三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)在新生兒缺氧缺血性腦病早期診斷中的價(jià)值

劉娜，李玉澤，佟晶，金蓉，陳梅，卑貴光

（北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 1.放射診斷科；2.新生兒科，沈陽 110812）

新生兒缺氧缺血性腦病（hypoxic ischemic encephalopathy，HIE）多見于足月新生兒，主要是圍產(chǎn)期缺氧導(dǎo)致腦血流量減少所致。HIE為新生兒急性腦損害的主要原因之一，研究［1-3］顯示1 000個(gè)新生兒中有2個(gè)HIE患兒。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是評估新生兒圍產(chǎn)期腦損傷最敏感的神經(jīng)影像學(xué)方法。相對腦血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）與大腦新陳代謝緊密相關(guān)，研究［4］表明rCBF降低可以引起腦內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致急性腦組織損傷，復(fù)蘇后腦血流量恢復(fù)正常時(shí)仍可出現(xiàn)腦組織功能異常，引起繼發(fā)性腦損傷。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（three-dimensional arterial spinlabeled，3DASL）技術(shù)是非侵入性評估腦灌注并可以直接定量測量rCBF的方法，主要優(yōu)點(diǎn)是在安全無創(chuàng)的前提下可以多次重復(fù)測量rCBF，能夠發(fā)現(xiàn)常規(guī)磁共振不能發(fā)現(xiàn)的異常灌注，可以揭示足月新生兒腦灌注出現(xiàn)的微小異常。有研究［5］報(bào)道rCBF能夠早期發(fā)現(xiàn)新生兒腦灌注異常，可早期提示新生兒腦損傷的預(yù)后發(fā)展。擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weightedimaging，DWI）是反映機(jī)體組織細(xì)胞水分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的無創(chuàng)活體定量研究方法，表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparentdiffusion coefficient，ADC）可以定量分析水分子彌散和毛細(xì)管微循環(huán)程度的變化［6］。ADC值在一定程度上反映腦白質(zhì)發(fā)育的成熟度［7］，但是隨著新生兒HIE的發(fā)生發(fā)展，缺血缺氧區(qū)由早期的細(xì)胞毒性水腫向血管源性水腫及細(xì)胞壞死轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變可導(dǎo)致ADC值假正?；?，如果檢查時(shí)間在ADC值假正?；瘏^(qū)間，DWI可以表現(xiàn)為陰性，因此ADC值對新生兒腦損傷的預(yù)后評估可信度存在異議［8］。本研究與DWI技術(shù)比較，探討3DASL技術(shù)在足月新生兒HIE早期診斷中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料及分組

選取2016年6月至2018年6月我院新生兒科臨床診斷為HIE的足月患兒為HIE組。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）診斷符合中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)分會修訂的新生兒HIE標(biāo)準(zhǔn)［9］；（2）發(fā)病因素為窒息抽搐、吸引器及產(chǎn)鉗輔助生產(chǎn)、羊水及胎糞吸入、臍帶繞頸等。排除標(biāo)準(zhǔn)為無缺氧史、神經(jīng)系統(tǒng)畸形，發(fā)育不良、早產(chǎn)兒以及對鎮(zhèn)靜劑過敏、不能使用鎮(zhèn)靜劑者。共納入43例，其中男23例、女20例?；純耗赣H孕周為37～42周，平均胎齡（39.2±3.2）周，平均體質(zhì)量（3.1±0.6）kg。另選取同期我院因懷疑產(chǎn)傷但無明顯缺氧史或其他非缺氧性病因而進(jìn)行MRI檢查的37例足月新生兒為對照組。其中男20例，女17例。患兒母親孕周為37～42周，平均胎齡（40.3±2.2）周，平均體質(zhì)量（3.3±0.2）kg，患兒性別、胎齡和體質(zhì)量比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，入選新生兒家長均已知情同意并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法及圖像處理

