi)科收治的PVL患兒25例(觀察組)，男14例，女11例，年齡0.1～1.9(0.5±0.1)歲。病例入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)圍生期有缺氧、窒息等導(dǎo)致PVL高危因素；(2)能配合完成頭顱MRI檢查；(3)能夠配合完成DTI檢查；(4)患兒監(jiān)護(hù)人知情同意，并簽訂知情同意書(shū)。另選擇孕期B超檢查疑似頭顱異常復(fù)查的10例嬰幼兒作為對(duì)照組，男6例，女4例，年齡0.3～1.5(0.7±0.2)歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)足月兒，圍生期無(wú)明顯缺氧、窒息等高危因素，認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)等各項(xiàng)功能發(fā)育正常；(2)常規(guī)MRI檢查未見(jiàn)明顯異常，且排除潛在可能引起腦神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)纖維束變性的器質(zhì)性病變，如顱內(nèi)感染、占位、出血、腦白質(zhì)發(fā)育不良等；(3)患兒監(jiān)護(hù)人知情同意，并簽訂知情同意書(shū)。2組受試者的年齡、性別比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究通過(guò)河南省人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的審核。

1.2 早期康復(fù)治療觀察組患兒早期康復(fù)治療采用Bobath療法及運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)療法，體位控制調(diào)整肌張力，抑制異常運(yùn)動(dòng)模式，激發(fā)并強(qiáng)化正常運(yùn)動(dòng)功能，并給予鼠神經(jīng)生長(zhǎng)因子(廈門(mén)北大之路生物工程有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字S20060052)9 000 AU，肌肉注射，隔日1次，2周為1個(gè)療程，共3個(gè)療程；神經(jīng)節(jié)苷脂(長(zhǎng)春翔通藥業(yè)有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字H20066833)20 μg，靜脈滴注，每日1次，2周為1個(gè)療程，共3個(gè)療程。6個(gè)月后復(fù)查DTI，同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)技能測(cè)驗(yàn)評(píng)分量化發(fā)育情況，50～69分為發(fā)育商輕度低下，35～49分為發(fā)育商中度低下，20～34分為發(fā)育商重度低下，<20分為發(fā)育商極重度低下[8]。對(duì)PVL患兒康復(fù)前后進(jìn)行0～6歲小兒神經(jīng)心理發(fā)育檢查表評(píng)估分析。

1.3 MRI和DTI檢查采用3.0T超導(dǎo)型MRI成像儀進(jìn)行常規(guī)掃描。入組時(shí)分別對(duì)觀察組及對(duì)照組患者進(jìn)行頭顱MRI、DTI檢查，治療后6個(gè)月再次對(duì)觀察組患兒進(jìn)行MRI、DTI檢查，檢查前30 min所有受試者統(tǒng)一口服100 g·L-1水合氯醛溶液鎮(zhèn)靜(0.5 mL·kg-1)，熟睡后獲取常規(guī)T1、T2、FLAIR等序列。采用DTI進(jìn)行白質(zhì)纖維束示蹤成像，將皮質(zhì)脊髓束(corticospinal system，CST)、內(nèi)囊前肢(anterior limb of internal capsule，ICAL)、內(nèi)囊后肢(posterior limb of internal capsule，ICPL)、胼胝體膝部(genu of corpus callosum，GCC)、胼胝體壓部(splenium of corpus callosum，SCC)、扣帶束(cingulate gyrus，CG)作為本次研究的興趣部位(region of interest，ROI)。測(cè)量ROI的FA值時(shí)，每個(gè)部位選取2 mm范圍，分別測(cè)量3次，取其平均值。觀察對(duì)應(yīng)部位DTI彩圖中受損纖維束數(shù)量、方向；檢測(cè)FA值的大??；觀察DTI及FLAIR異常信號(hào)情況。

2 結(jié)果

2.1 2組受試者頭顱MRI表現(xiàn)觀察組患兒常規(guī)頭顱MRI表現(xiàn)為側(cè)腦室周?chē)?、半卵圓中心等白質(zhì)纖維部位FLAIR序列高信號(hào)，22例患兒側(cè)腦室前后角及周?chē)肼褕A中心等部位可見(jiàn)少量散在點(diǎn)片狀T2、FLAI高信號(hào)，其對(duì)應(yīng)腦室結(jié)構(gòu)無(wú)明顯改變。3例患兒側(cè)腦室周?chē)?、半卵圓中心部位可見(jiàn)大片狀的T2高信號(hào)，F(xiàn)LAIR序列高信號(hào)，可見(jiàn)腦室輕微擴(kuò)張。6例患兒伴有不同程度VEP-P2潛伏期延長(zhǎng)，N2-P2振幅降低，3例患兒雙側(cè)高頻聽(tīng)閾異常。對(duì)照組受試者頭顱MRI腦實(shí)質(zhì)未見(jiàn)明顯異常，腦白質(zhì)髓鞘化進(jìn)程基本同月齡，腦室無(wú)擴(kuò)大。

