應(yīng)用ADC值對(duì)新生兒缺氧缺血性腦病追蹤復(fù)查的初步研究

1.廣東省江門市中心醫(yī)院放射科(廣東 江門 529030)

2.暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院影像中心(廣東 廣州 510632)

左克揚(yáng)1 羅學(xué)毛1 龍晚生1 劉斯?jié)?

新生兒缺氧缺血性腦病（hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）是指圍產(chǎn)期的宮內(nèi)缺氧和產(chǎn)后窒息導(dǎo)致的缺氧缺血性腦損害，HIE嚴(yán)重者病情重、病死率高，存活者可產(chǎn)生永久性神經(jīng)功能障礙，如智力低下，腦性癱瘓、癲癇、痙攣與共濟(jì)失調(diào)等[1]，早期診斷和及時(shí)干預(yù)治療非常重要。

常規(guī)MRI主要通過T1WI、T2WI上腦白質(zhì)信號(hào)的改變來定性評(píng)價(jià)髓鞘化進(jìn)程，由于缺乏量化指標(biāo)，有一定主觀性，且不夠敏感，對(duì)HIE復(fù)查的作用有一定限度。而磁共振彌散張量成像（Diffusion Tensor Imaging,DTI）則可用于腦髓鞘發(fā)育成熟度的定量評(píng)價(jià)，其應(yīng)用于成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)已比較成熟，但由于新生兒及嬰幼兒期的腦是處于不斷動(dòng)態(tài)發(fā)育及髓鞘化過程中，其特點(diǎn)與成人明顯不同。故無論對(duì)于正常兒童還是腦疾患兒童，動(dòng)態(tài)追蹤觀察是非常重要和必需的。而對(duì)于HIE患兒，病損是否影響其腦白質(zhì)發(fā)育及髓鞘化，對(duì)其是否存在智力和運(yùn)動(dòng)障礙等后遺癥至關(guān)重要。本研究嘗試用彌散張量成像的方法進(jìn)行研究，結(jié)合常規(guī)MRI成像，ADC值量化評(píng)價(jià)HIE輕重程度對(duì)白質(zhì)和髓鞘發(fā)育的影響情況。

材料與方法

復(fù)查45例新生兒期臨床診斷為輕、中、重度缺氧缺血性腦病的足月產(chǎn)新生兒(孕齡在37-42周之間)，輕度組20例，其中男12例，女8例；中度組16例，其中男10例，女6例；重度組9例，其中男6例，女3例。復(fù)查時(shí)患兒為月齡6-30個(gè)月不等的嬰幼兒，新生兒期初始病例診斷標(biāo)準(zhǔn)按照中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)會(huì)新生兒學(xué)組1996年10月于杭州修訂的《新生兒缺氧缺血性腦病診斷依據(jù)和臨床分度》[2]將患兒分為輕、中、重度三組。

表1 45例輕、中、重HIE復(fù)查ADC值比較

所有病例均進(jìn)行了一次以上MR復(fù)查(包括常規(guī)MRI及DTI檢查)，以最后一次MR復(fù)查時(shí)間為準(zhǔn)，掃描時(shí)患兒處于自然睡眠狀態(tài)，不能自然入睡者應(yīng)用10%水合氯醛0.5-1ml/kg口服或灌腸。使用GE SIGNA 1.5T Horizon echo speed超導(dǎo)磁共振掃描機(jī)(最大梯度場幅值為23mT/m，梯度場切換率為120T/m/s)，環(huán)形線性表面線圈。掃描序列采用DW/T2W EPI、T2W快速自旋回波（FSE）、T1W自旋回波（SE）、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(FlAIR)和彌散張量(DTI)掃描序列。掃描參數(shù)：橫軸面掃描所有序列均采用16層左右，層厚為5mm，層間距為1mm，F(xiàn)OV=22cm，DTI序列使用非同一直線上的13個(gè)方向的彌散梯度場。另外，橫斷面掃描之后進(jìn)行冠狀位的T1WI及DTI掃描，參數(shù)與橫斷面相同。然后利用美國GE公司Functool功能軟件對(duì)DTI原始彌散圖像進(jìn)行后處理得彩色ADC圖。感興趣區(qū)（ROI）在T2WI上選定，分別于軸位基底節(jié)層面選擇性的測量胼胝體壓部、內(nèi)囊后肢及豆?fàn)詈耍趥?cè)腦室頂層面測量放射冠及額、頂葉中央白質(zhì)。之所以選擇這些區(qū)域，主要是考慮到新生兒發(fā)生缺氧缺血性腦病時(shí)較易損傷這些部位，因這些部位為正在積極進(jìn)行髓鞘化的組織，對(duì)缺氧缺血性損傷特別敏感[3]。主要測量指標(biāo)為ADC值。

