MRI彌散張量成像與新生兒缺氧缺血性腦病診斷的相關性研究

馬 磊，斯 洋

(溫州市中心醫院放射科，浙江 溫州 325000)

新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE)是圍產期窒息導致的急性缺血性腦損害，其損傷恢復較慢，預后不太理想，因此早期診斷和干預非常重要[1-2]。目前主要根據體格檢查及病史對HIE進行診斷和嚴重程度劃分，存在一定主觀性。隨著影像學技術的發展，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)已經成為新生兒HIE主要的輔助檢查手段，能較為準確地反應新生兒腦組織的結構和發育情況[3]。但常規MRI對診斷及預后判斷的敏感度和特異度較差，因此尋找一種新的功能MRI檢查方法來改善MRI對HIE的診斷和預后評價的準確度尤為重要。MRI彌散張量成像技術(diffusion tensor imaging，DTI)是目前較為成熟的水分子彌散測量和成像方法[4]，本次研究采用DTI技術對不同嚴重程度的HIE進行分析，探討DTI各項數據與患兒神經運動評分(neonatal behavioral neurological assessment，NBNA)的相關性，從而為HIE患兒早期防治及預后評價提供參考依據。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2016年1月到2018年10月于溫州市中心醫院分娩并確診為HIE的足月新生兒95例，納入標準：(1)確診為HIE，HIE診斷及分度均參考1997年中華醫學會兒科學會制定的《新生兒缺氧缺血性腦病診斷依據和臨床分度》，其中①輕度：興奮、自發動作多，或表現為嗜睡，發病時間多為24h以內，癥狀可持續2～3d后消失；②中度：表現為中樞神經抑制，嗜睡、遲鈍，原始反射減弱，肌張力下降，甚至可出現驚厥；③重度：主要表現為昏迷，患兒顱內壓升高，原始反射明顯減弱或消失，肌張力明顯下降，驚厥癥狀發作頻繁；(2)均完善頭部MRI檢查；(3)患兒家長知情并簽署知情同意書。排除標準：(1)合并遺傳代謝性疾病、染色體異常等；(2)合并中樞神經系統感染、顱腦先天畸形等；(3)患兒資料不全等。入選患兒根據腦部損傷嚴重程度分為輕度組、中度組和重度組，各組患兒性別、胎齡、體質量等無顯著差異(均P>0.05)，見表1。

表1 各組一般資料比較

1.2研究方法

所有新生兒均熟睡后進行常規MRI和DTI掃描，采用西門子Verio型3.0 T磁共振儀，常規MRI掃描序列包括T1W1、T2W1和FOV，DTI掃描采用單激發SE.EPI，彌散敏感梯度方向34個，所有序列基線和層數相同。之后采用Neur03D軟件對圖像進行處理，自動生成同性表觀彌散系數(apparent dispersion coefficient，ADC)圖及各向異性值(fractional anisotropy，FA)圖(見圖1-2)，然后從圖上選取上縱束、上額枕束、內囊前后肢、丘腦、扣帶回、皮質脊髓束等感興趣區，將數據導入DTIstudio軟件自動生成ADC值和FA值。

同時采用NBNA評分對患兒神經行為進行評價，NBNA評分包括行為能力、主動肌張力、被動肌張力、原始反射和一般估計等共20項，每項0～2分，總分40，其中35分以下為異常，并對各組數據進行對比分析。

注：從左至右依次為輕度組、中度組、重度組

注：從左至右依次為輕度組、中度組、重度組

1.3統計方法

2結果

2.1各組新生兒DTI的ADC值比較

各部位ADC值組間比較無顯著差異(均P>0.05)，見表2。

表2 各組各部位的ADC值比較

2.2各組新生兒DTI的FA值比較

內囊后肢、丘腦的各向異性值在三組間差異均有統計學意義(F=134.52、142.09，均P<0.05)，且重度組最低，輕度組最高；其余部位各向異性值組間無顯著性差異(P>0.05)，見表3。