2.2 2組受試者頭顱DTI表現(xiàn)比較結(jié)果見(jiàn)表1。DTI的彩色圖能夠較好的顯示出大腦內(nèi)白質(zhì)纖維束走向、多少以及缺失。與對(duì)照組比較，觀察組患兒CST、ICAL、ICPL、GCC、SCC、CG等部位均存在不同程度的破壞甚至缺失，其相應(yīng)的FA值顯著降低。觀察組患兒ICAL左側(cè)和右側(cè)、ICPL右側(cè)、GCC、CST左側(cè)和右側(cè)FA值均顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);ICPL左側(cè)、SCC、CG左側(cè)和右側(cè)FA值與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 2組受試者FA值比較

部位FA對(duì)照組(n=10)觀察組(n=25)tPICAL 左側(cè)0.610±0.0440.511±0.0532.6400.018 右側(cè)0.585±0.0520.498±0.0612.1100.043ICPL 左側(cè)0.622±0.0540.568±0.0861.8690.085 右側(cè)0.611±0.0820.543±0.0572.0110.045 GCC0.683±0.0300.583±0.0762.8800.008 SCC0.692±0.0800.644±0.0531.3940.181CST 左側(cè)0.633±0.0270.558±0.1842.2320.036 右側(cè)0.681±0.0730.568±0.3043.6010.001CG 左側(cè)0.324±0.7090.252±0.1102.0320.050 右側(cè)0.300±0.0760.240±0.9091.7730.092

2.3 觀察組受試者治療前后FA值比較結(jié)果見(jiàn)表2。觀察組患兒治療后復(fù)查DTI發(fā)現(xiàn)，纖維束缺失、斷裂較治療前無(wú)明顯變化。觀察組患兒治療后ICAL右側(cè)、ICPL左側(cè)和右側(cè)、GCC、SCC、CST左側(cè)和右側(cè)、CG左側(cè)FA值均顯著高于治療前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);ICAL左側(cè)、CG右側(cè)FA與治療前比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表2 觀察組患兒治療前后各纖維束FA值比較

部位FA治療前(n=25)治療后(n=25)tPICAL 左側(cè)0.511±0.0530.546±0.1041.3110.219 右側(cè)0.498±0.0610.578±0.0572.5520.018ICPL 左側(cè)0.568±0.0860.623±0.0292.2980.033 右側(cè)0.543±0.0570.598±0.0112.0770.045 GCC0.613±0.0770.706±0.0362.8370.008 SCC0.644±0.0530.671±0.1081.4700.018CST 左側(cè)0.558±0.1840.656±0.0743.7450.001 右側(cè)0.568±0.3040.679±0.0384.0010.000CG 左側(cè)0.252±0.1100.274±0.0690.9920.036 右側(cè)0.240±0.9090.278±0.0171.2200.236

2.4 觀察組患者治療前后發(fā)育商比較康復(fù)治療前觀察組患者中發(fā)育商輕度低下7例，中度低下12例，重度低下5例，極重度低下1例；治療后發(fā)育商正常6例，輕度低下10例，中度低下7例，重度低下2例；治療后發(fā)育商較治療前明顯提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=8.658，P=0.003)。

3 討論

新生兒早期因缺血缺氧，體內(nèi)的血流重新分配，髓鞘化缺陷，白質(zhì)明顯減少。常規(guī)頭顱MRI僅嚴(yán)重受損白質(zhì)區(qū)域信號(hào)增高，但病變輕微者M(jìn)RI表現(xiàn)不明顯，不易辨別。頭顱MRI顯示出明顯異常時(shí)腦白質(zhì)可能已經(jīng)出現(xiàn)缺失，甚至斷裂。DTI技術(shù)是通過(guò)水分子在各個(gè)方向的擴(kuò)散程度來(lái)評(píng)估不同方向纖維束的完整性，F(xiàn)A值可對(duì)腦白質(zhì)的損傷進(jìn)行定量評(píng)估。PVL患兒早期給予干預(yù)治療后，神經(jīng)癥狀明顯緩解，而MRI表現(xiàn)無(wú)明顯改變。將FA值作為一個(gè)定量分析參數(shù)指標(biāo)，其范圍是0～1，組織中水分子擴(kuò)散越慢，F(xiàn)A值信號(hào)越低。腦白質(zhì)損傷早期，白質(zhì)細(xì)胞毒性水腫，導(dǎo)致髓鞘神經(jīng)纖維束之間間隙變窄，限制水分子向神經(jīng)纖維束走形的方向運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)A值明顯降低，當(dāng)病情逐漸加重出現(xiàn)血管源性水腫后，細(xì)胞損傷破裂，自由水增加，F(xiàn)A值進(jìn)一步降低[9]。

