孤立性輕中度側(cè)腦室擴張?zhí)耗X彌散的區(qū)域特異性變化

王學玲 盛輝 張國偉 王愛杰 蓋麗萍 王春業(yè) 嚴倩 姜淑燕煙臺市煙臺山醫(yī)院影像科，山東 6400；煙臺市煙臺山醫(yī)院產(chǎn)科，山東 6400；煙臺市煙臺山醫(yī)院超聲科，山東 6400

胎兒腦室擴張（ventriculomegaly，VM）是胎兒產(chǎn)前篩查最常見的結(jié)構(gòu)異常之一，發(fā)病率可達千分之二，多合并其他器官或中樞神經(jīng)系統(tǒng)的畸形［1］。單純腦室擴張的原因不明，因此被定義為孤立性腦室擴張（isolated ventriculomegaly，IVM）。有研究認為VM和許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)［2］，但至今尚未達成一致意見。彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）能夠評估組織內(nèi)水分子的擴散運動，表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值能夠?qū)ζ溥M行量化評價，目前主要應(yīng)用于定量評價胎兒腦發(fā)育，但是應(yīng)用ADC值評估胎兒孤立性輕中度側(cè)腦室擴張的報道較少。本研究的目的是評估孤立性輕中度對稱/不對稱性側(cè)腦室擴張?zhí)翰煌X區(qū)ADC值的變化。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集本院2015年3月至2019年6月期間經(jīng)胎兒顱腦核磁共振成像（MRI）掃描診斷為孤立性輕中度側(cè)腦室擴張的病歷共54例，其中非對稱性腦室擴張（asymmetrical ventriculomegaly，AVM）組6例，母親年齡范圍為28～36歲，年齡（30.5±3.1）歲，孕周范圍為28～38周，孕周（32.5±3.7）周；對 稱 性 腦 室 擴 張（symmetrical ventriculomegaly，SVM）組10例，母親年齡范圍為25～35歲，年齡（30.5±3.1）歲，孕周范圍為25～36周，孕周（30.8±3.7）周；單側(cè)腦室擴張（asymmetrical ventriculomegaly with one normal-sized ventricle，AV1norm）組38例，母親年齡范圍為26～38歲，年齡（31.2±3.5）歲，孕周范圍為23～39周，孕周（31.3±4.2）周。

入選標準：由兩名專門從事胎兒磁共振診斷的醫(yī)師共同閱片，圖像清晰無偽影，胎兒單側(cè)或雙側(cè)側(cè)腦室寬度為10～15 mm，胎兒無其他影像學異常，未發(fā)現(xiàn)染色體畸變、宮內(nèi)感染等。

對照組40例，母親年齡范圍為27～42歲，年齡（32.3±3.4）歲，孕周范圍為24～39周，孕周（32.3±3.8）周。對照組胎兒雙側(cè)腦室均未見明顯擴張。

1.2 MRI檢查方法 采用美國GE Signa 1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀，梯度場強度40 mT·m-1·s-1，8通道相控陣體部線圈為接收線圈。患者采取仰臥位腳先進，膀胱中等程度充盈。對每個胎兒的顱腦進行冠狀位、矢狀位和水平位掃描。掃描序列及參數(shù)：（1）單次激發(fā)快速自旋回波序列（single shot fast spin-echo，SSFSE）：層厚5.0 mm，層間距0.0 mm，F(xiàn)OV 400.0 mm×400.0 mm，激勵次數(shù)（NEX）1次，TR 3 000 ms，TE 80 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，掃描時間15～21 s。（2）DWI序列：層厚5.0 mm，層間距0.0 mm，F(xiàn)OV 420.0 mm×420.0 mm，NEX 4次，TR 2 000 ms，TE 67 ms，b值為0、600 s/mm2，掃描時間25～35 s。

