DTI技術(shù)測(cè)定新生兒病理性黃疸患兒小腦齒狀核FA VR與病情的關(guān)系及預(yù)測(cè)ABE價(jià)值

黃開(kāi)平，王榮芬, 劉云昇

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院放射科，重慶 400014 2.國(guó)家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，重慶 400014 3.重慶市骨科醫(yī)院放射科，重慶 400014) 4.重慶市墊江縣中醫(yī)院，重慶 408300)

新生兒病理性黃疸是新生兒常見(jiàn)疾病之一，若未予以及時(shí)有效干預(yù)，膽紅素可經(jīng)過(guò)血腦屏障，沉積于中樞核團(tuán)，增加急性膽紅素腦病(Acute bilirubin encephalopathy，ABE)發(fā)生危險(xiǎn)性，繼而對(duì)新生兒神經(jīng)發(fā)育、智力發(fā)育造成嚴(yán)重?fù)p傷[1]。據(jù)報(bào)道，約50.0%存活患兒遺留永久性神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥[2]。故早發(fā)現(xiàn)、早診斷對(duì)制定個(gè)性化康復(fù)治療計(jì)劃、降低致殘率、改善預(yù)后具有重要價(jià)值。常規(guī)磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是既往腦功能損傷檢查首選手段[3]，但其僅能確定腦損傷范圍與程度，卻無(wú)法監(jiān)測(cè)新生兒缺氧所致神經(jīng)纖維發(fā)育及血流變化情況，提供早期腦損傷信息。而彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)作為唯一一種無(wú)創(chuàng)檢查活體腦白質(zhì)纖維形態(tài)及走形的MRI技術(shù)，利用組織內(nèi)水分子自由運(yùn)動(dòng)的各向異性，一定程度可有效反映活體腦白質(zhì)纖維束完整程度。另有研究指出[4]，聽(tīng)覺(jué)通路是中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)膽紅素誘導(dǎo)毒性最敏感部位，而小腦齒狀核是其重要結(jié)構(gòu)，也是膽紅素腦病受累的主要神經(jīng)核團(tuán)之一。然而既往ABE的DTI研究多集中于各項(xiàng)異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)、容積再現(xiàn)(Volume Reconstructio，VR)單參數(shù)研究，鮮少報(bào)道小腦齒狀核FA、VR對(duì)ABE發(fā)生的預(yù)測(cè)價(jià)值。為進(jìn)一步驗(yàn)證，本研究首次嘗試采用DTI技術(shù)測(cè)定小腦齒狀核FA、VR，分析其與新生兒病理性黃疸患兒病情的關(guān)系及預(yù)測(cè)ABE價(jià)值。詳情如下。

1 資料與方法

1.1一般資料：選取2018年6月至2020年6月我院?jiǎn)渭冃律鷥翰±硇渣S疸患兒85例作為黃疸組，并選取同期繼發(fā)為ABE患兒73例作為ABE組。入選標(biāo)準(zhǔn)：黃疸組均符合新生兒病理性黃疸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5]；ABE組均存在病理性高膽紅素血癥，總膽紅素(TSB)峰值≥342μmoL/L，伴有不同程度腦干聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位異常改變，并同時(shí)具有以下≥2項(xiàng)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀：反應(yīng)差、嗜睡、少吃少哭、激惹興奮、肌張力降低或增高、驚厥等；兩組臨床資料完整，均符合DTI檢查適應(yīng)證；本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：DTI檢查前接受光療等退黃治療者；運(yùn)動(dòng)偽影、圖像模糊者；孕期濫用藥物史、肝功能異常、膽道閉鎖或其他原因所致膽紅素升高者；先天性遺傳代謝紊亂者；合并顱內(nèi)感染、重度窒息、Ⅲ度與Ⅳ度顱內(nèi)出血者；早產(chǎn)兒；孕期有耳毒性藥物服用史或聽(tīng)力障礙家族史者；監(jiān)護(hù)人認(rèn)知功能障礙、精神行為異常。

