3.0 T MRI pCASL技術(shù)評價(jià)腦癱患兒手術(shù)療效的應(yīng)用價(jià)值

王祿偉，杜金駿，韓秉艷

作者單位：

新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像中心，烏魯木齊 830028

小兒腦性癱瘓俗稱腦癱，臨床中指新生兒出生后1個(gè)月內(nèi)腦發(fā)育尚未成熟階段，由非進(jìn)行性腦損傷所導(dǎo)致的一組中樞神經(jīng)障礙綜合征，以姿勢和運(yùn)動(dòng)功能障礙為主要表現(xiàn)[1]。目前，頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)是治療本病的常用手術(shù)方法之一，其作用機(jī)理與改善患兒大腦功能障礙區(qū)域腦血流量有密切關(guān)聯(lián)[2]。腦血流量是醫(yī)學(xué)公認(rèn)的反映血流動(dòng)力學(xué)變化的一項(xiàng)重要指標(biāo)，可通過CT灌注成像、MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注成像等多種方法進(jìn)行檢測，以此評估腦癱患兒治療期間腦組織血流動(dòng)力學(xué)變化情況，從而對臨床療效和預(yù)后作出準(zhǔn)確判斷[3]。但上述檢測方法均對腦癱患兒具有一定創(chuàng)傷性，且對檢查配合度要求較高，故探究一種安全無創(chuàng)、能反復(fù)測量腦血流量的檢查技術(shù)臨床意義重大[4]。偽連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pseudo-continuous arterial spin labeling，pCASL)技術(shù)是經(jīng)典的核磁共振腦功能無創(chuàng)檢測方法，對腦組織血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)定量、定性評價(jià)[5]。本研究將其應(yīng)用于腦癱患兒腦血流量評價(jià)和療效評估，旨在探究其臨床價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2017年6月至2019年6月在我院行頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)治療的30例痙攣型單側(cè)腦性癱瘓患兒，設(shè)為病例組；選取同期體檢健康的30例兒童，設(shè)為正常組。整理臨床資料，病例組患兒男1 6 例、女1 4 例，年 齡4 ～1 2 歲 之 間，平 均 年 齡(6.58±3.24)歲，均因生產(chǎn)時(shí)缺氧缺血導(dǎo)致腦性癱瘓，未合并嚴(yán)重臟器功能障礙或智力障礙，能夠配合手術(shù)和檢查；正常組兒童男15例，女15例，年齡4～12歲之間，平均年齡(6.45±3.37)歲，均接受臨床體檢和篩查，排除腦性癱瘓患兒及相關(guān)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病患兒。對比兩組一般資料，性別、年齡均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，可行對照研究。告知入組兒童及患兒家長研究內(nèi)容和目的，征得書面同意；我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)許可研究開展。

1.2 研究方法

1.2.1 手術(shù)方法

病例組30例患兒均接受頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)治療，采用氣管插管全身麻醉，取仰臥位，在兩肩胛間墊圓墊，使頭部后仰偏向健側(cè)；在術(shù)側(cè)頸部甲狀軟骨下1 cm左右、胸鎖乳突肌內(nèi)側(cè)緣做一橫向切口，約3.0 cm長，逐層切開皮膚充分暴露頸動(dòng)脈，將頸動(dòng)脈鞘切開，在保護(hù)頸靜脈和迷走神經(jīng)前提下游離頸總動(dòng)脈；使用顯微鏡觀察并剝脫頸總動(dòng)脈分叉部位，直到向下6.0 cm處動(dòng)脈外膜，進(jìn)行止血處理，確認(rèn)無活動(dòng)性出血后逐層縫合切口，等待麻醉蘇醒拔管。圍術(shù)期給予患兒全程護(hù)理。

1.2.2 掃描方法

兩組均應(yīng)用3.0 T磁共振成像系統(tǒng)進(jìn)行掃描檢查，常規(guī)序列及參數(shù)：T1WI：FL2D， TR 250 ms，TE 2.50 ms；T2WI：TSE，TR 4000 ms，TE 91 ms；FLAIR：TR 9000 ms，TE 85 ms；醫(yī)學(xué)影像診斷(diagnostic medical imaging，DMI)：平面回波成像(echo planar imaging，EPI)，TR 3133 ms，TE 91 ms，b值1000 s/mm2，層厚5 mm。ASL掃描參數(shù)：采集次數(shù)101，采集帶寬2232 Hz/Px，掃描時(shí)間248 s，激勵(lì)次數(shù)1，激發(fā)角度90°，層厚6 mm，層間距1.5 mm，層數(shù)為6，TR 2500 ms，TE 11 ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間TI1 700 ms，TI2 1800 ms，飽和停止時(shí)間1600 ms，流速限制100 cm/s，F(xiàn)OV 192 mm×192 mm。將3D-pCASL原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4D NIFTI hdr/img格式，由MRI-Clould工作站進(jìn)行后處理，獲得全腦血流圖，在pCASL原始圖像基礎(chǔ)上測量不同部位腦血流量。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄正常組兒童與病例組患兒術(shù)前、術(shù)后14 d時(shí)測得的大腦雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、中央前回、基底節(jié)區(qū)、丘腦、小腦和內(nèi)囊部位腦血流量，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

