磁共振成像ADC 聯合血清IGF-1水平對早產兒腦白質損傷診斷和預后評估的臨床價值

張茜，李婧，袁慧，朱小華，張曉倩

1 南京醫科大學第一附屬醫院兒童保健科，南京 210036；2 江蘇省婦幼保健院兒童保健科

腦白質損傷（PWML）是早產兒最常見、最嚴重的腦損傷形式，主要是由于腦缺血、缺氧、感染等原因所致。據報道，約50%極低出生體質量早產兒存在PWML，而PWML 可導致神經發育延遲、認知功能障礙、注意力缺陷、協調能力差等神經發育障礙，并且還會增加腦癱的發生風險［1］。目前，臨床對PWML的早期診斷和預后評估主要依靠臨床癥狀、神經系統體格檢查以及影像學檢查。顱腦磁共振成像（MRI）是識別和量化PWML 的重要影像學檢查方法，對PWML的早期診斷和預后評估具有重要價值［2］。MRI中的擴散張量成像（DTI）可通過測量水分子的擴散方向和速率，從而提供腦外傷后腦白質的完整性和微觀結構信息。表觀擴散系數（ADC）是DTI的重要參數。ADC異常提示腦白質微觀結構改變和完整性被破壞，可用于評估新生兒缺氧缺血性腦病所致的PWML［3］。但單獨ADC 對PWML 診斷及鑒別診斷的價值有限。胰島素樣生長因子1（IGF-1）是一種在分子結構上與胰島素類似的低分子多肽，可通過與IGF-1受體特異性結合而促進細胞生長、增殖和分化，具有保護神經細胞并抑制其凋亡的作用，能夠促進神經元軸突再生［4］。有研究報道，血清IGF-1水平在腦損傷早期診斷和預后評估中具有重要價值［5］。但目前ADC、血清IGF-1 水平對早產兒PWML 診斷和預后評估的臨床價值尚不清楚。鑒于此，本研究探討了ADC 聯合血清IGF-1 水平對早產兒PWML 診斷和預后評估的臨床價值。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2020年3月—2022年10月江蘇省婦幼保健院兒童保健科收治的PWML 早產兒114例（觀察組）。早產兒是指妊娠滿28周至不足37周分娩的新生兒，PWML診斷依據《早產兒腦損傷診斷與防治專家共識》［6］。納入標準：①符合PWML 早產兒診斷標準；②單胎妊娠；③臨床病歷資料完整。排除標準：①合并其他顱腦疾病者；②合并先天性心臟病、唐氏綜合征、珠蛋白生成障礙性貧血等先天性疾病者；③合并血液系統疾病者；④合并感染性疾病或自身免疫性疾病者。其中，男65例、女49例，胎齡30～36（33.52 ± 2.04）周，出生體質量1.89～2.96（2.43 ± 0.21）kg，新生兒Apgar 評分7～9（8.21 ±0.63）分，PWML 病情程度［7］：輕度35 例、中度46 例、重度33例。同期另選在江蘇省婦幼保健院分娩的、無顱腦疾病的早產兒34例（對照組），男21例、女13例，胎齡31～36（33.62 ± 2.11）周，出生體質量1.92～3.01（2.49 ± 0.23）kg，新生兒Apgar 評分7～10（8.33 ± 0.59）分。兩組性別、胎齡、出生體質量、新生兒Apgar評分具有可比性。本研究經江蘇省婦幼保健院倫理委員會批準（審批編號：2021FY004），所有早產兒監護人對本研究知情并簽署書面知情同意書。

1.2 MRI檢查 所有早產兒出生2周內接受顱腦MRI檢查。檢查前予10%水合氯醛0.4～0.6 mL/kg鎮靜，外耳道放置彈性耳塞降低噪聲，海綿墊固定頭部減少運動偽影。采用3T MRI掃描儀、8通道陣列線圈常規行DTI掃描。DTI采用自旋回波平面成像序列，采集6個b值擴散加權成像，擴散梯度分別為0、200、400、600、800、1 000 s/mm2。DTI掃描參數：重復時間28 ms，回波時間20 ms，掃描層厚2.0 mm，視野范圍230 mm ×230 mm，激勵次數1 次。采用西門子singo Workstation進行圖像后處理，使用纖維束成像軟件包進行白質纖維束成像，選取感興趣區測量ADC。

1.3 血清IGF-1 檢查 所有早產兒出生2 周內采集外周靜脈血3 mL，注入干燥試管，室溫靜置，待血液自然凝固后，2 460 × g 離心15 min，留取上層血清，采用ELISA 法檢測血清IGF-1。試劑盒購自武漢菲恩生物科技有限公司。所有操作嚴格按試劑盒說明進行。

