影像檢查技術(shù)在新生兒缺氧缺血性腦病中的應(yīng)用現(xiàn)狀

劉文瑩 程方圓 張 玫

山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)，山東 泰安 271016

新生兒缺血缺氧性腦病(hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE)是圍生期窒息等因素導(dǎo)致新生兒因缺氧缺血引起的一系列顱腦損傷，比如腦水腫、神經(jīng)元廣泛壞死、腦萎縮性改變及囊腔性改變等，新生兒HIE作為在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的發(fā)病率分別高達(dá)3‰以及26‰的常見疾病，不僅威脅著新生兒的生命，而且也是導(dǎo)致存活患兒殘疾的常見病因之一[1-2]。由于腦成熟度、缺氧缺血持續(xù)時(shí)間和嚴(yán)重程度、影像學(xué)檢查類型和檢查時(shí)間等因素都對HIE的診斷有所影響，從而導(dǎo)致HIE診斷困難[3]。有文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)HIE所致的新生兒死亡率占全球新生兒死亡率的23%[4-5]，因此早期診斷HIE并給予正確治療對提高患兒生存率至關(guān)重要。超聲成像技術(shù)無輻射，可重復(fù)性高，經(jīng)濟(jì)便宜，但敏感性較差，多排螺旋CT可用于無需鎮(zhèn)靜的新生兒顱內(nèi)出血的篩查，其主要缺點(diǎn)是暴露于大劑量的輻射 ，MRI是檢查HIE最敏感的影像學(xué)技術(shù)，但價(jià)格昂貴、檢查時(shí)間長，必要時(shí)患兒需注射鎮(zhèn)定劑。常規(guī)影像檢查技術(shù)可準(zhǔn)確定位腦損傷部位、損傷范圍等，新成像技術(shù)可作為常規(guī)影像檢查技術(shù)的補(bǔ)充，在早期診斷中具有潛在作用[6]。以上檢查方法各有利弊，在臨床懷疑新生兒存在HIE時(shí)應(yīng)結(jié)合多種影像學(xué)檢查方法，及時(shí)準(zhǔn)確的對HIE做出診斷，現(xiàn)就常規(guī)影像檢查技術(shù)及新成像技術(shù)在HIE中的應(yīng)用現(xiàn)狀做一簡單綜述。

1 新生兒HIE危險(xiǎn)因素、診斷標(biāo)準(zhǔn)及臨床分度

新生兒HIE危險(xiǎn)因素多數(shù)與母親不孕治療、多胎妊娠、胎盤過早脫落、母親產(chǎn)前嚴(yán)重感染有關(guān)，子宮破裂、臍帶脫落、羊膜液栓塞、血管前置可致少數(shù)新生兒HIE，只有極少數(shù)HIE與患兒出生后出現(xiàn)休克、呼吸或心臟驟停等有關(guān)[7-9]。HIE診斷標(biāo)準(zhǔn)包括新生兒在出生時(shí)即使受到刺激也會部分或完全喪失哭聲和呼吸能力，需要在產(chǎn)房進(jìn)行輔助通氣，5 min和10 min內(nèi)Apgar評分<5，酸血癥(pH≤7和/或堿基缺乏≥12 mmol/L)，意識改變、原始反射及肌肉張力異常等。HIE根據(jù)患兒臨床表現(xiàn)可分為輕、中、重度，輕度 HIE患兒可在3天內(nèi)完全恢復(fù)，沒有或只有輕微的神經(jīng)發(fā)育異常，中、重度患兒可導(dǎo)致永久性神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)后遺癥、神經(jīng)功能缺陷、發(fā)育異?；蛩劳鯷10-12]。