本研究采用DTI示蹤技術(shù)，分別選定CST、ICAL、ICPL、GCC、SCC、CG作為ROI，觀察組患兒ROI白質(zhì)纖維束較對(duì)照組明顯紊亂、缺失、中斷，與國(guó)外報(bào)道一致[10]。觀察組患兒進(jìn)行早期干預(yù)治療后，其FA值增高，同時(shí)進(jìn)行其他相關(guān)的輔助檢查，例如腦干側(cè)聽(tīng)、視覺(jué)誘發(fā)電位等，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育較前好轉(zhuǎn)。SUZUKI等[11]研究發(fā)現(xiàn)，PVL患兒FA值降低的部位，主要位于雙側(cè)CST、內(nèi)囊前后肢、半卵圓中心后部、上縱束、視輻射等。這些部位白質(zhì)發(fā)育不良，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知、視力、聽(tīng)力等多方面的發(fā)育落后。解剖學(xué)上將腦白質(zhì)區(qū)分為聯(lián)絡(luò)纖維、聯(lián)合纖維、投射纖維，聯(lián)絡(luò)纖維聯(lián)系同側(cè)大腦皮質(zhì)各個(gè)不同區(qū)域，聯(lián)合纖維即為聯(lián)絡(luò)左右側(cè)大腦，如胼胝體、前聯(lián)合、穹隆聯(lián)合，形成一個(gè)功能整體，正常行使極為復(fù)雜的功能活動(dòng)[12-14]。投射纖維連接了皮層及皮層下部分結(jié)構(gòu)往返纖維，而內(nèi)囊區(qū)集中了絕大部分上下走形纖維，在神經(jīng)系統(tǒng)中傳遞了大量的信息。FILIPPI等[15]對(duì)腦發(fā)育遲緩合并運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后患兒不同部位腦白質(zhì)進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除內(nèi)囊外，其他白質(zhì)部位的FA值遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同齡正常兒童。本研究中PVL患兒CST、ICAL、ICPL、GCC、SCC、CG纖維束缺失、中斷表現(xiàn)顯著，說(shuō)明它們?cè)谌祟?lèi)運(yùn)動(dòng)功能的生理機(jī)制中起重要作用[16]。劉娜等[17]分別對(duì)PVL行常規(guī)聽(tīng)力、視力電生理檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)5例患兒存在不同程度的視覺(jué)障礙，其嚴(yán)重程度與PVL的嚴(yán)重程度特別是與三角區(qū)周?chē)踪|(zhì)減少、側(cè)腦室后角擴(kuò)大以及胼胝體的變薄顯著相關(guān)，皮層的激活需要完整的視覺(jué)放射纖維的傳導(dǎo)通路，視放射纖維束損傷程度與視覺(jué)損傷有直接關(guān)系，給予營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)及視覺(jué)刺激等干預(yù)治療3個(gè)月后，臨床表現(xiàn)中追視、追聽(tīng)較治療前靈敏，電生理傳導(dǎo)延遲明顯好轉(zhuǎn)，與本次研究相一致。SCHMITHOMT等[18]對(duì)正常兒童進(jìn)行白質(zhì)纖維束追蹤發(fā)現(xiàn)，GCC、SCC、CG相應(yīng)的FA值與認(rèn)知功能有相關(guān)性。

PVL患兒早期進(jìn)行干預(yù)治療，受損的纖維束能夠進(jìn)行修復(fù)及功能代償，腦癱后遺癥概率大大下降。腦白質(zhì)發(fā)育過(guò)程是連續(xù)的，以1～2歲最快，此期間不僅突觸數(shù)目和神經(jīng)連接回路迅速增多，軸突髓鞘也增加明顯。FA值會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)逐漸改變，嬰幼兒各部位腦白質(zhì)FA值明顯低于成年人。盡管神經(jīng)細(xì)胞不能再生，但纖維束受到損傷后會(huì)出現(xiàn)軸突繞道投射、樹(shù)突分叉及纖維束間非神經(jīng)性的連接，仍可保持完整的纖維回路，代償其功能[19]。觀察組患兒經(jīng)過(guò)早期積極的干預(yù)治療后，F(xiàn)A值明顯增高，受損髓鞘功能逐漸代償，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育評(píng)估也證實(shí)明顯好轉(zhuǎn)。然而纖維束損傷超過(guò)自身修復(fù)代償范圍，形成膠質(zhì)增生，會(huì)導(dǎo)致各種后遺癥，如癲癇、腦癱等。通過(guò)DTI對(duì)PVL患兒進(jìn)行早期診斷、早期治療，在臨床中是非常必要的。FA值是否可以對(duì)PVL患者進(jìn)行程度分級(jí)，指導(dǎo)臨床診斷、治療，尚需要大樣本數(shù)據(jù)來(lái)論證。