1.3 MRI圖像分析 使用AD-HD工作站（GEMedical Systems）的Functool軟件計算ADC值。ADC值測量：每個病例測量15個感興趣區(qū)（ROIs）：白質(zhì)（雙側(cè)額葉、雙側(cè)頂葉、雙側(cè)顳葉、雙側(cè)枕葉和雙側(cè)小腦半球），灰質(zhì)（雙側(cè)基底節(jié)和雙側(cè)丘腦），在腦橋測量1個ROI。雙側(cè)對稱的結(jié)構(gòu)求平均值，共得出7個數(shù)值。所有的ADC值的單位為10-6mm2/s。ROIs由同一個的研究者（Gy）系統(tǒng)地放置（圖1）。側(cè)腦室測量：在SSFSE序列冠狀位及水平位上測量腦室寬度，選取可以見到脈絡(luò)叢的層面（圖1）。

圖1 孕32周，孤立性單側(cè)側(cè)腦室增寬胎兒顱腦MR成像（A～E為軸位DWI圖像，F(xiàn)～J為對應(yīng)的ADC圖像，圖中所示1～15為不同區(qū)域ROI放置的位置，分別為腦干、雙側(cè)小腦半球、顳葉、枕葉、基底節(jié)區(qū)、丘腦、額葉和頂葉。K～L為SSFSE序列，K為冠狀位，L為軸位，可見右側(cè)側(cè)腦室寬約11.4 mm，左側(cè)側(cè)腦室寬約7.4 mm）

1.4 統(tǒng)計學分析 分別測量各組雙側(cè)額頂顳枕葉腦白質(zhì)、基底節(jié)、丘腦、小腦和腦干的ADC值，與正常對照組對比。采用IBM SPSS Statistics 23統(tǒng)計軟件處理，符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差的形式表示。孤立性輕中度側(cè)腦室擴張組各腦區(qū)與對照組相應(yīng)腦區(qū)ADC值比較采用獨立樣本t檢驗，各組胎兒顱腦左右側(cè)各區(qū)ADC值的比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 基本特征 各研究組的基本特征見表1；各研究組胎兒的孕周分布見表2，研究組孕周為（31.3±4.0）周，對照組為（32.3±3.8）周，研究組和對照組的孕周分布差異無統(tǒng)計學意義。研究組ROI直徑為（39.0±3.0）mm2，對照組為（39.6±2.0）mm2，研究組和對照組的ROI直徑差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 各研究組的基本特征

表2 各研究組胎兒孕周分布情況（例）

2.2 ADC值 各組不同腦區(qū)的ADC值見表3?；坠?jié)區(qū)：對照組ADC值 為（1.28±0.15）×10-6mm2/s，SVM組 為（1.39±0.13）×10-6mm2/s，AV1norm組擴張側(cè)為（1.35±0.16）×10-6mm2/s，SVM組和AV1norm組的擴張側(cè)基底節(jié)區(qū)ADC值均較對照組顯著升高（均P＜0.05）。AV1norm組中腦室擴張側(cè)基底節(jié)ADC值較腦室正常側(cè)顯著升高（P＜0.05），但是對照組、AVM組和SVM組雙側(cè)基底節(jié)區(qū)ADC值差異均無統(tǒng)計學意義。額葉：正常對照組ADC值為（1.53±0.17）×10-6mm2/s，SVM組 為（1.39±0.18）×10-6mm2/s，AVM組 為（1.36±0.17）×10-6mm2/s，AVM組和SVM組額葉ADC值均較正常對照組顯著降低（均P＜0.05）。

表3 各研究組胎兒不同腦區(qū)ADC值分布表(×10-6 mm2/s,±s）

表3 各研究組胎兒不同腦區(qū)ADC值分布表(×10-6 mm2/s,±s）

注：ADC為表觀擴散系數(shù)；對照組為胎兒雙側(cè)腦室均未見明顯擴張，AVM為非對稱性腦室擴張，SVM為對稱性腦室擴張，AV1norm為單側(cè)腦室擴張

組別 例數(shù)對照組 40 AVM組 6 SVM組 10 AV1norm組 38小腦1.29±0.22 1.36±0.14 1.33±0.24 1.33±0.22腦干1.18±0.16 1.14±0.06 1.14±0.16 1.20±0.15基底節(jié)1.28±0.15 1.33±0.15 1.39±0.13 1.35±0.16丘腦1.19±0.12 1.22±0.17 1.16±0.21 1.22±0.13顳葉1.48±0.22 1.46±0.33 1.39±0.28 1.50±0.25枕葉1.52±0.21 1.57±0.26 1.45±0.33 1.52±0.23額葉1.53±0.17 1.36±0.28 1.39±0.18 1.51±0.16頂葉1.60±0.17 1.46±0.47 1.47±0.23 1.60±0.31

