新生兒缺血缺氧性腦病的影像學(xué)診斷現(xiàn)狀

陳海燕，陳冠初

（甘肅省婦幼保健院新生兒科，甘肅 蘭州 730050）

我國每年出生的新生兒有1500～1800 萬，缺血缺氧性腦?。╤ypoxic ischemic encephalopathy，HIE）的發(fā)生率為3%～6%[1]。HIE 患兒常見后遺癥有驚厥、智力發(fā)育遲緩、腦癱等[2]，一旦遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，將給家庭和社會造成沉重的經(jīng)濟(jì)及精神負(fù)擔(dān)。近年來越來越多的研究發(fā)現(xiàn)新的成像技術(shù)包括彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）及核磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）對HIE 急性腦損傷診斷更敏感，在早期識別和及時干預(yù)方面具有潛在作用。本文主要闡述了不同影像學(xué)檢查方法，以幫助臨床醫(yī)生更好地認(rèn)識HIE，早期快速識別HIE 的發(fā)生，做出正確的臨床決策，同時，根據(jù)不同影像學(xué)方法所提示的損傷部位、損傷特點，更好地指導(dǎo)HIE 患兒的遠(yuǎn)期預(yù)后及隨訪。

1 新生兒HIE 病理生理

新生兒HIE 的基本病理生理機(jī)制是窒息導(dǎo)致腦血流和氧氣供應(yīng)不足，引起一系列不良事件，包括缺氧酸中毒、炎癥介質(zhì)釋放和自由基形成，都將導(dǎo)致正常腦自動調(diào)節(jié)功能喪失并造成彌漫性腦神經(jīng)損傷，而損傷的確切性質(zhì)取決于缺氧的嚴(yán)重程度、持續(xù)時間和大腦成熟程度。分娩時，HIE 新生兒可能有低Apgar 評分和臍帶或生后血氣分析呈現(xiàn)代謝性酸中毒。少數(shù)HIE 患兒在出生后24 h 內(nèi)出現(xiàn)癲癇發(fā)作，若不及時診斷和干預(yù)可能進(jìn)展為腦室周圍白質(zhì)軟化（PVL），增加雙癱、四肢癱瘓或偏癱形式的痙攣性腦癱等不良結(jié)局的發(fā)生幾率。皮層下白質(zhì)的損傷主要引起智力低下和視力受損，基底節(jié)（BG）和丘腦受累常導(dǎo)致錐體外系癥狀。

2 超聲檢查

2.1 顱腦超聲（CUS） CUS 是高危新生兒早期診斷和篩查的常用手段。超聲的可實現(xiàn)性及重復(fù)性強(qiáng)，更易于接受，對于不宜搬動、難以實現(xiàn)鎮(zhèn)靜的患者，可提供一種更便捷的方式。CUS 可對HIE 患兒的早期診斷提供一定線索，HIE 早期表現(xiàn)為腦水腫，隨著腦水腫逐漸加重，灰白質(zhì)界限不清，超聲表現(xiàn)為腦實質(zhì)回聲彌漫性增強(qiáng)，腦水腫持續(xù)不緩解，則會進(jìn)一步形成神經(jīng)元壞死、腦組織萎縮、囊腔性改變，超聲表現(xiàn)為雙側(cè)大腦半球回聲不均勻、腦溝、腦回密集加深、神經(jīng)元大片壞死、液化，形成囊腔。此外，新生兒缺血缺氧性腦病往往伴隨著顱內(nèi)出血。顱內(nèi)出血主要包括小腦內(nèi)出血、硬腦膜下出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血以及腦室周圍－腦室內(nèi)出血（PIVH），顱腦超聲對PIVH 較為敏感，對其進(jìn)行Papile 分級[3]。CUS 不常用于預(yù)測HIE 的預(yù)后，對34 例足月新生兒HIE 研究表明，6 h內(nèi)使用CUS 預(yù)測HIE 不良結(jié)局的敏感性和特異性分別為42%和60%[4]。

2.2 顱腦多普勒超聲（TCD） TCD 檢查可用于監(jiān)測新生兒腦血流動力學(xué)變化。通過TCD 可以掃描側(cè)顳窗，從而測量大腦中動脈舒張末期血流速度、收縮期峰值血流速度、平均流速、搏動指數(shù)、阻力指數(shù)等，有研究[5]，結(jié)果顯示實驗組患兒大腦中動脈舒張末期血流速度、收縮期峰值血流速度、平均流速低于對照組，搏動指數(shù)及阻力指數(shù)低于對照組。

