磁共振彌散加權(quán)和彌散張量成像在兒童腦梗死診斷及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值

謝志玉，姚寶珍

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院 兒科， 湖北 武漢430060)

*通訊作者

磁共振彌散加權(quán)和彌散張量成像在兒童腦梗死診斷及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值

謝志玉，姚寶珍*

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院 兒科， 湖北 武漢430060)

兒童腦梗死是兒科較少見的疾病，發(fā)病率約為8-13/10萬[1]，但其具有高致殘率及高復(fù)發(fā)率的特點(diǎn),且其發(fā)病率呈逐年增高的趨勢(shì)。臨床上，兒童腦梗死多以肢體活動(dòng)障礙或抽搐為首發(fā)癥狀。因兒童語言表達(dá)困難及查體不配合，疾病早期確診率較低，患兒不能得到有效的早期治療，致使患兒遺留不同程度殘疾，表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知、社會(huì)適應(yīng)方面的缺陷[2]。因而，早期診斷兒童腦梗死是進(jìn)行早期治療的前提，也是降低致殘率及致殘程度的關(guān)鍵。下行腦白質(zhì)纖維束主要功能是支配肢體活動(dòng)，如其損傷可對(duì)運(yùn)動(dòng)功能造成極大危害，導(dǎo)致肢體功能障礙[3]。隨著磁共振(MRI)技術(shù)的迅速發(fā)展，常規(guī)MRI、彌散加權(quán)成像(DWI)結(jié)合相關(guān)病史及體格檢查使得腦梗死的早期診斷成為現(xiàn)實(shí)[4]。DWI表觀彌散系數(shù)(ADC)值能夠判斷組織的缺血程度，為開展時(shí)間窗內(nèi)治療提供可靠依據(jù)，為靜脈溶栓個(gè)性化治療提供依據(jù)[5]，但DWI不能看出腦白質(zhì)纖維束的變化情況。彌散張量成像技術(shù)(DTI)是在DWI的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)，能夠直觀地觀察腦白質(zhì)纖維束損傷情況，特異性評(píng)估腦梗塞程度，更加全面的詮釋了腦梗死的損傷情況，在腦梗死定量研究、判斷預(yù)后等方面獲得一定進(jìn)展[6]。DWI、DTI在兒童腦梗死診斷及預(yù)后評(píng)估研究均有報(bào)道，但DWI和DTI結(jié)合用于兒童腦梗死診斷及預(yù)后評(píng)估研究尚未報(bào)道。本研究旨在探討DWI和DTI在兒童腦梗死診斷及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院收治的36例符合入組標(biāo)準(zhǔn)的腦梗死患兒作為研究對(duì)象，其中男20例(55.56%)，女16例(44.44%)，年齡為0.5-14歲，平均年齡為4.5±3.5歲，發(fā)病原因?yàn)轭^部外傷18例(50%)，腦血管畸形4例(11.11%)，顱內(nèi)感染12例(33.33%)[病毒性腦炎8例(22.22%)、結(jié)核性腦膜炎4例(11.11%)]，未明病因2例(5.56%)。按發(fā)病就診時(shí)間分為Ⅰ組12例(急性期，0-3 d)，約占33.33%，Ⅱ組13例(亞急性期，4-10 d)，約占36.11%，Ⅲ組11例(慢性期，>10 d),約占30.56%。

1.2 病例入選標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)符合腦梗死的診斷標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常規(guī)MRI檢查確診為腦梗死；(2)均伴有不同程度運(yùn)動(dòng)障礙；(3)首次發(fā)病，病情相對(duì)穩(wěn)定；(4)大腦單側(cè)單發(fā)腦梗死；(5)耐受頭顱磁共振檢查，需耐受鎮(zhèn)靜，無核磁檢查的禁忌癥；(6)患兒家屬知情同意。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) 經(jīng)頭CT等相關(guān)檢查排除其他引起運(yùn)動(dòng)功能障礙的神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如腦出血、占位、脊髓病變等)。

1.3 方法

1.3.1 圖像采集 由專人負(fù)責(zé)操作，使用Philips Intera Achieva 3.0 T超導(dǎo)型MR儀掃描,選取了8通道8單元的Sense Head(頭部)線圈，分別進(jìn)行頭顱常規(guī)MRI序列、DWI、DTI序列掃描。常規(guī)MRI進(jìn)行橫斷面T1WI、T2WI掃描：常規(guī)T1加權(quán)圖像采用FFE快速場(chǎng)回波序列，TR/TE為120 ms/2 ms；T2加權(quán)圖像采用快速自旋回波TSE序列，TR/TE為2 000 ms/80 ms，層厚均為5 mm,層間距1.5 mm。DWI掃描采用回波平面成像序列，TR/TE為1 955 ms/56 ms，回波時(shí)間設(shè)置為最小，b值=0 s/mm2及b=1 000s/mm2,層厚為3 mm,層間距0 mm。DTI掃描采用單次激發(fā)平面回波(EPI)序列，散敏感梯度方向15個(gè)，TR/TE為5 558 ms/78 ms，回波時(shí)間設(shè)置為最小，b值=1 000 s/mm2,層厚為3 mm,層間距0 mm。