3 討 論

VM的診斷依據(jù)是1988年Cardoza等提出的，即無論任何孕周的胎兒腦室寬度超過10.0 mm和超出相應(yīng)孕周平均值3～4個標準差即為腦室擴張，以側(cè)腦室擴張常見，10.0～12.0 mm為輕度擴張，12.0～15.0 mm為中度擴張，超過15.0 mm為重度擴張［3］。雙側(cè)側(cè)腦室寬度差≥2.0～2.4 mm即雙側(cè)側(cè)腦室不對稱。VM可以是某種病變的影像表現(xiàn)之一，也可能是某種生理性的正常變異［4］。胎兒IVM即排除了其他原因?qū)е碌膫?cè)腦室擴張。既往有研究認為其與輕微的神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)，如注意力缺陷、行為問題、學習障礙和知覺障礙等，但是對于其臨床意義目前仍然沒有統(tǒng)一的共識［5-8］。

本研究中，我們以孤立性輕中度腦室擴張的胎兒（腦室寬度10.0～15.0 mm）為研究對象。對該人群的預(yù)后研究顯示結(jié)果差異很大［2］，其出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育落后的風險0%～40%［9］。有研究認為其93.3%預(yù)后良好［10］，輕中度IVM者腦發(fā)育遲緩的發(fā)生率為7.9%［9］；亦有研究證實其明顯增加神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的風險［11-12］。另外，產(chǎn)前VM有進展者出生后異常的發(fā)生率（66.7%）明顯高于無進展者（15.6%）［13］。母胎醫(yī)學會也認為中度腦室擴張有出現(xiàn)神經(jīng)后遺癥的風險［14］，腦室容積與腦實質(zhì)體積比越高則預(yù)后越差［15］。這種神經(jīng)后遺癥的不確定性導(dǎo)致研究者和臨床醫(yī)生尋求額外的成像方式，以幫助臨床醫(yī)生準確評估胎兒預(yù)后。

既往對于胎兒IVM的診斷主要依賴于超聲，但由于超聲的種種局限性導(dǎo)致圖像不理想，MR越來越成為有效的輔助診斷方法［16］，對于其成像方法的研究越來越多［17］。隨著研究的深入，常規(guī)MR序列越來越不能滿足臨床的需要，而功能磁共振成像越來越得到重視［18-19］。DWI是臨床廣泛應(yīng)用的功能磁共振成像方法，ADC值表示水分子在選定區(qū)域中的隨機運動，具有量化成像變化的優(yōu)點，在胎兒領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣［20］。最近有研究證明在胎兒腦的大部分區(qū)域具有高度可重復(fù)性［21］。ADC值越來越被公認為是評估胎兒和兒童期腦成熟度和病變的有用工具［21-22］。有研究顯示，在胎腦成熟過程中ADC值在不同腦區(qū)降低［23］或保持恒定［24］。此外，在病理條件下也會出現(xiàn)改變，如先天性心臟病、感染性疾病、腦積水、宮內(nèi)卒中或輔助生殖技術(shù)獲得的新生兒［22-27］。IVM的病理生理學尚未闡明，其微結(jié)構(gòu)損傷可能不同于腦積水。與Yaniv等［28］相似，我們發(fā)現(xiàn)IVM胎兒額葉白質(zhì)的ADC值顯著降低，基底節(jié)的ADC值也升高，但是Yaniv等觀察到枕葉白質(zhì)中ADC值的降低，我們并沒有發(fā)現(xiàn)。