1.2方 法

1.2.1臨床資料收集：參考相關(guān)文獻(xiàn)自制《臨床資料調(diào)查表》，調(diào)查內(nèi)容包括患兒性別、胎齡、出生體質(zhì)量、母親年齡、母親有無(wú)妊娠期高血壓、日齡、黃疸出現(xiàn)時(shí)間、分娩方式、圍產(chǎn)期缺氧、高鈉血癥、低體溫發(fā)生率、阿氏評(píng)分(Apgar)、病情程度、新生兒神經(jīng)行為測(cè)定(neonatal behavioral neurological assessment，NBNA)評(píng)分[6]等。其中病情程度根據(jù)血清TSB峰值分為輕度(<342 μmoL/L)、中度(342～427 μmoL/L)、重度(>427μmoL/L)；NBNA評(píng)分主要包括能力、被動(dòng)與主動(dòng)肌張力、原始反射、一般狀態(tài)4個(gè)維度，共20項(xiàng)，每項(xiàng)0～2分，<35分為行為神經(jīng)異常，分?jǐn)?shù)與腦損傷嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。

1.2.2DTI技術(shù)檢查：均由同一名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師進(jìn)行DTI技術(shù)檢查操作過(guò)程，①檢查前準(zhǔn)備：檢查前30min指導(dǎo)患兒口服或灌腸0.5 mL/kg水合氯醛(10.0%)，待其完全熟睡后實(shí)施掃描，掃描前兩耳佩戴耳機(jī)，以減少造影，避免聽(tīng)力損傷，同時(shí)，應(yīng)用海綿固定襁褓，減少運(yùn)動(dòng)偽影。②檢查方法：應(yīng)用3.0T超導(dǎo)型磁共振儀(購(gòu)自美國(guó)GE公司)，選用頭部專(zhuān)用8通道正交線圈。首先實(shí)施常規(guī)MRI序列掃描，即自旋回波(SE)、梯度回波(GRE)序列T1WI橫斷位及矢狀位、快速自選回波(FSE)序列T2WI及液體反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FALIR)掃描橫斷位。取仰臥位，以聽(tīng)皉線為掃描基線，對(duì)顱底至顱頂部進(jìn)行掃描。DTI應(yīng)用單激發(fā)自旋平面回波成像(SE-EPI)序列進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)：層厚/層距4.0/0.0 mm，重復(fù)時(shí)間(TR)5000 ms，回波時(shí)間(TE)85.7 ms，視野(FOV)240 mm×240 mm，NEX=2，b值為0、1000 s/mm2，擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?5，矩陣128×128。③圖像處理：將所得DTI數(shù)據(jù)上傳至GE ADW 4.4工作站，采用Functool Ⅱ軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，手動(dòng)選取兩側(cè)大腦腳為感興趣區(qū)(regionofinterest，ROI)，ROI范圍為(18±1)mm2，左右ROI范圍、層面均一致。為減小誤差，每個(gè)部位FA、VR值測(cè)量3次，并取平均值。檢查后閱片均由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師進(jìn)行。

1.2.3實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢查：空腹取9mL肘靜脈血，1000×g離心15min(離心半徑6cm)，分離取血清，置于-70℃低溫保存：①運(yùn)用循環(huán)酶速率法測(cè)定血清總膽汁酸(TBA)水平，嚴(yán)格參照安徽同致生物工程股份有限公司提供的試劑盒說(shuō)明書(shū)操作；②采用釩酸鹽氧化法測(cè)定血清TSB、直接膽紅素(DBil)水平，嚴(yán)格參照北京強(qiáng)申醫(yī)學(xué)科技有限公司提供的試劑盒說(shuō)明書(shū)操作；③通過(guò)酶速率法檢測(cè)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(GGT)，嚴(yán)格參照上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司提供的試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。

2 結(jié) 果

2.1各組一般資料、病情程度、NBNA評(píng)分比較：兩組間性別、胎齡、日齡、出生體質(zhì)量、黃疸出現(xiàn)時(shí)間、圍產(chǎn)期缺氧、低鈉血癥發(fā)生率、低體溫發(fā)生率、Apgar評(píng)分、分娩方式、母親年齡、母親妊娠期高血壓、母親妊娠期糖尿病比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；兩組病情程度、NBNA評(píng)分比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 各組一般資料病情程度NBNA評(píng)分比較

2.2兩組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、小腦齒狀核FA、VR比較：兩組ALT、GGT比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；ABE組TSB、DBil、TBA、小腦齒狀核VR高于黃疸組，小腦齒狀核FA短于黃疸組(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 兩組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)小腦齒狀核FA VR比較