表3 各組各部位的FA值比較

2.3不同部位的ADC值、FA值與NBNA評分的相關性分析

ADC值、FA值與NBNA評分進行Pearson相關分析，結果表明丘腦、扣帶回、上縱束、內囊后肢的ADC值與NBNA評分的相關系數較高(r=0.62、0.56、0.43、0.41，均P<0.05)；內囊后肢、上額枕束、皮質脊髓束、扣帶回的FA值與NBNA評分的相關系數較高(r=0.78、0.51、0.44、0.42，均P<0.05)；以NBNA評分≥35為疾病情況良好，內囊后肢FA值與丘腦ADC值聯合診斷HIE的AUC為0.97，其敏感度、特異度分別為91.9%、90.2%，見表4-6和圖3。

表4 各部位的ADC值與NBNA評分相關分析

表5 各部位的FA值與NBNA評分相關分析

表6 預測HIE的ROC曲線分析

圖3 預測HIE的ROC曲線圖

Fig.3 ROC curve of predicting HIE

3討論

3.1 DTI較常規MRI對HIE的診斷具有明顯優勢作用

新生兒HIE是圍產期新生兒常見疾病，也是導致新生兒腦部損傷和死亡的主要原因之一[5]。目前大量臨床研究發現，早期干預能明顯改善HIE患兒預后，降低多種神經系統后遺癥的發生[6-7]。隨著影像學技術發展，MRI對新生兒的HIE診斷已經得到臨床廣泛應用，但常規MRI診斷的敏感度和特異度都較為局限。因此尋找新的功能MRI檢查方法來改善MRI對HIE的診斷和預后評價的準確度逐漸成為臨床研究熱點。有研究發現MRI彌散成像技術較常規MRI能更早發現患者腦部損傷，從而及早進行相關干預治療[8]。

HIE患兒腦部損傷在常規MRI主要體現在丘腦、基地核和分水嶺損傷，前兩者主要與患兒后期運動功能出現異常有關，后者與患兒認知異常有關[9]。臨床診療發現，有部分患兒采用常規MRI未見明顯異常，而后期出現運動功能、認知異常問題，因此提示對HIE患兒監測白質異常情況具有重要意義。常規MRI對重度HIE患兒診斷及預后評價較為準確，但中、輕度HIE患兒不一定能發現明顯異常信號，因此在常規MRI基礎上需要結合DTI進行分析。DTI能根據水分子移動方向顯示圖像，對人體腦部尤其是白質纖維束的呈現具有獨特優勢，同時通過量化ADC、各向異性值等數據改變，能較早發現腦部白質損傷，同時能監測白質的病變和修復程度，對診斷和改善預后具有重要作用[10-11]。

3.2內囊后肢FA值、丘腦ADC值與NBNA評分相關性較高

本次研究通過對重、中、輕度HIE患兒進行MRI檢查后發現，各部位ADC組間比較無顯著差異，這與相關研究結果一致[12]。ADC在早期腦部損傷診斷中具有重要意義，但在后期開始變為假陰性。宋彩虹等[13]研究發現對出生7d以內的HIE患兒采用ADC診斷的敏感度、陽性預測值均為83%，具有較好的診斷價值，而后期患兒病情嚴重后生命體征不穩，行MRI檢查有一定困難，因此ADC適用于早期的腦損傷診斷[14]。本次研究中還發現，內囊后肢、丘腦的各向異性值在三組間具有顯著差異，且FA值隨病情發展嚴重而下降，推測原因可能與腦細胞凋亡和白質纖維丟失有關。本次研究中HIE重度患兒腦部損傷主要是上額枕束、內囊后肢和扣帶回，會對聽覺、記憶、語言功能等產生一定影響，因此對于發現此類現象患兒應及早進行干預，從而降低對患兒生長發育的影響。

另外，本次研究提示，丘腦ADC值、內囊后肢FA值和神經運動評分的相關系數較高，高于其他感興趣區，推測原因可能是丘腦體積較大，外加內囊后肢白質纖維的排列較為緊密，且內囊后肢含有較易識別的白質纖維，因此受損后更容易被檢出[15]。而兩者聯合預測HIE的敏感度和特異度都較高，因此可作為一種較為可靠的疾病診斷及評估預后方法。

綜上所述，部分位置的FA值能定量反應HIE足月新生兒的腦部損傷程度，內囊后肢FA值、丘腦ADC值與NBNA評分相關性較高，兩者聯合能為HIE診斷及預后預測提供一定依據。