2 顱腦超聲檢查技術(shù)(US)在新生兒HIE中的應(yīng)用

腦水腫是HIE早期主要病理變化，二維超聲表現(xiàn)為腦實(shí)質(zhì)回聲增強(qiáng)，輕度腦水腫時(shí)腦實(shí)質(zhì)回聲增強(qiáng)區(qū)僅局限于側(cè)腦室周圍，回聲強(qiáng)度小于側(cè)腦室內(nèi)脈絡(luò)叢回聲，中度腦水腫時(shí)腦實(shí)質(zhì)出現(xiàn)超過兩個(gè)腦葉的回聲增強(qiáng)區(qū)，強(qiáng)度接近脈絡(luò)叢回聲，重度腦水腫時(shí)腦白質(zhì)灰質(zhì)分界不清，回聲高于脈絡(luò)叢，范圍可彌漫于整個(gè)顱腦實(shí)質(zhì)[13]。Eken等人14]通過分析大量數(shù)據(jù)指出不同顱腦區(qū)域灰度值的大小可作為腦損傷程度半定量評價(jià)和估測的指標(biāo)。后來學(xué)者繼而論證不同嚴(yán)重程度腦水腫實(shí)質(zhì)的灰度值之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義， 輕度組高于正常組，中、重度組高于輕度組[15]。國外學(xué)者在此基礎(chǔ)上更加細(xì)致的劃分了腦白質(zhì)和腦灰質(zhì)的灰度值，Pinto等[16]通過對腦白質(zhì)和腦灰質(zhì)的比值測定得出HIE患兒腦白質(zhì)與腦灰質(zhì)比值明顯高于對照組。

HIE是一個(gè)動態(tài)演變的疾病，后期若腦水腫持續(xù)不消退，繼而發(fā)生神經(jīng)元廣泛壞死、腦萎縮以及囊腔性改變。神經(jīng)元廣泛壞死是嚴(yán)重腦水腫后最早出現(xiàn)的病變，超聲表現(xiàn)為雙側(cè)大腦半球呈現(xiàn)分布不均勻的高回聲，可見散在粗大強(qiáng)回聲。腦萎縮是神經(jīng)元壞死進(jìn)而發(fā)展的病變，比如腦室不規(guī)則、不對稱性的擴(kuò)張，腦回密集，腦溝加深等。囊腔性改變多發(fā)生于嚴(yán)重的腦水腫之后的3～4周，是最為嚴(yán)重的HIE表現(xiàn)形式，是神經(jīng)元大片液化、壞死的結(jié)局，囊腔性改變的二維超聲常為多灶性，可分布于腦實(shí)質(zhì)的任何位置，HIE越重，囊腔分布范圍就越廣泛。

由于新生兒HIE多繼發(fā)顱內(nèi)出血，顱腦超聲對腦室周圍-腦室內(nèi)出血(PIVH)較為敏感，根據(jù)Papile分級法將各級腦室周圍-腦室內(nèi)出血的二維聲像圖表現(xiàn)歸納如下：I級腦室內(nèi)出血局限于單側(cè)或雙側(cè)側(cè)腦室室管膜下胚胎生發(fā)基質(zhì)或延伸至腦室(<10%)，側(cè)腦室寬度小于3 mm；II級腦室內(nèi)出血表現(xiàn)為室管膜下出血破入側(cè)腦室，范圍可占據(jù)50%以上側(cè)腦室，與脈絡(luò)叢分界不清，或沿脈絡(luò)叢分布，側(cè)腦室寬度小于3 mm；III級腦室內(nèi)出血表現(xiàn)為室管膜下出血破入側(cè)腦室，范圍可占據(jù)50%以上側(cè)腦室，與脈絡(luò)叢分界不清，或沿脈絡(luò)叢分布，側(cè)腦室寬度大于3 mm；IV級腦室內(nèi)出血表現(xiàn)為室管膜下出血破入側(cè)腦室，并腦實(shí)質(zhì)內(nèi)出血，可擠壓腦實(shí)質(zhì)引起腦中線移位，側(cè)腦室寬度大于3 mm[17]。

部分學(xué)者已通過對足月兒HIE的研究將顱內(nèi)血流的變化定為HIE早期階段變化的敏感指標(biāo)，當(dāng)發(fā)生窒息缺氧時(shí)顱內(nèi)血流異常可對HIE的診斷具有提示作用，顱內(nèi)主要的大血管包括大腦中動脈(MCA)，大腦前動脈(ACA)和大腦后動脈(PCA)，目前顱內(nèi)血流檢測主要應(yīng)用MCA，但MCA走形迂曲，管徑在走行過程中形成角度不同，正常情況下測得的血管不同節(jié)段的血流動力學(xué)指標(biāo)存在差異。有學(xué)者提出將MCA中央支作為顱內(nèi)血流常規(guī)檢測血管，因?yàn)橹醒胫Т怪庇贛CA的第一段發(fā)出，位置較為固定且血流方向垂直于聲束，增加了血流檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[18-19]。最先對窒息性顱腦損傷腦血流變化的觀察應(yīng)用多普勒檢查技術(shù)的是Bada[20]，后續(xù)包括霍亞玲等[21]證明了新生兒在發(fā)生缺氧窒息后腦灌注首先減少，舒張期血流速度減低，或無血流，或出現(xiàn)舒張期反相血流。