2.3小腦齒狀核FA、VR與病情程度、NBNA評(píng)分、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性：經(jīng)Spearman相關(guān)性分析可知，新生兒病理性黃疸患兒小腦齒狀核FA與NBNA評(píng)分呈正相關(guān)，與病情程度、TSB、DBil、TBA呈負(fù)相關(guān)；小腦齒狀核VA與NBNA評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，與病情程度、TSB、DBil、TBA呈正相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)圖1、圖2、表3。

圖1 小腦齒狀核FA與NBNA評(píng)分、TSB、DBil、TBA的相關(guān)性

圖2 小腦齒狀核VR與NBNA評(píng)分、TSB、DBil、TBA的相關(guān)性

表3 小腦齒狀核FA VR與病情程度NBNA評(píng)分實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性

2.4ABE發(fā)生的影響因素：將小腦齒狀核FA、VR、病情程度、NBNA評(píng)分、TSB、DBil作為自變量，將有無(wú)ABE發(fā)生作為因變量(未發(fā)生賦值為0，發(fā)生賦值為1)，經(jīng)多因素Logistic回歸分析結(jié)果中顯示，病情程度、NBNA評(píng)分、TSB、小腦齒狀核FA、VR與ABE發(fā)生顯著相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 ABE發(fā)生的影響因素

2.5小腦齒狀核FA、VR對(duì)ABE的預(yù)測(cè)價(jià)值：根據(jù)ABE患兒小腦齒狀核FA、VR繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，小腦齒狀核FA、VR聯(lián)合預(yù)測(cè)ABE發(fā)生AUC最大，為0.810，敏感度、特異度分別為71.23%、78.82%。見(jiàn)圖3、表5。

表5 小腦齒狀核FA VR對(duì)ABE的預(yù)測(cè)ROC曲線

圖3 小腦齒狀核FA、VR單一及聯(lián)合對(duì)ABE發(fā)生的預(yù)測(cè)ROC曲線

3 討 論

ABE是高膽紅素血癥最嚴(yán)重并發(fā)癥，也是造成新生兒病殘率及病死率上升的重要原因，其發(fā)生機(jī)制可能與血漿中間接膽紅素侵入，引發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，形成神經(jīng)毒損傷，常累及小腦齒狀核、蒼白球、聽(tīng)神經(jīng)核等神經(jīng)核團(tuán)[7]。然而目前對(duì)膽紅素神經(jīng)毒性的評(píng)價(jià)國(guó)內(nèi)外尚無(wú)公認(rèn)的統(tǒng)一診斷金標(biāo)準(zhǔn)，臨床多采用TSB預(yù)測(cè)ABE發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但實(shí)際上，ASE由多種因素相互作用所致，TSB濃度升高并非其唯一標(biāo)準(zhǔn)[8]。因此，尋找早期敏感指標(biāo)及檢查方法是臨床研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

