磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應用研究

樊彩芳　田培超　周瑩瑩　董　偉　張繼要　史丹丹　羅　強(通訊作者)

鄭州大學第一附屬醫(yī)院兒科中心　鄭州　450052

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磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應用研究

樊彩芳田培超周瑩瑩董偉張繼要史丹丹羅強(通訊作者)

鄭州大學第一附屬醫(yī)院兒科中心鄭州450052

【摘要】目的通過氫質子波譜分析(1H-proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)研究病毒性腦炎患兒的顱腦異常生化代謝特點及其臨床意義。方法 對20例病毒性腦炎患兒進行回顧性分析，行頭顱3.0T MRI檢查，以病灶部位和對側正常部位為感興趣區(qū)(ROI)行1H-MRS檢查。分別測定病灶區(qū)和對照側的NAA、NAA/Cr、NAA/Cho，并進行統(tǒng)計學分析。結果 MRI檢查均發(fā)現病灶，多數病例為多部位受累。1H-MRS檢查結果均有異常，與對照側比較，病灶區(qū)NAA下降，NAA/Cr、NAA/Cho均降低，且病情越重，比值下降越明顯。結論Cr、Cho均可以作為腦組織代謝變化的參照指標。MRS與MRI相結合，對兒童病毒性腦炎的早期診斷有重要作用，對病情嚴重程度和評估預后有顯著價值。

【關鍵詞】磁共振波譜分析；病毒性腦炎；兒童

病毒性腦炎是兒童時期常見的中樞神經系統(tǒng)感染性疾病，由病毒感染造成腦膜及腦實質病變，并引起一系列相關臨床表現。患兒病情輕重不等，治療效果不同，輕者可自行緩解，預后良好，重者可遺留神經系統(tǒng)后遺癥，甚至死亡。既往資料多從腦脊液細胞學檢查、腦電圖、頭顱影像學檢查(MRI、CT)等方面研究病毒性腦炎。磁共振波譜(MRS)分析是目前唯一無創(chuàng)性定量分析人體器官組織代謝生化及化合物的方法，已廣泛應用于臨床。目前國內外關于MRS與兒童病毒性腦炎的應用研究較少。本文通過對20例病毒性腦炎患兒進行氫質子磁共振波譜(1H-MRS)檢查，探討病毒性腦炎患兒神經代謝變化特點，研究其對病情嚴重程度和預后評估的應用價值。

1資料和方法

1.1一般資料收集2013-07—2014-09我院小兒神經病區(qū)收治的20例病毒性腦炎患兒，男14例，女6例，男：女=2.3：1。年齡1～14歲，中位年齡7歲。1～3歲6例，>3～6歲4例，>6～14歲10例。

1.2入組標準 本組病例均參照《實用兒科學》兒童病毒性腦炎的診斷標準[1]。(1)臨床癥狀：急性起病，多數出現發(fā)熱、頭痛、驚厥、意識障礙等癥狀；(2)體征：臨床體征支持腦實質受累表現，病理征陽性15例(75%)；(3)腦脊液：腦脊液生化、常規(guī)異常。本組病例中腦脊液白細胞數(3～348)×106個/L，白細胞數(15～348)×106個/L 16例(80%)，單核細胞為主18例(90%)。(1)+(2)+(3)為診斷標準，(1)+(2)、(1)+(3)或僅有(1)需排除以下疾病：(1)其他病原微生物引起的中樞神經系統(tǒng)感染：化膿性腦膜炎、結核性腦膜炎、真菌性腦膜炎；(2)腦血管病、腦外傷后顱內感染、腦腫瘤等；(3)遺傳代謝病累積中樞神經系統(tǒng)、中毒性腦病等。

1.3MRI檢查利用我院德國西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對20例病毒性腦炎患兒行頭顱MRI檢查，頭部正交線圈，仰臥位，頭先進，常規(guī)行軸位掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI和FLAIR序列，FOV：22×22 cm，TR/TE=5 500/112 ms，矩陣256×256，層數24，層厚5 mm，間距1.5 mm，掃描時間1.5～2 min。

