成人缺血缺氧性腦病腦葡萄糖代謝減低的特點和分級

蘇玉盛，馬云川，尚建文，王曼，張琳瑛

缺血缺氧性腦病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)是指因心跳呼吸驟停、窒息、中毒、電擊傷等所導致的腦缺血缺氧性損害和由此引發的一系列神經精神癥狀的一種臨床綜合征[1]，新生兒較常見，成人少見。國內僅有幾篇有關該病MRI的報道[2-5]，但PET影像學方面報道極少。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 HIE組 2008年～2011年宣武醫院康復科26例HIE住院患者，其中男性20例，女性6例；年齡21～67歲，平均34歲；病后4～36 d入院，平均20 d；病因分類[7]：循環障礙性缺氧11例(42.3%)：各種類型休克7例，心臟驟停復蘇后4例；低氧性缺氧9例(34.6%)：機械性窒息6例，麻醉意外2例，溺水1例；貧血性缺氧6例(23.1%)：大量失血、一氧化碳中毒各3例。所有患者均有明確腦部缺氧病史，且有腦部彌漫性受損表現，符合HIE診斷[6]。

1.1.2 對照組 選擇2009年～2011年來本科行健康檢查者20名，其中男性14名，女性6名；年齡32～73歲，平均46歲。經臨床體格檢查及CT或MRI檢查確認無腦血管病，并排除其他系統嚴重疾病。

1.2 顯像方法 采用EXACT 47 PET掃描儀(德國Siemens公司)，軸向視野為16.2 cm，透射源為68Ge。受檢者空腹6 h以上，控制血糖至正常范圍(4.44～6.67 mmol/L)。封閉視聽30 min后肘靜脈注射18F-FDG 5.55 MBq/kg，注射藥物后安靜休息，注意視聽封閉，避免緊張體位，40 min后行腦3D靜態采集，發射掃描采集計數達9.6×107，透射掃描5 min。經計算機濾波反投影法進行圖像重建，獲得橫斷面、冠狀面和矢狀面斷層影像。

1.3 影像數據處理及分析方法

1.3.1 目視法分析 由2名有經驗的核醫學醫師通過目視法分析，患者PET圖像出現連續2個或2個以上層面出現的減低或缺損視為異常。重點觀察代謝減低區的部位、范圍和程度。

1.3.2 統計參數圖(statistical parameter mapping,SPM)分析 在Matlab 6.5平臺上，應用SPM2軟件對PET原始圖像每一個像素點數據進行分析。先對大腦圖像進行標準化處理，采用線性仿射變換和非線性變換法將不同受試者PET腦圖像統一投射到一個標準腦模板上，并經數學換算將標準腦內各部位像素點對應至Talairach標準腦圖譜。然后用9×9×9 mm的高斯濾波進行平滑處理，以提高圖像的信噪比。本研究參數估計選用兩獨立樣本t檢驗，設統計學檢驗標準α=0.001(未校正)，對兩組進行統計學分析。設定HIE組為代謝減低，有差異體素閾值設定為30個體素，即連續差異有統計學意義的體素達到30個以上就考慮該區域葡萄糖代謝有差異，將所得到的代謝減低區投射到三方位立體腦圖像上，根據Talariach坐標值并結合Talairach標準腦圖譜(該圖譜來自于一個尸體標本，通過對尸腦標本斷層切割，在矢向斷面勾勒腦部各組織結構，以彩色繪圖形式描述腦部解剖結構信息)確定具體部位，通過KE值代表激活區范圍的大小[8]。

2 結果

2.1 HIE患者腦葡萄糖代謝減低的特點

2.1.1 目視分析法 HIE組中：①葡萄糖代謝減低以雙側性減低為主，單側性減低2例(7.7%)，雙側性減低24例(92.3%)；②雙側基底節和丘腦代謝減低最為明顯，僅1例(3.8%)患者雙側基底節和丘腦代謝大致正常，其余25例(96.2%)患者雙側基底節和丘腦均呈現不同程度的代謝減低；③大腦皮質各葉出現代謝減低的程度不同，20例(76.9%)額葉代謝減低，14例(53.8%)枕葉代謝減低，11例(42.3%)頂葉代謝減低，5例(19.2%)顳葉代謝，按易受損程度從高到低依次為額葉、枕葉、頂葉和顳葉。

2.1.2 SPM分析法 HIE組陽性率100%，表現為局灶性和彌漫性腦葡萄糖代謝減低激活區。

2.2 HIE患者分級 將基底節和丘腦作為評價葡萄糖代謝損傷程度的重要靶區，結合腦皮質損害情況，將成人HIE代謝損傷程度分為三級：Ⅰ級(輕度損傷)：雙側基底節和丘腦代謝大致正常，同時并發大腦皮質單部位輕、中度代謝減低。Ⅱ級(中度損傷)：雙側基底節和丘腦代謝中度減低，同時并發大腦皮質單部位或多部位輕、中度代謝減低。Ⅲ級(重度損傷)：雙側基底節和丘腦代謝重度減低，同時并發大腦皮質單部位或多部位中、重度代謝減低。見圖1。

圖1 HIE患者PET顯像SPM分析結果圖

按上述方法分級，26例HIE患者中，Ⅰ級2例(KE值<100)，Ⅱ級19例(1001000)。經高壓氧、運動療法等綜合康復治療后，2例HIEⅠ級患者均恢復良好；19例HIEⅡ級患者中，7例恢復較好，11例未見明顯改善；5例HIEⅢ級患者均未見明顯改善。

