磁共振擴(kuò)散張量成像在新生兒缺氧缺血性腦病中的早期診斷價值

劉春花，祝海怡，陳文俊，袁燦桃

（廣東省婦幼保健院放射科 廣東 廣州 510010）

新生兒缺氧缺血性腦病（HIE）是一種基于圍產(chǎn)期缺氧所導(dǎo)致的腦部病變病癥，與宮內(nèi)窘迫、早產(chǎn)、窒息缺氧等具有相關(guān)關(guān)系[1]。腦部能量主要源自于葡萄糖，缺氧與缺血狀態(tài)可導(dǎo)致腦部能量供應(yīng)不足，可影響到腦組織正常發(fā)育。病癥較輕的患兒可經(jīng)由早期藥物治療與康復(fù)治療達(dá)到治療效果，若是治療不及時或是治療不合理，可能會影響到患兒的生長發(fā)育，主要表現(xiàn)包括語言、智力等功能障礙，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致患兒昏迷、腦癱、癲癇等[2]。對于HIE患兒的治療，早期治療可改善預(yù)后，降低疾病風(fēng)險(xiǎn)，而早期診斷的前提是早期確診與可靠的病情評估。磁共振彌散張量成像（DTI）可反映腦白質(zhì)纖維束損傷狀況，定量評價腦損傷程度與發(fā)育情況，是HIE的主要診斷方式。本研究選取廣東省婦幼保健院收治的HIE患兒70例與25例健康新生兒進(jìn)行對比觀察，分析DTI在HIE早期診斷中的應(yīng)用效果。具體內(nèi)容報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月—2021年6月廣東省婦幼保健院收治的HIE患兒70例納入觀察組，包括重度12例，中度32例，輕度26例；另取同期健康新生兒25例為對照組。觀察組中男女比例為38:32；剖宮產(chǎn)30例，自然分娩40例；患兒日齡2～6 d，平均（4.14±1.05）d；平均胎齡（39.15±0.26）周。對照組中男女比例為14:11；剖宮產(chǎn)11例，自然分娩14例；新生兒日齡2～6 d，平均（4.21±1.03）d；平均胎齡（39.24±0.18）周。兩組患兒一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

所有納入對象檢查前30 min口服15%水合氯醛或灌腸，睡熟后佩戴隔音耳機(jī)或耳塞保護(hù)聽力，用雙層凹海綿固定耳外，控制運(yùn)動偽影。掃描期間家屬與醫(yī)生全程陪同，關(guān)注患兒呼吸與心率變化情況。應(yīng)用Brivo MR355 MRI診斷儀，行常規(guī)序列頭顱MRI掃描與DTI序列掃描，線圈8通道頭頸聯(lián)合線圈。常規(guī)序列包括T1WI、T2WI、DWI、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，自顱底掃描到顱頂，掃描16層，間距0.5 mm，層厚4 mm。參數(shù)為：Sag T1WI，TR 330 ms，TE 6 ms；Axi T1 FLAIR，TR 7 800 ms，TE 125 ms；Axi T2WI，TR 7 800 ms，TE 125 ms；Axi T2 FLAIR，TR 9 000 ms，TE 172 ms；Axi DWI，TR 5 000 ms，TE 80 ms。b 值 0、1 000 s/mm2。DTI序列為，TR 9 000 ms，TE 105 ms，視野240 mm×240 mm，激勵次數(shù)3，b值取0、1 000 s/mm2，擴(kuò)散敏感梯度方向15。

將掃描圖像導(dǎo)入GE AWVolumeShare處理工作站，原始圖像通過專業(yè)軟件處理，自動生成各向異性分?jǐn)?shù)圖像與ADC圖像等。由2名專業(yè)醫(yī)師進(jìn)行閱片，并提供診斷報(bào)告。

1.3 觀察指標(biāo)

統(tǒng)計(jì)患兒與健康新生兒各腦區(qū)閾值（FA值）；分析DTI技術(shù)中FA值在各腦區(qū)中診斷HIE的效能。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用（±s）描述計(jì)量資料，以t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)、百分比率（%）表示，以χ2檢驗(yàn)。P＜0.05代表數(shù)據(jù)對比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組受試者各腦區(qū)FA值對比

觀察組患兒豆?fàn)詈伺c半卵圓中心及額葉白質(zhì)等腦區(qū)FA值均顯著小于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 兩組受試者各腦區(qū)FA值對比（ ±s）