隨著超聲相關(guān)人員技術(shù)的提高和檢查設(shè)備的進(jìn)步，對于顱腦損傷腦血流的檢測越來越細(xì)，出現(xiàn)了血流阻力指數(shù)(RI)，搏動指數(shù)(PI)等，這些指標(biāo)更有助于腦血流的評估。Vasiljevi?等人[22]通過分析腦血流速度(CBFV)和RI值的關(guān)系證明了CBFV與HIE的嚴(yán)重程度及隨后的神經(jīng)發(fā)育結(jié)局相關(guān)，并提出RI值發(fā)生神經(jīng)發(fā)育不良的臨界值約為0.81，此外該研究中還提出了早產(chǎn)兒與足月新生兒CBFV和RI值差異也具有統(tǒng)計(jì)意義。周潔麗等人[23]的研究結(jié)論與Vasiljevi?的結(jié)論存在部分差異，其指出將RI=0.70和0.55作為臨界值，當(dāng)RI<0.55或RI>0.70時(shí)，顱腦血管調(diào)節(jié)能力減低,RI≥1或<0.5時(shí)提示患兒生命受到威脅，死亡幾率增加。Gerner等[24]將HIE的亞低溫治療和RI相結(jié)合，提出與RI>0.60的新生兒相比，RI值在降溫治療前后<0.60的新生兒在20～32個(gè)月時(shí)更容易死亡或出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)發(fā)育障礙，RI值越低，運(yùn)動技能獲得中的特定神經(jīng)發(fā)育缺陷越嚴(yán)重。

三維超聲成像技術(shù)早年主要用于判斷腦發(fā)育情況，Nagdyman等人[25]首次將三維超聲成像技術(shù)應(yīng)用于新生兒顱腦領(lǐng)域，證明了三維超聲測量的側(cè)腦室與二維超聲測量的側(cè)腦室大小存在差異。莫海云等[26]將三維超聲成像技術(shù)與 CT技術(shù)在顱內(nèi)病變的應(yīng)用對比，提出三維超聲成像技術(shù)在腦發(fā)育異常、缺氧性腦病、顱腦實(shí)質(zhì)內(nèi)鈣化灶等疾病具有更高的準(zhǔn)確率及更低的誤診率。

常規(guī)US雖可對病變進(jìn)行定位和初步判斷，但對于病灶處組織的硬度無法做出判斷，超聲彈性成像技術(shù)(ultrasonic elastography)可在病變硬度方面進(jìn)行彌補(bǔ)，超聲脈沖輻射力成像技術(shù)(acoustic radiation force impulse imaging，ARFI)可對深部組織進(jìn)行施壓，克服了傳統(tǒng)的彈性成像技術(shù)對深部組織無法施壓的局限性，成為近年來顱腦彈性成像技術(shù)的新檢查方法，該技術(shù)可提供準(zhǔn)確的組織硬度測量數(shù)值[27-28]。超聲彈性成像技術(shù)聯(lián)合聲觸診組織成像量化技術(shù)可評價(jià)HIE的嚴(yán)重性，HIE新生兒VTQ值較正常新生兒低，HIE越嚴(yán)重者，VTQ值越低[29]。

3 計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(CT)在新生兒HIE中的應(yīng)用

由于新生兒腦組織含水量高，CT顯示早期HIE腦水腫期新生兒和正常新生兒顱腦無明顯差別，有學(xué)者指出對于輕度HIE新生兒，CT診斷陽性率明顯高于臨床診斷，中度HIE新生兒CT診斷部分與臨床診斷分度一致，部分高于臨床分度，所以對于輕、中度的新生兒HIE，CT診斷具有一定的局限性，對于重度的HIE新生兒，CT診斷與臨床診斷分度基本一致，盡管CT診斷腦水腫欠佳，但CT檢查對于顱內(nèi)出血的檢出敏感性很高，尤其是蛛網(wǎng)膜下腔出血，CT檢查早期出血仍有一定優(yōu)勢[30]。