檢查儀器為GE discovery 750W 3.0T MRI，檢查前使用苯巴比妥（10 mg/kg）鎮(zhèn)靜、患兒熟睡后進(jìn)行常規(guī)MRI序列檢查，包括自旋回波T1FLAIR 序列（TR=330 ms，TE=24 ms）、快速自旋回波T2WI（TR=7 800 ms，TE=125 ms）、T2FLAIR（TR=9 000 ms，TE=100 ms）掃描，隨后進(jìn)行功能序列（DWI及ASL序列）檢查。3DASL掃描參數(shù)：TR 4 389 ms，TE10.5 ms，層厚6 mm，激勵(lì)次數(shù)3次。DWI采用EPI，TR 4 000 ms，TE50 ms，層厚4 mm，層距0.5，b值為0、1 000 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)2次。FOV=200 mm×200 mm。DWI及3DASL圖像數(shù)據(jù)傳輸至工作站，獲取全腦灌注圖及表觀擴(kuò)散圖，選擇感興趣區(qū)（region of interest，ROI）并勾畫（11～14 mm2），分別測量2組基底節(jié)區(qū)、頂葉皮質(zhì)及半卵圓區(qū)ADC值及rCBF值，測量時(shí)避開腦脊液、靜脈竇、腦溝腦裂。各ROI兩側(cè)對稱測量3次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析HIE組rCBF、ADC的診斷效 能，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組DWI及3DASL檢查結(jié)果比較

結(jié)果顯示，對照組DWI表現(xiàn)為皮髓質(zhì)分界清晰，腦組織信號未見異常，雙側(cè)腦室系統(tǒng)對稱，無擴(kuò)張，DWI未見異常信號影（圖1）。3DASL表現(xiàn)雙側(cè)大腦半球灌注顏色分布均勻?qū)ΨQ、雙側(cè)rCBF值基本相同。灌注顏色由低向高依次是藍(lán)色、綠色、紅色；腦白質(zhì)灌注較低，顯示為藍(lán)色；基底節(jié)區(qū)因其血流量介于灰白質(zhì)間、顏色顯示為綠色；腦灰質(zhì)灌注較高，顯示為紅色（圖2）。

圖1 對照組新生兒DWI圖像

圖2 對照組新生兒rCBF圖像

HIE組DWI表現(xiàn)為皮層或皮層下白質(zhì)點(diǎn)片狀短T1WI，長T2WI信號，部分可見少許短T2信號影，T2-FLAIR為高信號，DWI呈等或高信號（圖3A）。35例表現(xiàn)為皮層及皮層深部有點(diǎn)、條狀高信號和（或）胼胝體高信號，1例蛛網(wǎng)膜下腔出血，1例硬膜下出血，4例T1WI示基底節(jié)異常信號，1例額頂顳葉出血及頭皮下血腫，1例為重度HIE合并小腦半球及腦室內(nèi)出血。3DASL檢查結(jié)果顯示，32例出現(xiàn)腦灰質(zhì)低灌注區(qū)，10例呈紅色高灌注區(qū)，主要位于基底節(jié)區(qū)及丘腦典型表現(xiàn)（圖3C）。其中1例臨床缺氧缺血癥狀嚴(yán)重，DWI未見異常彌散受限信號、ADC圖未見明確信號減低區(qū)，3DASL呈現(xiàn)典型缺血缺氧灌注表現(xiàn)，顯示基底節(jié)區(qū)及丘腦病灶呈明顯高灌注，側(cè)腦室后角旁及枕葉白質(zhì)呈明顯低灌注（圖4）。

圖3 HIE組患者基底節(jié)及丘腦區(qū)高灌注圖像

圖4 HIE組患者DWI正常而rCBF異常的圖像

2.2 2組rCBF值及ADC值比較

結(jié)果顯示，rCBF值基底節(jié)區(qū)HIE組高于對照組；半卵圓區(qū)HIE組低于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜ 0.01）。而頂葉皮質(zhì)2組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。ADC值基底節(jié)區(qū)及半卵圓區(qū)HIE組均低于對照組（均P＜ 0.01），而頂葉皮質(zhì)2組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05），見表1。