表1 兩組受試者各腦區(qū)FA值對比（ ±s）

組別 例數(shù) 豆?fàn)詈?半卵圓中心 內(nèi)囊后肢觀察組 70 0.140±0.012 0.231±0.013 0.490±0.018對照組 25 0.147±0.011 0.281±0.014 0.570±0.021 t 2.557 16.177 18.244 P 0.012 ＜0.001 ＜0.001組別 例數(shù) 內(nèi)囊前肢 額葉白質(zhì)觀察組 70 0.390±0.021 0.230±0.010對照組 25 0.420±0.016 0.260±0.014 t 6.493 11.527 P＜0.001 ＜0.001

2.2 不同嚴(yán)重程度患兒檢查結(jié)果對比

重度患兒豆?fàn)詈伺c半卵圓中心及額葉白質(zhì)等腦區(qū)FA值均顯著小于輕度與中度程度患兒（P＜0.05），見表2。

表2 不同嚴(yán)重程度患兒檢查結(jié)果對比（ ±s）

表2 不同嚴(yán)重程度患兒檢查結(jié)果對比（ ±s）

注：與重度患兒對比，*P＜0.05。

組別 例數(shù) 豆?fàn)詈?半卵圓中心 內(nèi)囊后肢輕度 26 0.140±0.012* 0.252±0.015* 0.508±0.013*中度 32 0.140±0.013* 0.231±0.015* 0.493±0.012*重度 12 0.138±0.014 0.207±0.021 0.462±0.011組別 例數(shù) 內(nèi)囊前肢 額葉白質(zhì)輕度 26 0.402±0.013* 0.242±0.015*中度 32 0.395±0.012* 0.234±0.013*重度 12 0.364±0.011 0.203±0.014

2.3 DTI技術(shù)中FA值診斷HIE效能分析

DTI技術(shù)中FA值在各腦區(qū)中診斷HIE效能均較高。見表3。

表3 DTI技術(shù)中FA值診斷HIE效能分析

3 討論

3.1 HIE特征

缺氧缺血性腦病是一種基于圍產(chǎn)期缺氧所導(dǎo)致的腦部病變病癥，與宮內(nèi)窘迫、早產(chǎn)、窒息缺氧等具有相關(guān)關(guān)系。新生兒發(fā)生缺氧缺血性腦病后，以嗜睡、精神過度興奮、反應(yīng)遲鈍為主要表現(xiàn)[3]。腦部能量主要源自于葡萄糖，缺氧與缺血狀態(tài)可導(dǎo)致腦部能量供應(yīng)不足，可影響到腦組織正常發(fā)育，引發(fā)以上癥狀[4]。病癥較輕的患兒可經(jīng)由早期藥物治療與康復(fù)治療達(dá)到治療效果，若是治療不及時或是治療不合理，可能會影響到患兒的生長發(fā)育，而主要表現(xiàn)包括語言、智力等功能障礙等，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致患兒昏迷、腦癱、癲癇等。目前對于缺血缺氧性腦病的病因研究還未明確，且發(fā)病機(jī)制并不清晰。據(jù)大量臨床實(shí)踐以及有關(guān)研究資料推測，缺血缺氧性腦病的發(fā)生可受到多種作用影響，例如腦血流量調(diào)節(jié)功能下降與腦組織代謝的異常。健康新生兒腦血管以舒張與收縮進(jìn)行腦組織血流量的調(diào)節(jié)，血流量減少時腦血管舒張，此種功能維持進(jìn)入腦組織的流量處在穩(wěn)定狀態(tài)。但若腦組織處在缺氧缺血狀態(tài)下，則血壓波動較大，血流量變化明顯，腦血管調(diào)節(jié)功能下降，可進(jìn)一步加重缺血缺氧程度。在腦組織代謝異常因素方面，人體各臟器組織代謝與腦需要的氧及葡萄糖含量最高。缺血缺氧狀態(tài)下能量供應(yīng)不足，可影響到腦組織代謝的增加。而腦組織代謝異常，可造成腦組織軟化與壞死或出血。除此之外，腦部對于缺血缺氧的易感區(qū)在缺血缺氧性腦病發(fā)生及發(fā)展中也起到一定作用。不同胎齡胎兒與新生兒腦的成熟部位存在一定差異，對于缺氧缺血的易感程度也有所不同，為此早產(chǎn)兒更容易發(fā)生缺氧缺血性腦病。