2.3 對比度增強(qiáng)超聲（CEUS） CEUS 旨在通過注射超聲造影劑來增加血管內(nèi)回聲。磷脂膜包裹的氣體微泡，在受到超聲波束時會以非線性方式壓縮和膨脹，由此產(chǎn)生的回波信號形成了一種血管內(nèi)對比度?，F(xiàn)已有涉及近900 例成人患者的CEUS 定量監(jiān)測腦灌注相關(guān)的研究被發(fā)表[6]，結(jié)果證實造影劑的使用是安全有效的，但CEUS 的應(yīng)用在新生兒仍然未得到廣泛推廣。近年來該技術(shù)被用于研究可疑HIE 患兒，研究證明血管成像與MRI 灌注成像質(zhì)量相當(dāng)[7]。

2.4 超快超聲成像（UUI） 隨著UUI 等新技術(shù)的出現(xiàn)，超聲成像在過去二十年中取得了重大突破。雖然基本的聲學(xué)物理與傳統(tǒng)超聲相同，但電子和計算的進(jìn)步使得未聚焦的波允許通過單次發(fā)射重建圖像，該模式可以達(dá)到每秒10 000 個圖像的幀速率。通過復(fù)合不同方向的多個波，空間分辨率與傳統(tǒng)超聲波（低至50 μm）類似[8]。這種高幀率和高時空分辨率的結(jié)合使先進(jìn)的信號處理策略能夠?qū)χ饕獎用}中的血流以及微血管中的較慢血流（速度低至1 mm/s）進(jìn)行成像，從而產(chǎn)生超快多普勒。這種方式特別適合新生兒，因為超聲波可以通過囟門深入大腦（高達(dá)8 cm）。與傳統(tǒng)超聲一樣，UUI 是非侵入性的，不涉及電離輻射，可以在床邊進(jìn)行。超快超聲定位顯微鏡可以描繪小至10 μm 的血管，但尚未應(yīng)用于新生兒成像[9]。

3 CT 檢查

CT 檢查因存在放射線暴露，在HIE 的診斷的應(yīng)用中受限。在新生兒缺血缺氧性腦病影像診斷中，因為新生兒腦部蛋白質(zhì)含量較低，CT 檢查對于灰白質(zhì)交界區(qū)病變敏感性不高，大大增加了漏診率，但在HIE 診斷中，蛛網(wǎng)膜下腔出血的檢出率高于頭顱核磁[10]。Xin T 等[11]對100 例HIE 新生兒的影像學(xué)放射資料作出統(tǒng)計分析，結(jié)果也證實CT 可以更好地鑒別蛛網(wǎng)膜下腔出血。多層螺旋CT（MSCT）則能夠精準(zhǔn)觀察患兒的病灶、損傷范圍以及顱內(nèi)出血等指標(biāo)的動態(tài)變化。趙玉森[12]對156 例HIE 患兒的診斷及隨訪臨床研究表明，因HIE 患兒大腦成熟度存在個體差異，在出現(xiàn)腦白質(zhì)或腦組織發(fā)育不全時，MSCT可為診斷及預(yù)后提供更有價值的臨床依據(jù)。

4 核磁檢查

使用核磁共振評價HIE 時，腦水腫表現(xiàn)為T1WI 低信號，T2WI 高信號，顱內(nèi)出血則正好相反。缺氧缺血性病變的3 種主要MRI 表現(xiàn)為：腦室周圍白質(zhì)軟化癥（PVL）、基底節(jié)和/或丘腦病變（BGTL）、多囊性腦?。璏CE 伴有基底節(jié)、丘腦和/或大腦皮層的損傷。PVL 病變在有慢性性缺氧病史的早產(chǎn)兒中多見，足月兒急性和嚴(yán)重缺氧常導(dǎo)致灰質(zhì)受損，損傷部位主要分布在基底神經(jīng)節(jié)和丘腦，而白質(zhì)廣泛受累伴有基底神經(jīng)節(jié)和丘腦內(nèi)的壞死腔是長期嚴(yán)重缺氧的典型特征。

在診斷急性腦損傷方面，傳統(tǒng)MRI 不如DWI和MRS 等較新的成像技術(shù)敏感。然而，它可以幫助排除誘發(fā)腦病的其他原因，例如先天性畸形、腫瘤、腦梗塞和出血。近年來新的功能成像技術(shù)包括彌散加權(quán)成像（DWI）、磁敏感加權(quán)成像（SWI）、磁共振波譜成像（MRS）、彌散張量成像（DTI）、動脈標(biāo)記自旋成像（ASL）的發(fā)展，磁共振在缺血缺氧性腦病應(yīng)用中越來越廣泛。另外，核磁檢查可以隨訪經(jīng)治療后HIE 患兒的預(yù)后，Bach AM 等[13]通過對317 例HIE研究發(fā)現(xiàn)，亞低溫治療與核磁表現(xiàn)與神經(jīng)發(fā)育密切相關(guān)，接受亞低溫治療的新生兒，生后1 周內(nèi)核磁損傷模式與神經(jīng)發(fā)育結(jié)果顯著相關(guān)，隨訪至生后30 個月，核磁的結(jié)果仍然可靠。