1.4MRS檢查 利用我院德國西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對20例入組患兒行頭顱1H-MRS檢查，結合頭部MRI檢查結果，分別以頭部MRI發(fā)現的病灶部位和對側正常部位為感興趣區(qū)(ROI)。MRS掃描采用點分辨自旋回波序列(Press序列)，TR=1 700 s，TE=135 ms，AVE4次，頻寬1 200 Hz，體素10 mm×10 mm×10 mm。掃描結束后，使用磁共振掃描儀自帶軟件完成基線校正，識別代謝物，繪制代謝物波譜曲線，測量N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)、肌酸復合物(Cr)的峰下面積，完成NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的計算。

2結果

2.1MRI檢查結果 20例患兒均發(fā)現病灶，表現為片狀或斑片狀長T2信號，部分病例為長T1長T2信號(圖1-a、b)，受累部位包括丘腦(10例)、基底節(jié)(4例)、額葉(4例)、中腦(3例)、腦橋(3例)、顳葉(3例)，胼胝體、海馬亦有累計，大多數病例為多部位受累，部分為雙側累及。臨床表現越重的患兒，頭MRI表現異常部位越多，受累程度越廣泛。

2.21H-MRS檢查結果 入組病例1H-MRS檢查結果均有異常，病灶區(qū)與對照側相比(見圖1c、d)，NAA下降，Cho升高(10例)或降低(10例)，NAA/Cr降低，NAA/Cho降低。病灶區(qū)與對照側NAA/Cr、NAA/Cho分別進行比較，差異有統(tǒng)計學意義(P值均<0.05)。見表1。病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho比較差異無統(tǒng)計學意義(t值=0.180，P=0.858)。

圖1　病毒性腦炎患兒頭顱MRI表現及1H-MRS檢查NAA、Cho、Cr波譜圖a：標記處為右側額葉片狀長T1信號　b：標記處為右側額葉片狀長T2信號　c：以病變區(qū)為“ROI”的代謝物波譜曲線　d：以對側相應區(qū)為“ROI”的代謝物波譜曲線

組別NAA/CrNAA/Cho病變區(qū)0.92±0.300.90±0.32對照側1.44±0.341.45±0.50t值8.4576.230P值0.0000.000

3討論

MRS是根據磁共振成像技術和化合物中原子的化學位移現象，直接測量活體組織器官的化合物及代謝物的無創(chuàng)性、功能性影像技術。目前應用于臨床的MRS主要為1H-MRS和31P-MRS。1H-MRS可以檢測到N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)、肌酸復合物(Cr)、乳酸(Lac)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)等代謝物在組織器官的相對濃度。NAA主要位于神經元和軸索中，是神經損傷標志物，峰值減低可反映神經元的活性減低或喪失、數量減少。Cho是細胞膜磷脂代謝主要成分膽堿總水平和細胞膜的合成與降解，可在細胞增殖、炎癥及發(fā)生脫髓鞘病變時增高。Cr是能量代謝的物質，是神經元胞質的高能磷酸儲備。有研究表明[2]，Cr在同一個個體腦內不同代謝條件下相對穩(wěn)定，故可作為參照以衡量其他代謝物的濃度變化。MRS現已廣泛應用于神經腫瘤、腦梗死、顳葉癲癇、顱腦外傷、帕金森病、前列腺癌等疾病，對疾病的病理生理變化、早期診斷、治療效果及判斷疾病預后均有重要的意義[3]。

病毒性腦炎的診斷主要依據流行病學、臨床表現、神經系統(tǒng)體征、腦脊液檢查、腦電圖及影像學等輔助檢查，同時排除化膿性腦膜炎、結核性腦膜炎、隱球菌腦膜炎、支原體腦炎等其他中樞神經系統(tǒng)感染性疾病。治療上以抗病毒治療為主，對癥支持治療是僅次于抗病毒的重要治療措施，包括精心護理、維持內環(huán)境穩(wěn)定、營養(yǎng)支持、降溫與止驚、降顱壓、早期激素及丙種球蛋白的應用等。多數病毒性腦炎患兒預后良好，80%～95%可存活，重癥病例致殘率高達20%，文獻報道后遺癥發(fā)生率為50%，甚至達70%[4]，部分甚至死亡。神經系統(tǒng)后遺癥有智力落后、癲癇、運動障礙、語言障礙、精神行為異常等。