研究數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 20.0處理，計(jì)數(shù)資料(%)和計(jì)量資料(±s)分別以χ2、t檢驗(yàn)，設(shè)定P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 正常組與病例組術(shù)前腦血流量比較

詳見表1。與正常組兒童相比，病例組患兒術(shù)前各部位腦血流量均出現(xiàn)明顯下降(圖1)，組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.2 正常組與病例組術(shù)后腦血流量比較

詳見表2。與正常組兒童相比，病例組患兒術(shù)后各部位腦血流量均得到不同程度改善，兩組頂葉、基底節(jié)區(qū)和內(nèi)囊區(qū)域血流量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；大腦雙側(cè)額葉、顳葉、中央前回、丘腦及小腦區(qū)域血流量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.3 病例組患兒手術(shù)前后腦血流量比較

詳見表3。比較病例組患兒手術(shù)前后各部位腦血流量變化(圖2)，小腦部位差異無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；其余各部位血流量均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。

表1 正常組與病例組術(shù)前腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 1 Comparison of preoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

表1 正常組與病例組術(shù)前腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 1 Comparison of preoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 正常組(30例) 病例組(30例) t值 P值額葉 61.03±3.72 45.11±2.48 19.503 0.000頂葉 57.32±4.18 43.23±3.02 14.965 0.000顳葉 59.39±3.65 41.98±3.15 19.779 0.000中央前回 50.46±3.47 38.49±3.67 12.981 0.000基底節(jié)區(qū) 33.43±3.24 24.25±2.53 12.232 0.000丘腦 22.68±3.52 15.28±2.34 9.589 0.000小腦 62.83±3.57 44.23±3.11 21.517 0.000內(nèi)囊 33.71±3.92 26.34±2.62 8.562 0.000

表2 正常組與病例組術(shù)后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 2 Comparison of postoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

表2 正常組與病例組術(shù)后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 2 Comparison of postoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 正常組(30例) 病例組(30例) t值 P值額葉 61.03±3.72 58.68±2.17 3.854 0.000頂葉 57.32±4.18 56.53±3.72 0.773 0.443顳葉 59.39±3.65 57.54±2.95 2.159 0.035中央前回 50.46±3.47 48.17±3.22 2.650 0.010基底節(jié)區(qū) 33.43±3.24 32.03±4.74 1.336 0.187丘腦 22.68±3.52 17.02±2.18 7.488 0.000小腦 62.83±3.57 45.27±4.56 16.608 0.000內(nèi)囊 33.71±3.92 32.45±4.67 1.132 0.262

表3 病例組患兒手術(shù)前后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 3 Comparison of cerebral blood flow before and after operation in case group (mL/100 g/min, ±s)

表3 病例組患兒手術(shù)前后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 3 Comparison of cerebral blood flow before and after operation in case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 手術(shù)前(30例) 術(shù)后14 d (30例) t值 P值額葉 45.11±2.48 58.68±2.17 21.425 0.000頂葉 43.23±3.02 56.53±3.72 15.203 0.000顳葉 41.98±3.15 57.54±2.95 19.748 0.000中央前回 38.49±3.67 48.17±3.22 10.859 0.000基底節(jié)區(qū) 24.25±2.53 32.03±4.74 7.931 0.000丘腦 15.28±2.34 17.02±2.18 2.980 0.004小腦 44.23±3.11 45.27±4.56 1.032 0.306內(nèi)囊 26.34±2.62 32.45±4.67 6.250 0.000

3 討論

3.1 腦癱患兒的發(fā)生及外科手術(shù)治療方法

小兒腦性癱瘓是發(fā)生于嬰幼兒腦發(fā)育未成熟階段的常見中樞神經(jīng)障礙綜合征，病變位置在腦，累及四肢，患兒常常伴有智力缺陷、癲癇、行為異常、精神障礙以及視覺、聽覺和語言障礙等癥狀[6]。本病可影響患兒運(yùn)動(dòng)控制和日常生活活動(dòng)能力，如不能及早診斷和治療將形成終身殘疾。臨床治療腦癱方法多種多樣，包括中醫(yī)治療、康復(fù)治療、外科手術(shù)治療等，其中關(guān)節(jié)矯正術(shù)、選擇性脊神經(jīng)后根切斷術(shù)和頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)均為常用手術(shù)方案[7]。關(guān)節(jié)矯正術(shù)主要目的在于矯正患兒畸形姿勢，從而松解痙攣和攣縮，改善步態(tài)及負(fù)重線；選擇性脊神經(jīng)后根切斷術(shù)則通過改善患兒下肢痙攣，來提高坐、爬等基本活動(dòng)能力[8]。單側(cè)痙攣型腦癱者患側(cè)大腦半球腦灌注不足從而引起神經(jīng)元的死亡，白質(zhì)纖維的斷裂、破壞及稀疏[9]，而頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)作用機(jī)理在于去除交感神經(jīng)部分收縮顱內(nèi)血管作用，解除其對肌張力和靶器官的支配效應(yīng)，改善患兒顱內(nèi)血流狀態(tài)，從而緩解痙攣肌肉興奮性、減輕流涎、吞咽困難等癥狀。該術(shù)式配合長期的功能訓(xùn)練，還有利于提高患兒腦認(rèn)知功能，改善預(yù)后效果，臨床應(yīng)用相對廣泛。