4.1 DWI DWI 通過檢測組織中水分子的微觀擴(kuò)散運動從而對腦組織進(jìn)行顯像。缺血缺氧腦損傷患兒生后數(shù)小時頭部核磁DWI 信號開始出現(xiàn)異常，生后24 h 內(nèi)核磁表現(xiàn)為平均彌散度下降，直到2～5 d，之后DWI 信號進(jìn)入假正常化，但是出生7 d 后的MRI常規(guī)序列對于腦損傷的識別較DWI 更敏感[14]。Hayakawal K 等[15]的研究表明，基于DWI 的MRI 顯示的橋腦和小腦損傷大部分位于橋腦背側(cè)、小腦齒狀核，且常與基底神經(jīng)節(jié)和丘腦損傷相關(guān)，是致殘的主要因素。相比于常規(guī)MRI 檢查，DWI 在確定小腦齒狀核病變方面更為可靠。

4.2 SWI SWI 通過利用不同組織之間的磁敏感差異成像。研究指出[16]，SWI 序列對微出血及靜脈擴(kuò)張敏感性較高。徐小瓊等[17]對180 例HIE 新生兒的臨床病例及影像學(xué)資料進(jìn)行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，在SWI 序列上顱內(nèi)出血灶呈現(xiàn)為圓點、斑片或者索條狀樣改變，腦室內(nèi)和硬膜下腔出血灶呈現(xiàn)為條狀和彎月形變化。靜脈擴(kuò)張改變可呈現(xiàn)于HIE 患兒的SWI 序列，而在核磁其它序列中均未見顯示。SWI 序列對HIE 的病灶檢出率優(yōu)于T1WI、T2WI 序列。此外，SWI序列結(jié)合T1WI、T2WI 序列有助于辨別急慢性損傷的時間和嚴(yán)重程度。

4.3 MRS MRS 檢測主要通過量化乳酸/乙酰天冬氨酸鹽（NAA）含量評估大腦代謝，早期乳酸生成對大腦缺血缺氧引起的腦損傷早期敏感性高，但由于掃描時間長，代謝產(chǎn)物局限，故在臨床應(yīng)用中未廣泛開展。其中乳酸急劇升高是無氧代謝的重要標(biāo)志，足月兒出生后1 d 內(nèi)進(jìn)行的MRS 對HIE 腦損傷的嚴(yán)重程度非常敏感，可以預(yù)測不良神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后。生后1 d 內(nèi)乳酸/肌酸比率升高是發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的預(yù)測指標(biāo)，而乳酸降低則預(yù)示著結(jié)局良好。相比之下，MRS 檢測到神經(jīng)元線粒體代謝的標(biāo)志物N-乙酰天冬氨酸可在短期內(nèi)下降，并在HIE 患兒大腦中保持較低水平[18]。另外，MRS 成像能預(yù)測HIE 患兒預(yù)后。Barta H 等[19]對169 例中重度HIE 新生兒進(jìn)行研究，隨訪神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育結(jié)局，結(jié)果表明N-乙酰天冬氨酸（NAA）/肌酸（Cr）和肌醇（MI）/NAA 對HIE 新生兒生后14 d 內(nèi)的神經(jīng)發(fā)育結(jié)局具有較高的預(yù)測價值。近年來，越來越多的研究表明將MRS 代謝產(chǎn)物作為一種生物學(xué)標(biāo)志物，研究缺血缺氧性腦病患兒關(guān)于運動、認(rèn)知、語言方面的長期神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)局[20-22]。