研究發(fā)現病毒性腦炎主要通過兩種方式累計腦實質[5]：(1)病毒直接侵犯腦實質，誘導細胞凋亡；(2)病毒感染后觸發(fā)機體自身免疫反應，可以引起腦白質脫髓鞘性損害。病毒性腦炎患兒行顱腦MRI檢查可以明確病變部位及范圍，特點為[6]：(1)病灶廣泛，多發(fā)，雙側均可發(fā)現病灶，少數病例為單側；(2)可累及額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)、丘腦等，灰質與白質均可受累；(3)皮質病灶可表現為大片狀、小片狀或團塊狀，白質表現為脫髓鞘性改變；(4)彌漫性腦組織腫脹；(5)病灶內可伴有顱內出血。本組病例頭顱MRI檢查均發(fā)現異常信號，病灶較為廣泛，雙側受累，以丘腦為主，基底節(jié)、額葉、腦橋、中腦、顳葉等亦多見，與上述基本一致。

磁共振成像對病毒性腦炎的早期診斷有重要意義[7]，MRI可以精確地確定病變的范圍，MRS則可以反映出神經組織的代謝狀態(tài)。有研究表明NAA降低不僅出現在神經元受損階段，在病情的潛伏期即可出現[8]。MRS可早于MRI發(fā)現神經功能損傷。本文顯示，病灶區(qū)NAA含量較對照側下降，與病毒侵犯腦實質，誘導神經元凋亡、神經細胞功能受損有關。NAA是神經元和軸索的重要成分，是神經損

傷的標志物。在兒童病毒性腦炎中，病灶區(qū)NAA含量降低，提示神經細胞受損。且受損程度與NAA降低量呈正相關。侯曉軍等認為在兒童病毒性腦炎中，MRS檢查發(fā)現病灶處代謝物Cho升高。本文病例顯示病灶區(qū)的Cho部分升高，部分降低。分析上述差異，筆者認為可能與病例選擇有關。病毒性腦炎早期臨床表現缺乏特異性，易被忽視，貽誤病情。本組病例行波譜分析時距發(fā)病的中位時間為12 d，1～7 d 8 例，～14 d 4例，～21 d 4例，～30 d 3例，～60 d 1例。病毒性腦炎時，由于細胞炎癥水腫、細胞膜崩解、白質脫髓鞘病變，細胞代謝功能發(fā)生變化，Cho升高，隨病情進展，軟化灶形成，或病灶區(qū)細胞數量進行性減少[9]，膜結構喪失，導致Cho降低。

Cr在個體大腦中含量相對穩(wěn)定，故許多學者把Cr作為腦組織代謝的參照值，以衡量其他代謝物的含量變化。因為兒童的神經系統(tǒng)中NAA、Cho含量變化與成人有所不同，亦有人提出以NAA/Cho作為判斷神經細胞的受損程度[10]。本文分別比較病灶區(qū)和對照側的NAA/Cr、NAA/Cho，結果顯示病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho較對照側均明顯減低，提示神經元損傷，比值越低，腦損傷程度越重。將患兒大腦病灶區(qū)的NAA/Cr、NAA/Cho分別作為獨立的樣本進行比較時，二者差異無統(tǒng)計學意義。故筆者認為，在兒童病毒性腦炎中，Cr、Cho均可作為神經系統(tǒng)代謝物測量的參照標準，用來衡量NAA等代謝物的含量變化。

綜上所述，病毒性腦炎患兒臨床表現缺乏特異性，部分患兒預后欠佳，可遺留嚴重后遺癥。MRI可以明確病變部位及范圍，MRS更能從細胞分子水平判斷神經元損傷程度。結合頭顱MR早期行MRS檢查，不僅可以為病毒性腦炎明確診斷提供依據，而且能夠評估病情嚴重程度，加強綜合治療，對判斷預后有十分重要的意義。

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(收稿2015-04-23)

【中圖分類號】R512.39

【文獻標識碼】A

【文章編號】1673-5110(2016)05-0056-02