1.3.2 圖像處理 將原始圖像輸入工作站通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲得ADC圖、FA圖、DTT圖，在ADC圖和FA圖上分別測(cè)量梗死灶與健側(cè)相應(yīng)部位的ADC值、FA值，感興趣區(qū)(ROI)設(shè)置根據(jù)病灶大小設(shè)定，健側(cè)選擇對(duì)側(cè)半球的鏡像感興趣區(qū)，測(cè)量不同時(shí)期腦梗死患兒感興趣區(qū)(ROI)的梗死灶和健側(cè)的表觀彌散系數(shù)(ADC)值、各項(xiàng)異性指數(shù)(FA)值差異，計(jì)算平均FA值下降率及平均相對(duì)ADC(rADC)值，平均相對(duì)ADC(rADC)值=(病灶平均ADC值/對(duì)側(cè)平均ADC值)×100%，F(xiàn)A值下降率=(健側(cè)相應(yīng)部位FA值-患側(cè)梗死區(qū)FA值)/健側(cè)相應(yīng)部位FA值×100%。

1.3.3 神經(jīng)功能缺損評(píng)分 入院時(shí)、病后3個(gè)月采用改良的愛丁堡-斯堪的納維亞卒中量表(MESSS)評(píng)估神經(jīng)功能，總分為0-45分，0-1分為神經(jīng)功能正常，1-4分為神經(jīng)功能輕度受損，5-15分為神經(jīng)功能中度受損，16-30分為神經(jīng)功能中重度受損，31-45分為神經(jīng)功能重度受損，分?jǐn)?shù)越高則臨床預(yù)后越差。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同時(shí)期FA值下降率及rADC值比較采用單因素方差分析和兩兩比較LSD法，F(xiàn)A值下降率、rADC值與MESSS的相關(guān)分析運(yùn)用Person相關(guān)分析，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 影像學(xué)表現(xiàn)

36例腦梗死患兒基線掃描DWI與DTI均發(fā)現(xiàn)梗死病灶，腦梗死患者檢出率為100%，梗死病灶范圍較常規(guī)MRI成像更加準(zhǔn)確、清晰。右側(cè)腦梗死20例(55.56%)，左側(cè)腦梗16例(44.44%)；ADC圖低信號(hào)22例(61.11%)，高信號(hào)12例(33.33%)，正常信號(hào)2例(5.56%)，DWI圖高信號(hào)24例(66.67%)，低信號(hào)11例(30.56%)，正常信號(hào)1例(2.78%)，F(xiàn)T圖顯示患側(cè)皮質(zhì)脊髓束不中斷16例(44.44%)、部分中斷10例(27.78%)、大部分或完全中斷10例(27.78%)，Ⅰ組急性期腦梗死患兒在DWI、DTI上均表現(xiàn)為低信號(hào)。

2.2 3組患兒ADC值、FA值檢測(cè)結(jié)果

Ⅰ組患兒病灶側(cè)的平均ADC值低于健側(cè)(P<0.01)，Ⅲ組患兒病灶側(cè)的平均ADC值高于健側(cè)(P<0.01)；Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組患兒病灶側(cè)的平均FA值明顯低于健側(cè)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；ADC值組間比較：Ⅰ組<Ⅱ組<Ⅲ組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；FA值組間比較：Ⅰ組>Ⅱ組>Ⅲ組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 3組患兒ADC值、FA值檢測(cè)結(jié)果比較

注:與Ⅰ組比較，*P<0.05，與Ⅱ組比較，▲P<0.05

2.3 3組患者FA值下降率、rADC值及MESSS比較

Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組FA值下降率、rADC值及MESSS差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，組間rADC值、FA值下降率及MESSS比較：Ⅰ組<Ⅱ組<Ⅲ組，見表2。

表2 三組患者FA值下降率、rADC值及MESSS比較

注:與Ⅰ組比較，*P<0.05，與Ⅱ組比較，▲P<0.05

2.4 FA值下降率、rADC值與MESSS的相關(guān)性分析

Person相關(guān)分析結(jié)果顯示，F(xiàn)A值下降率與與MESSS存在明顯相關(guān)性(r=0.839)，rADC值與MESSS存在明顯相關(guān)性(r=0.954)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討論