4.4 DTI DTI 能夠更細(xì)微地觀察到腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)，如白質(zhì)是否完整、纖維束方向和髓鞘化程度的高低。DTI 可以在至少6 個方向施加擴(kuò)散梯度磁場，能夠精準(zhǔn)確定神經(jīng)纖維束的分布狀況和組織的各向異性，因而DTI 成像能夠最好地反映白質(zhì)完整性、方向性。Wu S 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，通過常規(guī)MRI 基礎(chǔ)上結(jié)合DTI 分析，量化ADC 值、各向異性，可較早發(fā)現(xiàn)腦白質(zhì)損傷，故在評估及診斷缺血缺氧性腦病方面有重要意義。新生兒HIE 損傷小腦相關(guān)的報道較為罕見，但Lemmon ME 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，通過常規(guī)MRI 序列定性評估，未發(fā)現(xiàn)HIE 患兒小腦損傷的證據(jù)，然而，定量DTI 分析顯示，重度HIE 新生兒與正常新生兒在小腦結(jié)構(gòu)DTI 指標(biāo)上存在顯著差異，因此DTI 數(shù)據(jù)的定量分析應(yīng)納入新生兒重度HIE 的神經(jīng)影像學(xué)評價，以此更精確地評估腦損傷嚴(yán)重程度，為預(yù)后提供潛在預(yù)測指標(biāo)。

4.5 ASL ASL MRI 灌注序列是一種使用內(nèi)源性血水作為可自由擴(kuò)散的示蹤劑的無創(chuàng)技術(shù)，存在以下幾種標(biāo)記方法，包括連續(xù)ASL、脈沖ASL 和偽連續(xù)ASL。盡管ASL 無需靜脈置管、無輻射、無侵入，ASL提供一定大腦區(qū)域腦血流量（CBF 值）。Wang J 等[25]對40 例HIE 患兒行頭顱核磁ASL 掃描，根據(jù)臨床癥狀將HIE 患兒分為輕、中、重度，比較三組之間CBF 值的差異性，再根據(jù)NBNA 評分進(jìn)行分組，發(fā)現(xiàn)基底節(jié)和丘腦區(qū)早期CBF 值能反應(yīng)HIE 的嚴(yán)重程度，預(yù)測HIE 患兒預(yù)后，BG 區(qū)和丘腦灌注越高，NBNA 評分越低，預(yù)后可能越差。由于生理限制和技術(shù)問題，如有限的空間分辨率和低信噪比，只有少數(shù)通過ASL 成像評估新生兒腦灌注的研究可用[26]。

5 近紅外線光譜（NIRS）

NIRS 是一種非侵入性成像方式。生物組織對波長范圍為650～1350 nm 的近紅外光相對透明。在同一窗口中，血液組織對紅外線的吸收情況很大程度上取決于氧合和脫氧血紅蛋白的濃度[27]。當(dāng)通過完整的顱骨向大腦組織發(fā)射近紅外光時，光子可以穿透組織遠(yuǎn)達(dá)數(shù)厘米。由于多次散射，部分光在距離發(fā)射器較遠(yuǎn)的地方到達(dá)頭皮。基于氧合和脫氧血紅蛋白濃度，NIRS 提供局部血容量變化和耗氧量的分析，進(jìn)而間接監(jiān)測缺血缺氧性腦病患兒的腦組織氧合情況。在臨床上，NIRS 已被用于重癥監(jiān)護(hù)，對局部腦氧飽和度氧合進(jìn)行連續(xù)無創(chuàng)監(jiān)測，從而做出診斷和治療決策[28]。使用NIRS 的優(yōu)勢之一是它的簡單性和便攜性，對于頭骨較薄、頭發(fā)較少的新生兒，將光學(xué)傳感器或“光極”放置在新生兒的頭皮上進(jìn)行監(jiān)測是一種便捷的監(jiān)測方法。

MRI 作為檢測缺氧缺血性病變最有效的方法，越來越多地用于早產(chǎn)兒、極低出生體重兒和有明顯圍產(chǎn)窒息史的足月兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)診斷，對于難以鎮(zhèn)靜、不宜搬動的患兒顱腦超聲是一種方便、快捷的方式，而頭顱CT 對于蛛網(wǎng)膜下腔出血更為敏感。在HIE 發(fā)病早期，MRI 檢查往往不可行，腦電圖可作為一種評估腦功能的重要手段，而腦電圖往往缺乏一定的特異性。Weeke LC[29]等通過對26 例HIE 患兒的腦電圖研究發(fā)現(xiàn)，生后36 h 和48 h 腦電圖背景波與MRI 腦損傷嚴(yán)重程度和神經(jīng)發(fā)育結(jié)局密切相關(guān)。白文娟[30]等將56 例確診為HIE 的患兒根據(jù)臨床癥狀嚴(yán)重程度進(jìn)行分組，動態(tài)檢測腦電圖背景變化及頭顱核磁評分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦電圖分度與MRI 評分的相關(guān)性在生后第3 天最高（rs=0.751，P＜0.001），因此，對于HIE 的診斷及預(yù)后，利用多種影像學(xué)特點對HIE 加以評估至關(guān)重要，另外還應(yīng)關(guān)注圍產(chǎn)期相關(guān)病史及臨床情況。