新生兒缺氧缺血時間、程度、病變范圍與后遺病變之間存在密切關(guān)聯(lián)。其中重度缺氧缺血可引發(fā)腦內(nèi)出血或梗死，在時間發(fā)展下，缺少側(cè)支循環(huán)，造成神經(jīng)元細(xì)胞凋亡及壞死，形成軟化灶。結(jié)合白質(zhì)壞死程度的不同，腦軟骨累及范圍可也呈現(xiàn)出一定差異[5]。缺氧缺血性損害所引發(fā)的灰白質(zhì)牽引、軟化，可影響到新生兒腦組織發(fā)育情況。輕度患兒多無不良影響，或少許腦溝加寬，病情程度高的患兒可造成廣泛腦萎縮。輕度缺氧缺血患兒可表現(xiàn)為神經(jīng)細(xì)胞腫脹，其中部分出現(xiàn)選擇性死亡，腦白質(zhì)不會受到明顯影響，通過及時治療多數(shù)患兒預(yù)后練好，少數(shù)可出現(xiàn)腦組織損傷。

3.2 DTI用于HIE效果

新生兒缺氧缺血性腦病持續(xù)時間越長，則發(fā)生腦損傷風(fēng)險(xiǎn)或損傷范圍越大，為此，早期確診并給予有效治療對改善預(yù)后至關(guān)重要[6]。臨床診斷中，MRI序列掃描可借助于不同年齡段兒童腦灰質(zhì)信號評估腦組織發(fā)育情況，但此種檢測技術(shù)主觀傾向明顯，缺少定量指標(biāo)。DTI特征參數(shù)FA值可為HIE患兒腦白質(zhì)髓鞘化提供量化治療，有助于更為客觀地評估患兒腦部病變。通過本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，觀察組患兒豆?fàn)詈伺c半卵圓中心及額葉白質(zhì)等腦區(qū)FA值均顯著小于對照組健康新生兒。重度患兒豆?fàn)詈伺c半卵圓中心及額葉白質(zhì)等腦區(qū)FA值均顯著小于輕度與中度程度患兒。DTI技術(shù)中FA值在各腦區(qū)中診斷HIE效能均較高。DTI技術(shù)建立在加權(quán)成像基礎(chǔ)上，施加6個方向彌散敏感梯度場，獲取到可描述組織水分子運(yùn)動圖像。基于水分子擴(kuò)散各向異性掌握內(nèi)部細(xì)小變化情況，進(jìn)一步明確組織細(xì)微結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)變化情況。

DTI屬于敏感性較強(qiáng)的MRI技術(shù)，有助于評估新生兒與成年人早期腦缺血改變情況。DTI參數(shù)中FA指代表組織中水分子擴(kuò)散各向異性成分與全部擴(kuò)散張量之比。檢測結(jié)果大小與腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束方向性與完整性相關(guān)，F(xiàn)A范圍為0～1，靠近0代表白質(zhì)纖維束損傷程度嚴(yán)重。將ADC值作為參照，F(xiàn)A值無假正?；F(xiàn)象，可客觀顯示HIE相關(guān)的腦損傷程度。從不同缺血缺氧程度患兒之間的對比結(jié)果來看，腦白質(zhì)損傷區(qū)FA值下降，代表目標(biāo)區(qū)神經(jīng)纖維髓鞘受到損傷。髓鞘為少突膠質(zhì)細(xì)胞或施萬細(xì)胞細(xì)胞膜延伸到鄰近軸突并融合形成的原生質(zhì)膜[7]。髓鞘受到損傷后，會直接造成軸突生長受限及數(shù)目減少。新生兒基于缺氧缺血所引發(fā)的腦白質(zhì)損傷與發(fā)育情況診斷中，可利用FA值實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)性檢查。FA可顯示HIE腦白質(zhì)損傷程度，將MRI作為參照，參數(shù)FA在疾病早期診斷中具有更高應(yīng)用價值。進(jìn)行常規(guī)MRI掃描時，可出現(xiàn)異常信號消失，代表此種檢測方法序列下輕度HIE并不會出現(xiàn)明顯表現(xiàn)。而不同程度HIE鑒別中，F(xiàn)A也可提供充分依據(jù)，表現(xiàn)出明顯差異，且在不同腦區(qū)中均可表現(xiàn)。