新生兒HIE的早期發(fā)病機(jī)制之一為腦能量代謝紊亂，先前的研究曾表明HIE與葡萄糖代謝有關(guān)，于是有學(xué)者利用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(positron emission computed tomography，PET/CT)對18F-脫氧葡萄糖(18f-deoxyglucose，18F-FDG)顯像來反映局部腦組織對葡萄糖的代謝狀態(tài)，正常新生兒PET/CT顯示顱內(nèi)葡萄糖分布均勻，HIE患兒則出現(xiàn)葡萄糖代謝異常區(qū)域，此外學(xué)者們還在本研究中證明了亞低溫聯(lián)合常規(guī)治療可顯著提高腦組織對葡萄糖的代謝率，亞低溫治療對HIE有效[31]。PET/CT可以檢測CT和MRI早期無法探查到的異常，可作為HIE補(bǔ)充診斷方法。

4 磁共振成像技術(shù)(MRI)在新生兒HIE中的應(yīng)用

在HIE患兒中應(yīng)用常規(guī)磁共振成像技術(shù)時(shí)，T1加權(quán)成像為低信號、T2加權(quán)成像為高信號時(shí)提示腦水腫，TI加權(quán)成像為高信號、T2加權(quán)成像為低信號表明深部實(shí)質(zhì)損傷，提示出血[32]。van Laerhoven等人[33]證明在基底節(jié)或深部白質(zhì)病變和腦室周圍白質(zhì)腦軟化癥中，MRI檢查明顯優(yōu)于腦CT和超聲檢查技術(shù)。彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)主要應(yīng)用在HIE患兒顱腦損傷24 h以內(nèi)，Rana等[34]提出新生兒HIE顱腦白質(zhì)異常區(qū)域彌散系數(shù)(apparent dispersion coefficient，ADC)值顯著升高，正常和異常灰質(zhì)的ADC值無明顯差異，由于受影響的腦白質(zhì)ADC值明顯升高，ADC值可作為檢測缺氧缺血性腦損傷慢性后遺癥的指標(biāo)，并證明了異常白質(zhì)的ADC值與運(yùn)動性腦性癱瘓密切相關(guān)。

Proisy等[35]通過應(yīng)用動脈自旋標(biāo)記灌注磁共振成像(ASL-MRI)總結(jié)出生后第4天的HIE患兒基底節(jié)、丘腦、顳葉和頂葉的腦血流量顯著高于正常新生兒相應(yīng)區(qū)域，出生后第4天的HIE患兒基底節(jié)、丘腦、顳葉的腦血流量比第11天相應(yīng)區(qū)域腦血流量高，其他顱腦區(qū)域無明顯差異，出生后第11天的HIE患兒除了顳葉以外，其他區(qū)域與正常新生兒腦血流量都無明顯差異。新生兒發(fā)生HIE時(shí)，常規(guī)磁共振檢查并不能檢出早期海馬區(qū)域的損傷，Salas等人[36]通過應(yīng)用彌散張量成像技術(shù)(dispersion tensor imaging，DTI)研究得出，HIE患兒和正常組海馬區(qū)域DTI標(biāo)量無明顯差異，但是不同組間丘腦、海馬的DTI標(biāo)量之間的相關(guān)性證實(shí)了海馬和深部灰質(zhì)的損傷。

磁共振波普成像技術(shù)(magnetic resonance spectroscopy，MRS)是一種非侵入性的檢查技術(shù)，可以實(shí)時(shí)分析大腦內(nèi)的代謝產(chǎn)物，Guo等人[37]利用重要代謝產(chǎn)物的峰值比值N-乙酰天門冬氨酸(naa)/肌酸(cr)、膽堿(cho)/cr和乳酸(lac)/cr證明了對照組和HIE組之間，naa/cr、cho/cr和lac/cr在基底節(jié)和丘腦中的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，naa/cr、cho/cr和lac/cr在HIE組較正常組顯著減低，naa/cr、cho/cr和lac/cr在對照組和輕中度組、對照組和重度組間差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而輕、中、重度組naa/cr、cho/cr和lac/cr的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

HIE是一個(gè)復(fù)雜多因素影響的動態(tài)變化疾病，不同的影像學(xué)檢查方法適用于不同階段的HIE患兒，結(jié)合多種影像檢查技術(shù)為臨床提供更多的信息支持，對及時(shí)做出準(zhǔn)確診斷具有重要意義。