表2 45例輕、中、重HIE復(fù)查ADC值兩兩組之間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異比較

圖1-3 一輕度HIE足月新生兒（孕齡39＋2周）出生后1天 初診時(shí)常規(guī)MRI掃描T1WI及T2WI上未發(fā)現(xiàn)明顯異常信號(hào)（圖1、2）。 而雙側(cè)側(cè)腦室后方白質(zhì)于DTI的ADC圖上呈信號(hào)增高的紅黃色，測ADC值升高（ADC值2.08×10-3 mm2/s）（圖3）。圖4-6 與圖1-3同一患兒18個(gè)月復(fù)查時(shí)，雙側(cè)側(cè)腦室后方白質(zhì)呈長T2信號(hào)（圖4）和T2-FLAIR上高信號(hào)（圖5），同時(shí)呈ADC值增高的髓鞘發(fā)育不良改變（圖6）。臨床表現(xiàn)為肌張力增高，伴有間斷抽搐。

數(shù)值用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。HIE復(fù)查的輕度、中度、重度組之間的ADC值比較的統(tǒng)計(jì)方法采用單因素方差分析，兩兩組之間比較方法根據(jù)方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果，方差齊性時(shí)用Bonferroni法，方差不齊時(shí)用Tamhane’s T2法。檢驗(yàn)水準(zhǔn)均為0.05，均以P<0.05被認(rèn)為是差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

輕度、中度、重度HIE復(fù)查DTI各指標(biāo)均數(shù)之間比較。輕度、中度、重度HIE組的感興趣部位ADC值均有明顯組間差異，且表現(xiàn)為除豆?fàn)詈送猓p度、中度、重度HIE組的ADC值均逐漸升高；兩兩組之間比較，除內(nèi)囊后肢中重度組間、放射冠和額葉深層白質(zhì)輕中度組間、豆?fàn)詈酥兄睾洼p重度組間差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，余兩兩組間差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1，2)。

討 論

3.1 正常嬰幼兒腦髓鞘發(fā)育及常規(guī)MRI的定性評(píng)價(jià) 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和成熟是一個(gè)復(fù)雜的過程,胎兒時(shí)期該系統(tǒng)發(fā)育尤為迅速,經(jīng)歷了其發(fā)育的幾乎全部重要階段。髓鞘化在妊娠中期即由腦干開始發(fā)生,出生后繼續(xù)進(jìn)行，髓鞘的發(fā)育具有特定的方向性(由尾端向頭端，由后向前，由下向上順序發(fā)展)和選擇性(感覺纖維早于運(yùn)動(dòng)纖維)。由于嬰幼兒腦發(fā)育中髓鞘是動(dòng)態(tài)變化的，與成人腦髓鞘的MRI信號(hào)表現(xiàn)不同，且不同年齡時(shí)段信號(hào)亦不同，所以熟悉正常的新生兒和嬰兒的腦發(fā)育常規(guī)MRI表現(xiàn),對(duì)認(rèn)識(shí)和正確評(píng)估小兒腦發(fā)育遲緩,異常髓鞘化和治療后髓鞘演變都具有極大的幫助。

腦髓鞘化是指腦白質(zhì)的髓鞘形成,是腦發(fā)育成熟的重要標(biāo)志之一。髓鞘是由少突膠質(zhì)細(xì)胞膜沿軸突纏繞而成的一種復(fù)合的細(xì)胞膜。生后6個(gè)月內(nèi)的小兒腦含水量多達(dá)90%,灰白質(zhì)內(nèi)水和脂質(zhì)含量相似,故此時(shí)在T2WI上未成熟的髓鞘亦呈高信號(hào),與呈高信號(hào)的灰質(zhì)無法區(qū)別。故在6-8個(gè)月內(nèi)的小兒采用T1WI 評(píng)估腦白質(zhì)髓鞘化優(yōu)于T2WI。隨著髓鞘的成熟,T2馳豫時(shí)間下降，信號(hào)減低，在T2WI上,腦白質(zhì)的信號(hào)強(qiáng)度低于腦灰質(zhì)。而在T1WI上,由于髓鞘內(nèi)含量增多的磷脂縮短水分子T1馳豫時(shí)間所致的高信號(hào),被磷脂的疏水性導(dǎo)致水分子含量即氫質(zhì)子密度減少所抵償,故在T1WI上,腦白質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度仍稍高于灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度,與呈高信號(hào)的未成熟髓鞘仍無法區(qū)別。由此可見在小兒6～8個(gè)月后用T2WI更有利于評(píng)估成熟的髓鞘。