近年來(lái)，隨影像學(xué)技術(shù)發(fā)展，MRI憑借高軟組織分辨率、多方位、多參數(shù)、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)在診斷新生兒腦損傷方面研究日漸增多。且多項(xiàng)研究已證實(shí)[9,10]，常規(guī)MRI雙側(cè)蒼白球?qū)ΨQ(chēng)性T1WI高信號(hào)是臨床公認(rèn)的ABE影像學(xué)診斷依據(jù)。但研究表明[11]，膽紅素神經(jīng)毒性不僅作用于特定神經(jīng)核團(tuán)，同時(shí)還作用于腦白質(zhì)，腦白質(zhì)纖維髓鞘破壞或發(fā)育延緩是其主要機(jī)制，延髓、腦橋及小腦則是其主要作用部位。而DTI是一種在擴(kuò)散加權(quán)成像基礎(chǔ)上發(fā)展的新型MRI檢測(cè)技術(shù)，對(duì)組織細(xì)微結(jié)構(gòu)病變具有獨(dú)特識(shí)別優(yōu)勢(shì)，可有效評(píng)價(jià)嬰幼兒髓鞘化程度、輕微腦白質(zhì)損傷及纖維結(jié)構(gòu)發(fā)育情況。FA、VR是DTI常用描述參數(shù)，其中FA是評(píng)價(jià)各向異性程度的重要參數(shù)之一，也是判斷腦組織發(fā)育狀況的一個(gè)獨(dú)特標(biāo)識(shí)，其表達(dá)越高，代表水分子趨向于各向異性，可有效顯示神經(jīng)纖維束形成、腦白質(zhì)纖維完整性及髓鞘化程度。國(guó)外學(xué)者通過(guò)觀察圍產(chǎn)期缺氧缺血性腦病兔子模型發(fā)現(xiàn)，孕后期及新生兒期受?chē)a(chǎn)期缺氧缺血損害，神經(jīng)元及少突膠質(zhì)細(xì)胞被大量損耗，導(dǎo)致FA值減低[12]。VR為容積比，其表達(dá)與各向異性程度存在正相關(guān)性，與神經(jīng)纖維線性走形形態(tài)、排列存在負(fù)相關(guān)性[13]。本研究結(jié)果顯示，與新生兒病理性黃疸患兒比較，ABE患兒小腦齒狀核FA值下降，VR值升高，結(jié)合張建良[14]研究結(jié)果考慮可能與ABE患兒存在神經(jīng)纖維損傷或髓鞘形成異常有關(guān)。同時(shí)，鄧敏等[15]關(guān)于膽紅素腦病聽(tīng)覺(jué)通路DTI研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A值與聽(tīng)覺(jué)閾值存在線性負(fù)相關(guān)性，其機(jī)制可能為膽紅素可損傷神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，破壞大腦皮層下聽(tīng)覺(jué)通路神經(jīng)纖維束，導(dǎo)致髓鞘脫失。進(jìn)一步佐證了FA、VR值可作為早期腦白質(zhì)損傷的標(biāo)志物，且小腦齒狀核有望成為膽紅素神經(jīng)毒性MRI研究的新視點(diǎn)。

另外，本研究相關(guān)性分析，隨TSB、DBil、TBA水平升高，病情程度加重，小腦齒狀核FA呈下調(diào)趨勢(shì)，VA則呈上調(diào)態(tài)勢(shì)，這可能是由于膽紅素在神經(jīng)細(xì)胞高濃度聚集沉積，加重神經(jīng)細(xì)胞膜破壞，充分說(shuō)明FA、VR值反映神經(jīng)纖維損傷程度與TSB、DBil、TBA水平、病情程度具有良好相關(guān)性，從分子層面佐證了膽紅素沉積與腦損傷存在密切聯(lián)系。而NBNA評(píng)分是全面評(píng)價(jià)新生兒神經(jīng)行為發(fā)育水平的重要指標(biāo)，可及早發(fā)現(xiàn)輕微腦損傷。本研究顯示，小腦齒狀核FA、VR值與NBNA評(píng)分相關(guān)系數(shù)較高，這可能歸因于小腦齒狀核腦白質(zhì)纖維排列較為緊密，受損后易被檢出。由此可見(jiàn)，DTI參數(shù)改變，可提示神經(jīng)系統(tǒng)損傷的存在，從而為臨床ABE診斷提供客觀依據(jù)。為進(jìn)一步明確DTI測(cè)定小腦齒狀核FA、VR對(duì)ABE的預(yù)測(cè)價(jià)值，本研究通過(guò)繪制ROC曲線可知，小腦齒狀核FA、VR聯(lián)合預(yù)測(cè)ABE發(fā)生AUC最大，為0.810，超過(guò)上述指標(biāo)單一預(yù)測(cè)，且敏感度、特異度均有所改善。提示早期采用DTI測(cè)定小腦齒狀核FA、VR，對(duì)ABE發(fā)生具有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，有助于指導(dǎo)臨床實(shí)施有效干預(yù)手段，促進(jìn)預(yù)后改善。但本研究采用手工選取ROI的方法，在解剖定位時(shí)可能出現(xiàn)誤差，且本研究?jī)H選取小腦齒狀核部位進(jìn)行分析，缺乏對(duì)其他聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路部位的相關(guān)研究，需更多研究作進(jìn)一步論證。

綜上可知，小腦齒狀核FA、VR與新生兒病理性黃疸患兒病情程度存在顯著相關(guān)性，早期采用DTI測(cè)定小腦齒狀核FA、VR，可為臨床評(píng)估病情程度、預(yù)測(cè)ABE發(fā)生提供有效輔助手段。