學齡前兒童高熱驚厥胼胝體彌散張量成像研究

李金成，蘇曉艷，金美善，吳巍

高熱驚厥是兒童常見的急癥之一，絕大多數(shù)患兒表現(xiàn)為無征兆高熱合并不自主抽搐，學齡前兒童多見。如控制不及時可引起組織、器官缺氧缺血，最終導致嚴重后果[1-2]。有研究表明驚厥后幼鼠腦內(nèi)存在神經(jīng)元凋亡壞死、膠質(zhì)增生、突觸重塑、苔蘚纖維芽生等不同變化[3]。而胼胝體作為有髓神經(jīng)纖維的重要組成部分，是否高熱驚厥后存在病理反應，目前尚不清楚。隨著影像學技術(shù)的不斷發(fā)展，對于高熱驚厥研究報道越來越多，也越來越深入。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種特殊的MRI功能成像技術(shù)，越來越多的應用于人體的各部位檢查[4-9]。其中各向異性分數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)與表面擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)是DTI主要參數(shù)。其定義為水分子的擴散各向異性成分占整個彌散張量的比例，反映的是彌散方向[10]。DTI廣泛應用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷中，F(xiàn)lores等[11]把DTI應用到腦干海綿狀血管瘤術(shù)前診斷中，引起了很大反響。本研究利用DTI對學齡前兒童高熱驚厥患者的腦部胼胝體進行檢測分析，觀察胼胝體各部微觀結(jié)構(gòu)變化，分析DTI對高熱驚厥患兒上述變化的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年6月至2019年1月在我院行DTI檢查病例180例，因高熱驚厥抽搐患兒90例設(shè)為觀察組，因頭痛等非高熱及無神經(jīng)系統(tǒng)感染陽性體征患兒90例設(shè)為對照組?；純旱哪挲g范圍為3～6歲。觀察組中男47例，女43例；平均年齡(4.0±1.8)歲。對照組中男53例，女37例；平均年齡(4.0±1.9)歲。兩組患兒在性別、年齡方面比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 檢查方法 MR檢查前15～30 min，按50 mg/kg給予患兒10%水合氯醛肛門灌腸鎮(zhèn)靜。檢查時給患兒佩戴耳罩或耳塞減小聲音干擾。頭部兩側(cè)薄海綿擠壓固定，在安靜狀態(tài)下進行掃描。采用荷蘭Philips1.5T超導型MRI掃描機，頭顱正交線圈完成MRI掃描像。所有受試者圖像采集如下，以胼胝體前后聯(lián)合連線(AC-PC線)為基準，TR=7.5 ms，TE=3.5 ms，矩陣matrix=240×240，激勵次數(shù)NSA=1，F(xiàn)OV=24 cm×24 cm，DTI圖像采集：采用單次激發(fā)雙自旋回波EPI序列：TR=10 324 ms，TE=70 ms，矩陣=128×128，激勵次數(shù)NSA=2，F(xiàn)OV=24 cm×24 cm，層厚=2 mm，間隔=2 mm，EPI factor=59。感興趣區(qū)白質(zhì)纖維束重建：應用Philips公司自帶Fiber Trak工具包，調(diào)整控制FA閾值、角度閾值及步長等，最后定義最大FA值=0.15，最大角度閾值=27°，最大長度=10 mm，對胼胝體多個感興趣區(qū)(ROI)的神經(jīng)纖維束追蹤并重建。

1.3 DTI數(shù)據(jù)處理 提取所有研究對象DICOM格式DTI原始數(shù)據(jù)，獲得FA圖與ADC圖。手工勾畫正中矢狀面上胼胝體的輪廓，并根據(jù)Witelson范式分割為5個亞區(qū)同時作為感興趣區(qū)，提取FA值及ADC值。

1.4 圖像與數(shù)據(jù)處理 所得圖像由2名放射科副主任醫(yī)師應用雙盲法進行觀察、分析。采用手動繪制確保感興趣區(qū)的準確性。重建后記錄各例胼胝體各部的FA值與ADC值。

2 結(jié)果

兩組不同部位FA值和ADC值比較見表1。

表1 兩組不同部位FA值和ADC值比較

注：與對照組比較，at=2.861，2.017，3.197，2.389，2.281，P<0.05。

表1結(jié)果表明，觀察組胼胝體各部FA均較對照組明顯減低，ADC值均較對照組明顯增加，觀察組胼胝體前1/3部及前體部、壓部FA值低于對照組，觀察組胼胝體前1/3部及壓部ADC值高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

3 討論

DTI是現(xiàn)今唯一一種無創(chuàng)性觀察活體腦組織微結(jié)構(gòu)的磁共振成像技術(shù)，它可對腦白質(zhì)進行定量測量，彌補了常規(guī)磁共振成像的不足[12]。尤其DTI在觀察腦白質(zhì)的走行方向及微結(jié)構(gòu)的完整性方面具有明顯優(yōu)勢，被認為是評價各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病中腦白質(zhì)變化的最有用的工具[13]。在人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，受不同組織的影響，水分子在不同方向上的擴散能力也不相同，即各向異性。FA值是一種用于定量分析腦白質(zhì)纖維各向異性的主要參數(shù)。它是擴散各向異性與整個擴散的比值，范圍為0～l。當FA值越接近l，越表明擴散趨于各向異性，提示纖維束的細胞膜、髓鞘、軸索完整性好；當FA值越接近0，越表明擴散趨于各向同性，即說明水分子擴散在各個方向上所受到的限制趨于一致，提示神經(jīng)纖維束受到破壞或者發(fā)育不成熟。因此FA值是腦白質(zhì)成熟的一個獨特的指標。

本實驗研究的年齡范圍是學齡前兒童，此期患兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)因為高熱長時間處于過度興奮狀態(tài)，各種環(huán)境刺激使腦細胞的敏感度增加，驚厥閾值下降；與此同時神經(jīng)元耗氧量、糖代謝量都增高，使腦細胞功能發(fā)生紊亂，導致腦組織異常放電而引起驚厥[14]。如圖1、2、3，核磁DTI掃描能從不同角度清晰顯示胼胝體各段解剖形態(tài)并提供FA值圖。本研究結(jié)果顯示，胼胝體神經(jīng)纖維束結(jié)構(gòu)存在完整性的損害，提示很可能是高熱驚厥引起連合纖維完整性的改變。本研究結(jié)果還顯示，胼胝體各部均受到損害說明其神經(jīng)纖維微細結(jié)構(gòu)受損的部位比較廣泛。

圖1 橫斷面顯示胼胝體壓部及膝部解剖形態(tài)

圖2 橫斷面顯示胼胝體壓部及膝部FA圖

圖3 大腦矢狀面經(jīng)胼胝體壓部層面的FA圖

本研究發(fā)現(xiàn)學齡前高熱驚厥的患兒腦部胼胝體各部FA值均較對照組減低，胼胝體前1/3部及前體部、壓部FA值改變具有統(tǒng)計學意義。胼胝體各部ADC值均較對照組增加,胼胝體前1/3部及壓部改變具有統(tǒng)計學意義，胼胝體峽部因體積小故存在測量誤差。兒童高熱驚厥患者常規(guī)MRI平掃可表現(xiàn)為腦白質(zhì)正常，而DTI掃描通過FA值及ADC值觀察分析能夠明顯顯示出異常。

綜上所述，雖然DTI檢查不是熱性驚厥檢查中的常規(guī)項目，但是DTI對學齡前高熱驚厥患兒的診斷比常規(guī)MRI更敏感，可作為高熱驚厥檢測及病情評估的敏感指標之一。