腦梗死是由于各種原因?qū)е履X血液循環(huán)障礙，致使腦組織缺血、缺氧、壞死，導(dǎo)致神經(jīng)功能障礙，成人腦梗死多由于高血壓、高血脂、糖尿病、肥胖等易形成動(dòng)脈粥樣硬化的疾病所致。兒童腦梗死的病因較為復(fù)雜[7-9]：兒童自我保護(hù)意識(shí)弱，易發(fā)生摔倒、碰撞，導(dǎo)致外傷性腦梗死；兒童免疫系統(tǒng)發(fā)育不成熟,免疫功能尚不完善，易發(fā)生病毒、細(xì)菌、支原體等感染，引發(fā)顱內(nèi)感染，引起血栓形成造成腦梗塞；兒童原發(fā)性血管畸形等先天性疾病也可造成腦梗死。另外，兒童腦梗死病情進(jìn)展迅速，具有較高的致殘率、病死率。早期診斷兒童腦梗死是治療的關(guān)鍵，以避免神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)后遺癥的發(fā)生。

磁共振是唯一能在活體中評(píng)價(jià)分析彌散運(yùn)動(dòng)的無創(chuàng)性方法，彌散加權(quán)成像(DWI)主要是觀察腦組織的水分子擴(kuò)散狀態(tài)，彌散快，信號(hào)衰減大，DWI呈低信號(hào)，反之呈高信號(hào)。ADC圖是活體組織的表觀彌散系數(shù)經(jīng)后處理形成的圖像，病灶區(qū)信號(hào)與DWI相反，更能反映水分子的彌散情況，腦組織水分子的彌散運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，ADC值越大，由于影響ADC值的因素較多，因而需通過測(cè)量患側(cè)和健側(cè)的ADC值，計(jì)算相對(duì)ADC(rADC)值，用其評(píng)價(jià)病變狀態(tài)，使ADC標(biāo)準(zhǔn)化，從而消除絕對(duì)ADC值的個(gè)體差異[10]，DWI一定程度上能反映神經(jīng)障礙的嚴(yán)重程度，有助于預(yù)測(cè)臨床預(yù)后，研究顯示，ADC值的下降與細(xì)胞毒性水腫的程度呈線性相關(guān)[11]。本文研究結(jié)果顯示，兒童腦梗死發(fā)病不同時(shí)期病灶側(cè)與健側(cè)ADC值存在差異，急性期患兒病灶側(cè)的平均ADC值低于健側(cè)，慢性期患兒病灶側(cè)的平均ADC值高于健側(cè)，不同時(shí)期rADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Ⅰ組<Ⅱ組<Ⅲ組，rADC值與MESSS存在明顯相關(guān)性，表明腦缺血早期平均ADC值和rADC值明顯降低，隨著病程發(fā)展，平均ADC值和rADC值隨之逐漸回升，這是由于由急性期進(jìn)入亞急性期，出現(xiàn)血管源性水腫、組織間隙水份聚集，導(dǎo)致細(xì)胞外水分子彌散程度大于細(xì)胞內(nèi)，致使亞急性期ADC值高于急性期，也提示缺血腦組織開始?jí)乃溃荒芡ㄟ^改善血流灌注逆轉(zhuǎn)這部分腦組織[12]。慢性期腦梗死由于病灶組織壞死液化，且被腦脊液代替，因腦脊液的水分子運(yùn)動(dòng)不受限制，自由彌散增強(qiáng)，故病灶側(cè)ADC值高于健側(cè)[13]。

由于彌散加權(quán)成像(DWI)只能從3個(gè)方向上施加擴(kuò)散梯度，顯示梗死灶本身，不能顯示白質(zhì)纖維束的變化。彌散張量纖維束成像(DTI)不僅能觀察水分子擴(kuò)散程度，且能利用各向異性擴(kuò)散特性的差異，間接地勾勒出人體組織的纖維束，是目前唯一無創(chuàng)性活體研究腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)及白質(zhì)束形態(tài)的方法，有效反映腦內(nèi)病變對(duì)白質(zhì)纖維束形態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響[14]。DTI反應(yīng)組織完整性的最常用的參數(shù)是各向異性分?jǐn)?shù)FA值，能夠量化地反映腦組織的破壞、纖維素的受損程度，F(xiàn)A值越大，代表神經(jīng)傳導(dǎo)功能越強(qiáng)[15]。本文研究結(jié)果顯示，兒童腦梗死發(fā)病不同時(shí)期病灶側(cè)FA值均明顯低于健側(cè)，提示患側(cè)梗死腦組織微觀結(jié)構(gòu)破壞，水分子的運(yùn)動(dòng)降低，擴(kuò)散發(fā)生異常，且累及相鄰的白質(zhì)纖維束。白質(zhì)纖維束損傷程度應(yīng)與患者臨床表現(xiàn)及神經(jīng)功能恢復(fù)情況密切相關(guān)[16]，對(duì)腦梗死患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用，皮質(zhì)脊髓束不中斷的患兒其神經(jīng)功能缺損評(píng)分為正?；蚧菊?，部分中斷患兒神經(jīng)功能缺損評(píng)分輕度偏高，大部分或完全中斷患兒神經(jīng)功能缺損評(píng)分顯著升高[17]，預(yù)后較差。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)A值下降率與與MESSS呈正相關(guān)，F(xiàn)A值降低幅度越大，神經(jīng)系統(tǒng)缺損評(píng)分越高，患兒預(yù)后越差。

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