Miller JH等[4,5]發(fā)現(xiàn)胼胝體壓部、膝部及內(nèi)囊前肢髓鞘成熟時(shí)間分別為6,8,9個(gè)月，至2歲時(shí)大多數(shù)髓鞘已發(fā)育成熟，2歲后的常規(guī)MRI定性表現(xiàn)與2歲時(shí)無區(qū)別。

3.2 磁共振彌散張量成像的基本原理及定量評(píng)價(jià)正常嬰幼兒腦髓鞘化 彌散是指分子的不規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)。如果組織中水彌散的受限程度在各個(gè)方向都是相同的，就稱之為各向同性彌散，而在一些結(jié)構(gòu)性排列非常有序的組織如腦白質(zhì)，水的彌散受限程度在一些方向要較其他方向大，稱之為各向異性彌散。

各向同性ADC值代表的平均彌散度反映了水分子的彌散能力，對(duì)正常腦組織而言，這主要取決于其含水量的多少，ADC值的降低程度可較準(zhǔn)確反映腦組織含水量的減少程度。ADC值隨年齡增大而減少，其原因除含水量減少外，與白質(zhì)的髓鞘化，神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的生長致細(xì)胞外空間減小亦有很大關(guān)系。

3.3 ADC值在HIE追蹤復(fù)查中的作用 對(duì)于HIE的復(fù)查，由于常規(guī)MRI可定性反映髓鞘化的進(jìn)程，T1WI和T2WI被廣泛用于從視覺上評(píng)估兒童發(fā)育的腦的成熟程度的變化，它主要通過不同年齡階段灰白質(zhì)間信號(hào)對(duì)比的變化來判斷腦的發(fā)育情況，而這種信號(hào)對(duì)比的變化一般認(rèn)為主要是由于髓鞘化進(jìn)程的結(jié)果. 常規(guī)MRI這種特異的定性評(píng)價(jià)髓鞘化的特性被證明對(duì)于區(qū)分腦發(fā)育的正常與否是有用的[6]。

正常嬰幼兒隨著年齡的增大，腦組織逐漸成熟，水含量漸少，平均彌散度減小，本研究通過定量測量不同深部白質(zhì)及深部灰質(zhì)核團(tuán)（豆?fàn)詈耍┑腁DC值，客觀監(jiān)測HIE所致白質(zhì)損傷。ADC值較常規(guī)MRI更有利于早期發(fā)現(xiàn)HIE損害，且為追蹤復(fù)查后的MR表現(xiàn)及臨床癥狀所證實(shí)。（圖1-3及圖4-6）

本研究還發(fā)現(xiàn)所有感興趣區(qū)的輕、中、重組間ADC值均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且除豆?fàn)詈酥猓畈堪踪|(zhì)ADC值在輕、中、重組間依次均呈線性增加趨勢。說明隨髓鞘損傷程度不同，導(dǎo)致ADC值到嬰幼兒時(shí)期不隨年齡增大而明顯下降或反而不同程度上升。說明髓鞘發(fā)育不良后，腦含水量沒減少或增多。與有關(guān)研究相符[7、8]；而組間兩兩比較，內(nèi)囊僅中重度之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差別，說明內(nèi)囊作為出生前即已髓鞘化成熟的中央白質(zhì)，易受HIE損傷[9]，但對(duì)重度損傷有一定抗損傷性。豆?fàn)詈薃DC值僅輕中度間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明雖HIE損傷后致神經(jīng)元發(fā)育受影響，含水量增加，但不隨病情加重而線性增加，可見以ADC值評(píng)價(jià)HIE的灰質(zhì)核團(tuán)損傷有一定作用，但亦有限度，需結(jié)合常規(guī)MRI觀察

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