3.3 FA值于髓鞘發(fā)育中變化規(guī)律

髓鞘是少突膠質(zhì)細(xì)胞或施萬細(xì)胞的細(xì)胞膜，向臨近軸突延伸并融合所形成的原生質(zhì)膜。人腦部的髓鞘化出現(xiàn)在孕中期，自中心開始向外周延伸，從頭側(cè)到尾側(cè)、從背側(cè)到腹側(cè)進(jìn)行，其中感覺纖維對比運(yùn)動纖維開始時間較早。DTI特征性參數(shù)FA指基于年齡增加可表現(xiàn)為非線性增加，能夠顯示白質(zhì)纖維素細(xì)微結(jié)構(gòu)變化情況。新生兒階段FA較低，在年齡增長下可隨之升高。新生兒階段顱腦發(fā)育過程中存在FA值的兩次顯著增加。其一為髓鞘化前階段，此過程中將白質(zhì)結(jié)構(gòu)的增加作為主要變化特征，未出現(xiàn)髓鞘化。其中軸突內(nèi)微管結(jié)合蛋白與軸突直徑以及少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量的增加較為明顯，除此之外還可伴隨軸突背膜某種特性改變。第2次變化為髓鞘化過程，也就是隨翹形成階段。兩個增加過程，在不同腦區(qū)域出現(xiàn)的時間存在一定差異。

3.4 DTI用于HIE隨訪可行性

在HIE患兒隨訪中主要用磁共振檢測評估髓鞘化進(jìn)程，在不同年齡段灰白質(zhì)信號的對比下判斷患兒腦組織發(fā)育情況。利用此種檢測技術(shù)，存在一定主觀性，缺少量化指標(biāo)。而白質(zhì)損傷區(qū)域，F(xiàn)A值下降可顯示出受累纖維走形區(qū)域髓鞘化不良軸突生長障礙或數(shù)量減少的存在?；诖苏J(rèn)為 FA值能夠更為客觀顯示缺血缺氧性損傷對于髓鞘發(fā)育的影響作用。DTI參數(shù)FA值還可顯示 HIE所引發(fā)的髓鞘延遲情況。在患兒不斷生長發(fā)育下，白質(zhì)纖維束持續(xù)髓鞘化與損傷后部分髓鞘的恢復(fù)情況也均可通過FA制進(jìn)行判斷。而此項(xiàng)檢查具有無創(chuàng)性特征，為此DTI可作為HIE損傷后腦白質(zhì)發(fā)育情況評估的無創(chuàng)性監(jiān)測手段。HIE所引發(fā)的腦白質(zhì)損傷到患兒青春期仍然有部分患兒未得到修復(fù)。利用DTI復(fù)查能夠精準(zhǔn)顯示HIE引發(fā)的隨叫隨到。即便不存在嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的HIE患兒同樣需要持續(xù)且長期進(jìn)行隨訪復(fù)查，以便于及時識別神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常情況?？衫肍A值量化評估不同程度下，HIE對于白質(zhì)纖維素發(fā)育的影響作用。其中重度患兒白質(zhì)纖維素破壞嚴(yán)重，常規(guī)情況下遺留存在，不可逆性嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損害可超出腦組織代償范圍，在此種情況下，F(xiàn)A值檢測結(jié)果下降顯著。

在醫(yī)學(xué)水平的不斷發(fā)展下，針對缺氧缺血性腦病的臨床治療效果也在逐步提升，而針對此病癥患兒的有效治療方案也在不斷研究過程中，有大量研究結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)募彝タ祻?fù)訓(xùn)練有助于提升缺氧缺血性腦病患兒的治療效果，降低疾病對患兒健康生長發(fā)育的不良影響。針對缺氧缺血性腦病患兒給予早期家庭康復(fù)訓(xùn)練，實(shí)施感染刺激與動作訓(xùn)練，有助于促進(jìn)患兒大腦代償性神經(jīng)細(xì)胞再生，從而促使患兒盡快康復(fù)，減少后遺癥的發(fā)生。腦缺血后恢復(fù)足夠的供氧是腦組織恢復(fù)的主要方向，而早期的運(yùn)動功能訓(xùn)練，經(jīng)由刺進(jìn)患兒身體感覺神經(jīng)與其他感覺器，有助于改善患兒肌張力。即便具備以上多種有效康復(fù)干預(yù)手段，但若救治不及時，依然可能造成不可逆損害，為此，對于缺氧缺血性腦病應(yīng)積極探索有效的早期診斷措施與治療手段，為提升疾病治愈率，降低并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)提供支持。

綜上所述，HIE診斷中，DTI檢查可提供客觀且全面的腦損傷評估結(jié)果，其中參數(shù)FA值在疾病早期診斷中應(yīng)用價值較高。