研究結(jié)果顯示，當雙側(cè)側(cè)腦室寬度大于10.0 mm時，額葉白質(zhì)的ADC值低于對照組。ADC值降低通常表明細胞毒性組織損傷，由于細胞內(nèi)水分子聚集導(dǎo)致細胞內(nèi)體積增加和細胞外體積減少。這些變化導(dǎo)致水分子布朗運動受限。在1項對于生長發(fā)育受限胎兒的研究中發(fā)現(xiàn)，多發(fā)腦區(qū)ADC值明顯降低，提示存在發(fā)育異常［29］。ADC值降低的另一個原因是細胞的增加，如腦腫瘤。在IVM情況下，腦實質(zhì)并沒有可見的病理改變，故額葉腦白質(zhì)ADC值降低可能是由于大腦半球的細胞過度增殖所致。既往有學者發(fā)現(xiàn)伴有IVM的胎兒腦皮層容積增加［30］，認為這是由于控制細胞增殖和凋亡的調(diào)控系統(tǒng)發(fā)生了破壞，進而導(dǎo)致了腦連接改變，使得這些兒童后期出現(xiàn)了神經(jīng)發(fā)育遲緩。

SVM和AV1norm組基底節(jié)區(qū)可見明顯的彌散改變，這兩組測得腦室擴張側(cè)基底節(jié)區(qū)的ADC值升高。ADC值升高是由于水分子的布朗運動增加。我們將基底節(jié)區(qū)的ROI放置在尾狀核頭部和殼核之間，包括內(nèi)囊的前肢，雖然包括部分腦白質(zhì)，但主要是大腦半球深部灰質(zhì)。因此，額葉腦白質(zhì)和基底節(jié)區(qū)ADC值的不同改變可能是由于腦白質(zhì)和灰質(zhì)的腦組織成分不同所致。既往針對胎兒腦的研究發(fā)現(xiàn)不同的腦區(qū)有其各自相對特異的發(fā)育特點，基底節(jié)區(qū)的灰質(zhì)核團通常細胞較密集，含水量相對較少，所以正常情況下基底節(jié)區(qū)ADC值要小于白質(zhì)區(qū)，并隨著胎兒腦的成熟ADC值下降［23］。本研究中SVM和AV1norm組基底節(jié)區(qū)ADC值的升高，可能與該區(qū)正常的成熟過程受阻有關(guān)。先天性心臟病胎兒腦ADC值的升高，可能是由于宮內(nèi)缺氧損傷和遞質(zhì)傳遞障礙，導(dǎo)致了腦微結(jié)構(gòu)和代謝異常致腦發(fā)育受損［27］。基底節(jié)區(qū)是距離側(cè)腦室最近的解剖結(jié)構(gòu)，理論上更容易受腦室內(nèi)壓力變化的影響，使得其微觀結(jié)構(gòu)和代謝異常，繼而影響到該區(qū)腦組織的正常成熟進程。然而，該理論不能解釋為何AVM組基底節(jié)區(qū)的ADC值不受影響。因此，有可能是除了腦室內(nèi)壓以外的其他機制導(dǎo)致了基底節(jié)區(qū)ADC值的升高，還有待于進一步的研究。

3個研究組的ADC值改變特點各不相同，說明每個研究組有各自獨特的微觀結(jié)構(gòu)擴散模式。既往研究顯示，神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生率AV1norm組為5.88%，SVM組為11.76%，AVM組為54.55%［31］。AV1norm組是該研究中病例數(shù)最多的一組，除了基底節(jié)區(qū)之外，其他感興趣區(qū)均沒有出現(xiàn)彌散改變。對于該亞組的臨床研究較多，雖然短期隨訪顯示該亞組神經(jīng)發(fā)育預(yù)后最好，但是對于其是否會導(dǎo)致學前兒童發(fā)育落后仍然存在爭議［5，8，32］。此外，只有AV1norm組腦室擴大側(cè)的ADC值顯著高于對側(cè)。目前我們不能斷定ADC值的變化是AV1norm組病理生理改變的一部分還是其病理學改變的結(jié)果。關(guān)于這組的臨床意義仍有很多爭議，尚需不斷深入研究。

我們的研究有幾個局限性，首先是本研究缺乏臨床相關(guān)性；其次，研究組例數(shù)相對較少（AVM組6例和SVM組10例）。

總之，不同的IVM模式，不同腦區(qū)的ADC值改變與其各自的病理生理變化有關(guān)。在不同IVM組，基底節(jié)區(qū)ADC值升高和額葉ADC值降低，ADC值可能有助于評估與不同IVM模式相關(guān)的微結(jié)構(gòu)損傷。

利益沖突：作者已申明文章無相關(guān)利益沖突。