3.2 pCASL技術(shù)及優(yōu)點(diǎn)

頸總動(dòng)脈交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)是治療痙攣型腦癱的一個(gè)重要手術(shù)方法，但常規(guī)MRI提供的信息不足以滿足臨床對該手術(shù)治療痙攣型單側(cè)腦性癱瘓患兒的療效進(jìn)行評估[10]，但腦血流量是客觀反映腦癱患兒顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)變化的重要指標(biāo)，其檢測結(jié)果對手術(shù)療效具有重要的評估作用，因此臨床選用一種安全無創(chuàng)的檢測方法具有必要性[11]。pCASL技術(shù)即將內(nèi)源性血液中的水作為自由擴(kuò)散示蹤劑，提供感興趣區(qū)腦血流量參數(shù)，屬于一種非侵入性技術(shù)，現(xiàn)已在部分中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)研究中顯示出潛在價(jià)值[12]。pCASL技術(shù)結(jié)合了連續(xù)式ASL和脈沖式ASL優(yōu)點(diǎn)，是一種全新無創(chuàng)容積灌注成像技術(shù)[13]，相較于其他檢測方法，它具備高信噪比、磁敏感偽影少以及腦組織顯影對比度強(qiáng)等突出優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)無需外源性對比劑，成像速度快，操作簡便，能準(zhǔn)確評價(jià)腦血流量，反映腦代謝功能，尤其在兒童腦損傷患者中可行性顯著提高[14]。使用3.0 T MRI pCASL技術(shù)測量腦癱患兒腦血流量，評估顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變，對判斷手術(shù)療效和預(yù)后效果有著重要意義。

3.3 腦血流量改變的意義

本研究以30例正常兒童作為對照，發(fā)現(xiàn)腦癱患兒術(shù)前大腦雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、中央前回、基底節(jié)區(qū)、丘腦、小腦和內(nèi)囊部位腦血流量明顯降低。造成該結(jié)果的原因可能與人體運(yùn)動(dòng)功能支配區(qū)腦分布情況有關(guān)，中央前區(qū)主要為第一軀體運(yùn)動(dòng)功能支配區(qū)，左右交叉支配對側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)；基底核處于大腦白質(zhì)內(nèi)，有研究報(bào)道其中含有紅核、黑質(zhì)及丘腦底核[15]，與運(yùn)動(dòng)功能密切相關(guān)；人體大腦皮質(zhì)、基底核與小腦對軀體肌張力、姿勢反射和隨意運(yùn)動(dòng)具有協(xié)同調(diào)節(jié)作用。正常兒童這些腦區(qū)域血流量呈均勻?qū)ΨQ分布，而腦癱患兒血流量分布不對稱，呈一側(cè)或局部降低，故而表現(xiàn)出姿勢異常、智力障礙和功能障礙等癥狀[16]。腦癱患兒術(shù)后各部位腦血流量與正常兒童相比，大腦皮質(zhì)及中央前區(qū)血流量明顯升高，基底節(jié)血流量也有所升高，表明頸總動(dòng)脈外膜交感神經(jīng)網(wǎng)剝脫術(shù)能夠有效增加腦癱患兒大腦皮質(zhì)和中央前區(qū)腦血流量，改善大腦低灌注、低循環(huán)狀態(tài)，降低交感神經(jīng)對肌張力的興奮性，從而改善運(yùn)動(dòng)異常癥狀，對全身肌張力過高也有良好的緩解效果。

丘腦作為運(yùn)動(dòng)功能整合中心，一旦出現(xiàn)缺血缺氧即可導(dǎo)致肢體力量不協(xié)調(diào)；小腦主要起肌緊張度調(diào)節(jié)作用，以維持姿勢平衡、完成隨意運(yùn)動(dòng)[17]。手術(shù)前后30例腦癱患兒丘腦和小腦區(qū)域血流量差異相對較小，而丘腦和小腦區(qū)域由大腦后動(dòng)脈與椎動(dòng)脈分支予以供血，該結(jié)果可提示手術(shù)后對大腦后循環(huán)血流量改善效果不明顯。

綜上所述，腦癱患兒手術(shù)前后使用3.0 T MRI pCASL技術(shù)可準(zhǔn)確測量各部位腦血流量，反映顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，在評價(jià)臨床療效和預(yù)后效果中有著較高應(yīng)用價(jià)值。

利益沖突：無。