1.4 預后評估 PWML 早產兒確診后予減少不良刺激、優化呼吸管理、維持血壓和電解質平衡、積極控制感染及驚厥等規范治療。6 月齡后，采用北京市兒科研究所修訂的Gesell發育診斷量表（GDDS）［8］評估PWML 早產兒的智能發育情況，其中預后良好85例、預后不良29例。

1.5 統計學方法 采用SPSS25.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以xˉ±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，進一步兩兩比較采用LSD-t檢驗；兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料比較采用χ2檢驗。預測效能分析采用受試者工作特征（ROC）曲線，曲線下面積（AUC）比較采用DeLong 檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組ADC和血清IGF-1水平比較 見表1。

表1 兩組ADC和血清IGF-1水平比較（ ± s）

組別觀察組對照組n 114 34 t P ADC（× 10-3 mm2/s）923.65 ± 37.08 1 495.35 ± 351.72 17.173＜0.01 IGF-1（μg/L）46.35 ± 8.19 85.92 ± 10.34 23.216＜0.01

2.2 不同病情程度PWML早產兒ADC和血清IGF-1水平比較 見表2。

表2 不同病情程度PWML早產兒ADC和血清IGF-1水平比較（±s）

注：與輕度比較，*P＜0.05；與中度比較，#P＜0.05。

PWML病情程度輕度中度重度n IGF-1（μg/L）51.65 ± 2.03 46.29 ± 6.42*40.81 ± 1.39*#53.866＜0.01 35 46 33 F P ADC（× 10-3 mm2/s）941.35 ± 16.72 926.35 ± 21.45*901.11 ± 11.69*#45.042＜0.01

2.3 ADC和血清IGF-1水平對早產兒PWML的診斷價值 ADC、血清IGF-1水平單獨和聯合診斷早產兒PWML的AUC分別為0.772、0.762、0.960，ADC、血清IGF-1水平聯合診斷早產兒PWML的AUC高于二者單獨（Z分別為3.951、5.033，P均＜0.05），見圖1、表3。

圖1 ADC和血清IGF-1水平診斷早產兒PWML的ROC曲線

表3 ADC和血清IGF-1水平對早產兒PWML的診斷價值結果

2.4 PWML 早產兒不同預后者ADC 和血清IGF-1水平比較 見表4。

表4 PWML早產兒不同預后者ADC和血清IGF-1水平比較（±s）

表4 PWML早產兒不同預后者ADC和血清IGF-1水平比較（±s）

PWML早產兒預后預后不良者預后良好者n 29 85 t P ADC（× 10-3 mm2/s）909.42 ± 10.39 928.50 ± 11.65 7.818＜0.01 IGF-1（μg/L）43.26 ± 2.31 47.40 ± 3.62 5.762＜0.01

2.5 ADC 和血清IGF-1 水平對PWML 早產兒預后的預測價值 ADC、血清IGF-1 水平單獨和聯合預測PWML 早產兒預后的AUC分別為0.722、0.636、0.950，ADC、血清IGF-1 水平聯合預測PWML 早產兒預后的AUC高于二者單獨（Z分別為3.887、5.292，P均＜0.05），見圖2、表5。

圖2 ADC和血清IGF-1水平預測PWML早產兒預后的ROC曲線

表5 ADC和血清IGF-1水平對PWML早產兒預后的預測價值結果

3 討論

早產很容易引起多種合并癥或后遺癥，是導致新生兒死亡的重要原因。PWML 是早產兒最常見、最嚴重的腦損傷類型。由于神經系統發育不成熟，PWML 早產兒缺乏特異性的神經系統癥狀和體征。因此，PWML 早產兒單純依靠臨床癥狀和體征很難確診。