3 討論

隨著醫學科學技術的進步，尤其是心肺復蘇技術及重癥監護的發展，越來越多的HIE患者得以存活。一部分患者的意識很快恢復，但也有一部分出現不同形式的意識障礙，如植物狀態及最小意識狀態。而此類患者面臨社會及經濟等多方面問題，只有做出正確的評估及預測，才能了解治療的有效性，患者才不會喪失治療的機會。但由于意識變化是細微的，運動反應有不一致性，故對其臨床評估比較困難。

臨床上，目前評估患者意識障礙及嚴重程度常用的方法包括：(Glasgow Coma Scale,GCS)評分，JFK量表(JFK Coma Recovery Scale)及Rappaport量表等。盡管這些量表對評估意識障礙的嚴重程度有積極作用，但受限于臨床檢查者的臨床經驗，對患者輕微的意識變化很難做出準確的判斷。特別是最小意識狀態、植物狀態患者以及失語癥患者等，則不易使用。這就要求臨床檢查者具備豐富的臨床經驗，結合神經電生理及神經影像學。

神經影像學方面，腦葡萄糖代謝顯像是腦的功能性顯像，可以探查到腦代謝等功能方面的變化，這些變化常常在腦的結構性損傷之前出現，是疾病早期的病理生理異常表現，對HIE的評估和判斷預后有明顯優勢。曾有國外學者研究認為，缺血缺氧性腦損傷后昏迷患者的腦代謝率為正常腦組織50%～70%[9-12]，從缺氧性昏迷恢復過來的患者腦葡萄糖代謝率為正常范圍的75%[13]。在植物狀態時，腦干是無損的，而雙側大腦半球的灰、白質有廣泛的嚴重損害，植物狀態患者的全腦皮質代謝值是正常范圍的40%～50%[14]。在持續植物狀態(persistent vegetative state,PVS)患者，腦代謝值降至正常的30%～40%。

本研究發現，HIE患者的腦葡萄糖代謝減低絕大多數是雙側性的，是以雙側基底節和丘腦代謝減低最為顯著，分析其原因可能為：①病理學研究提示，基底節各核團對缺氧特別敏感；②蒼白球是由大腦中動脈的深穿支豆紋動脈供血，其特殊的構造及走行極易造成所供部位的缺血；③目前研究發現，基底節對缺血缺氧的易損性與谷氨酸受體的區域分布有關[15]。因此，本研究首次提出將基底節和丘腦作為評價代謝損傷程度的重要靶區，結合腦皮質損害情況，將HIE患者進行分級，用以指導臨床治療和預后評價。

總之，腦葡萄糖代謝顯像對HIE的評價具有許多其他檢查方法無可比擬的優越性，能夠明確本病的損害部位、范圍及程度，并能夠對HIE患者進行分級，為評估預后提供科學依據。

[1]周光斗,劉振華,陳俊拋.臨床神經疾病診斷學[M].廣州:廣東科技出版社,2003,536:686-687.

[2]明兵,李振勛,高源統,等.新生兒窒息早期的MRI表現及預后的關系[J].中華放射學雜志,2002,36(7):637-640.

[3]Takahashi S,Higano S,Ishii K,et al.Hypoxic brain damage:cortical laminar necrosis and delayed changes in white matter at sequential MRimaging[J].Radiology,1993,189(2):449.

[4]Ment LR,Bada HS,Barnes P,et al.Practice parameter:neuroimaging of the neonate:report of the Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology and the Practice Committee of the Child Neurology Society[J].Neurology,2002,58(6):1726-1738.

[5]Chalela JA,Wolf RL,Maldjian JA,et al.MRI identification of early white matter injury in anoxic-ischemic encephalopathy Julio A[J].Neurology,2001,56(2):481-485.

[6]孫紅斌,王學峰.神經系統的理論與實踐[M].成都:四川科學技術出版社,1997:286.

[7]胡維銘,王維治.神經內科主治醫師700問[M].2版.北京:中國協和醫科大學出版社,2000:896.

[8]Talairach J,Tournoux P.Coplanar Stereotaxic Atlas of the Human Brain[M].Stuttgart:Thieme Medical,1988.

[9]Hattori N,Huang SC,Wu HM,et al.Correlation of regional metabolic rates of glucose with Glasgow coma scale after traumatic brain injury[J].JNucl Med,2003,44(11):1709-1716.

[10]Schaafsma A,de Jong BM,Bams JL,et al.Cerebral perfusion and metabolism in resuscitated patients with severe post-hypoxic encephalopathy[J].JNeurol Sci,2003,210:23-30.

[11]Tommasino C,Grana C,Lucignani G,et al.Regional cerebral metabolism of glucose in comatose and vegetative state patients[J].Neurosurg Anesthesiol,1995,7(2):109-116.

[12]Bergsneider M,Hovda DA,McArthur DL,et al.Metabolic recovery following human traumatic brain injury based on FDG-PET:time course and relationship to neurological disability[J].Head Trauma Rehabil,2001,16(2):135-148.

[13]DeVolder AG,Goffinet AM,Bol A,et al.Brain glucose metabolism in postanoxic syndrome:positron emission tomographic study[J].Arch Neurol,1990,47(2):197-204.

[14]Boly M,Faymonville ME,Peigneux P,et al.Auditory processing in severely brain injured patients:differences between the minimally conscious state and the persistent vegetative state[J].Arch Neurol,2004,61(2):233-238.

[15]朱文珍,漆建平,夏黎明,等.新生兒缺血缺氧性腦病的MRI研究現狀[J].放射學實踐,2003,8(3):154-157.