表1 2組新生兒rCBF及ADC比較

2.3 ROC曲線分析HIE組rCBF、ADC的診斷效能

結(jié)果顯示，HIE組rCBF的ROC曲線曲線下面積為0.847，靈敏度和特異度分別為94.80%、74.64%。ADC ROC曲線曲線下面積為0.685，靈敏度及特異度分別為82.01%、45.33%，rCBF對于HIE患兒的靈敏度及特異度均高于ADC。見圖5。

圖5 HIE組rCBF、ADC診斷效能的ROC曲線

3 討論

研究［10］顯示，常規(guī)MRI及DWI僅能反應(yīng)HIE新生兒缺氧水腫的程度及范圍，不能反映腦血流灌注信息。3DASL是對入腦動(dòng)脈內(nèi)血液中自由擴(kuò)散的水質(zhì)子進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記的血液與未標(biāo)記圖像對比而獲得全腦灌注圖像。3DASL技術(shù)簡便、安全、無創(chuàng)，適用于新生足月兒［11］。3DASL參數(shù)rCBF值是反映腦血流量的特征性指標(biāo)。足月新生兒腦損傷主要表現(xiàn)在需氧量高的矢狀旁區(qū)、基底節(jié)區(qū)及丘腦區(qū)［12］。新生兒一旦發(fā)生HIE，腦部出現(xiàn)血流低灌注使代謝需求增加、神經(jīng)功能異常，而rCBF值降低。本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，HIE組基底節(jié)區(qū)、丘腦呈明顯高灌注，半卵圓區(qū)呈低灌注，這種影像表現(xiàn)充分證實(shí)了新生兒缺氧缺血事件后“再灌注現(xiàn)象”［13-14］，與冀旭等［15］、孟琳琳等［16］研究結(jié)果一致。而頂葉皮質(zhì)區(qū)2組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05），考慮可能是HIE組缺氧缺血時(shí)間短、癥狀輕，供血優(yōu)先保證基底節(jié)區(qū)及丘腦，因此頂葉皮質(zhì)血流量變化不明顯所致。

DWI在HIE患兒常規(guī)MRI序列未見異常信號顯示時(shí)就能顯示缺氧腦組織，因細(xì)胞毒性水腫而表現(xiàn)為明顯的高信號，ADC值降低。有研究［17-19］表明腦損傷程度與ADC值呈正相關(guān)。DWI在診斷新生兒HIE存在局限性，ADC值可呈假陰性結(jié)果［20］。原因可能包括：（1）輕度HIE患兒腦血流灌注差變化不明顯，可能會出現(xiàn)ADC值正常或輕度下降，因此ADC值并不能真實(shí)反映腦組織內(nèi)的神經(jīng)元損傷，從而導(dǎo)致HIE病情誤判［21-22］；（2）早期HIE導(dǎo)致的細(xì)胞毒性水腫與代謝產(chǎn)物堆積引起的血管通透性改變趨于平衡，ADC值可能存在偽正常。3DASL技術(shù)避免了這種假陰性結(jié)果，它可以早期定量評估腦血流量，較DWI技術(shù)能更早、更大范圍顯示缺血病灶。本研究結(jié)果中1例患兒臨床缺氧缺血癥狀嚴(yán)重、常規(guī)MRI、DWI及ADC均呈陰性改變，而3DASL灌注圖像上顯示基底節(jié)區(qū)呈明顯高灌注、白質(zhì)區(qū)呈明顯低灌注。研究［23］顯示動(dòng)脈自旋標(biāo)記優(yōu)勢在于它可以評估遲發(fā)性細(xì)胞死亡的再灌注現(xiàn)象，為治療提供更早的時(shí)間窗，進(jìn)而提高HIE新生兒的預(yù)后。

綜上所述，3DASL技術(shù)可以反映HIE時(shí)腦組織血流灌注變化，對足月HIE患兒的早期診斷具有重要價(jià)值，診斷效能高于DWI。本研究樣本量偏小，今后需擴(kuò)大樣本量，同時(shí)提高圖像后處理技術(shù)以獲得優(yōu)質(zhì)圖像及精確參數(shù)來進(jìn)一步論證。