神經影像學檢查是顱腦疾病最常用的輔助檢查手段，如超聲、CT、MRI 等。超聲可評價腦發育成熟度、判斷腦損傷程度，很容易檢查出典型的PWML，但對于無囊腔形成的PWML 漏診率較高，并且超聲輔助診斷PWML十分依賴操作者的經驗。PWML在顱腦CT上主要表現為低密度信號，但由于早產兒本身白質未髓鞘化，呈低密度影，故難以確診和鑒別PWML。MRI 對PWML 診斷的靈敏度較高，但常規序列掃描在損傷早期不顯示，在損傷后期才呈現高信號。隨著科學技術不斷進步，涌現出了許多新的MRI 掃描序列和技術，已成為現代醫學影像學檢查不可或缺的重要工具。DTI 可通過測量水分子的擴散方向和速率，從而提供組織完整性和內部微觀結構信息。有研究報道，DTI 能夠早期診斷腦梗死、腦囊腫、腦腫瘤等神經系統疾病［9］。ADC 可表征水分子在組織中的擴散能力，從微觀水平上反映腦細胞排列致密程度和細胞膜完整性，量化腦白質纖維數量和完整性。腦組織受損早期由于缺血缺氧會導致細胞膜上的ATP 酶功能障礙，引起細胞毒性腦水腫，細胞內水分子擴散減慢，導致ADC 降低，在DTI 圖像上可呈現高信號［10-11］。本研究結果發現，觀察組ADC 顯著低于對照組；隨著病情程度增加，PWML 早產兒ADC 逐漸降低。這與PWML 早期腦水腫有關，腦水腫可影響水分子的擴散運動，導致ADC 偏低，并且ADC 越低，PWML 越嚴重。本研究ROC 曲線分析顯示，ADC 診斷早產兒PWML的AUC為0.772，提示ADC 對早產兒PWML 具有一定的診斷價值。本研究結果還發現，PWML 早產兒預后不良者ADC 低于預后良好者；ROC 曲線分析顯示，ADC 預測PWML 早產兒預后的AUC為0.722。結果表明，ADC 可提示PWML 早產兒預后不良。有研究報道，DTI 可量化PWML 引起的認知功能障礙，ADC 與記憶力、注意力等認知功能損傷密切相關［12］。究其原因，腦水腫可導致腦容積增大，從而壓迫周圍神經組織導致神經功能缺損和智力發育障礙，并且ADC 越低，腦水腫程度越嚴重，神經功能缺損和智力發育障礙越明顯。但DTI 檢測時間過長，易受心臟搏動、呼吸、肢體移動、T2 透過效應等因素的影響，導致單獨ADC 對PWML 診斷及鑒別診斷的價值有限，通常需聯合其他手段來提高診斷效能［13］。

IGF-1 是一種在分子結構上與胰島素類似的低分子多肽，可通過磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/絲裂原活化蛋白激酶信號通路刺激神經元、膠質細胞、少突膠質細胞和雪旺細胞中的蛋白質合成，促進神經元存活，抑制細胞凋亡，在大腦生長、發育和髓鞘形成中起重要作用［14］。動物研究表明，IGF-1表達下調與鐮狀細胞病引起的PWML有關，補充IGF-1可誘導缺氧誘導因子1α 表達，避免缺血缺氧引起的PWML［15］。本研究結果發現，觀察組血清IGF-1水平明顯低于對照組；隨著病情程度增加，PWML早產兒血清IGF-1 水平逐漸降低。提示血清IGF-1 水平與PWML 早產兒病情程度有關。本研究結果還發現，血清IGF-1水平診斷早產兒PWML 的AUC為0.762；進一步研究發現，PWML 早產兒預后不良者血清IGF-1 水平低于預后良好者，血清IGF-1 水平預測PWML 早產兒預后的AUC為0.636。結果表明，血清IGF-1 水平對早產兒PWML 診斷和預后評估均有一定臨床價值。IGF-1 能夠誘導血管內皮生長因子、表皮生長因子、腦源性神經營養因子等神經營養因子釋放，促使神經元、少突膠質細胞再生和新生血管形成［16］。炎癥可引起少突膠質細胞向促炎表型極化，分泌大量炎癥細胞因子和神經毒素，從而導致PWML［17］。IGF-1 可下調Toll 樣受體4 和核因子κB表達，抑制炎癥細胞因子合成，減輕神經炎癥，抑制神經細胞凋亡，促進受損腦組織修復［18］。因此，IGF-1缺乏可誘導神經炎癥，促使少突膠質細胞凋亡，從而增加PWML的發生風險。

本研究結果發現，ADC 和血清IGF-1 水平聯合診斷早產兒PWML 的AUC高于二者單獨；ADC 和血清IGF-1 水平聯合預測PWML 早產兒預后的AUC高于二者單獨。表明ADC 聯合血清IGF-1 水平對PWML早產兒診斷和預后評估的臨床價值較高。

綜上所述，PWML 早產兒ADC 和血清IGF-1 水平均降低，二者變化與PWML 早產兒病情程度加重和預后不良有關；ADC、血清IGF-1 水平對PWML 早產兒診斷和預后評估均有一定臨床價值，二者聯合臨床價值更高。