彌散加權(quán)成像在早產(chǎn)兒缺血缺氧性腦病中的臨床應(yīng)用

張 妮，沈丹丹，周學(xué)軍，葛 敏，花 燁，蔣佳珅，賈中正

（南通大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇226001）

新生兒缺血缺氧性腦病（hypoxic ischemic encephalopathy，HIE）指圍生期、新生兒期窒息引起缺氧、腦血流減少或暫停而導(dǎo)致的腦損傷，也是導(dǎo)致新生兒圍產(chǎn)期死亡及嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常的主要原因之一。目前隨著新生兒搶救及護(hù)理技術(shù)的不斷提高，早產(chǎn)兒的成活率明顯提高，但是同時(shí)早產(chǎn)兒腦損傷的發(fā)病率也在逐漸增加。我國(guó)每年大約有149萬(wàn)早產(chǎn)兒出生，占所有新生兒的11%[1]，因此早產(chǎn)兒成為腦損傷及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常的高危人群。由于早產(chǎn)兒大部分腦損傷存在可逆性，所以早期診斷、早期干預(yù)治療是提高早產(chǎn)兒存活率及降低致殘率的關(guān)鍵。

HIE的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)存在一定的主觀性，有時(shí)不足以客觀、明確診斷HIE[2]。目前最常用的輔助檢查方法是顱腦超聲、CT及常規(guī)磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI），顱腦超聲及CT的組織分辨率及病灶檢出率均不如MRI[3-5]，CT還存在放射暴露的缺陷。由于早產(chǎn)兒腦富含水分及髓鞘化不完全，常規(guī)MRI對(duì)HIE的早期發(fā)現(xiàn)有一定的局限性，對(duì)HIE腦組織損傷程度的判斷也比較模糊[6]。因此，尋找早期無(wú)創(chuàng)診斷早產(chǎn)兒HIE的方法十分重要。彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）可在微觀水平上觀察腦組織中水分子彌散狀態(tài)，DWI的表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）可以用于定量分析腦組織中水分子彌散程度。有研究表明，DWI對(duì)HIE一周內(nèi)腦損傷極為敏感，可以預(yù)測(cè)患兒的預(yù)后及神經(jīng)系統(tǒng)損傷情況[7-10]。

本研究選取2015年12月—2017年2月我院新生兒科確診的28例HIE早產(chǎn)兒，重點(diǎn)探討DWI對(duì)早產(chǎn)兒HIE的診斷價(jià)值，獲取HIE腦損傷診斷的閾值，為臨床診斷早產(chǎn)兒HIE提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 HIE早產(chǎn)兒28例均符合HIE診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]，其中男性17例，女性11例；出生體重1.1～2.5 kg，平均 2.0 kg；胎齡 30+1～35+4周，平均 33 周；日齡 1～30 天，平均 13 天；矯正胎齡為 33+3～36+5周，平均35周。同時(shí)選取45例正常早產(chǎn)兒作為對(duì)照，其中男性28例，女性17例；出生體重0.8～2.4 kg，平均1.8 kg；胎齡28+2～35+4周，平均33周；日齡1～34天，平均13天；矯正胎齡為33+1～36+6周，平均35周。本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有早產(chǎn)兒在MRI檢查前均獲得監(jiān)護(hù)人的同意并簽訂知情同意書。

1.2 MRI儀器設(shè)備及掃描方案 使用GE Signal HDxt 1.5T MR 掃描儀，采用標(biāo)準(zhǔn)的8通道相控陣頭顱線圈。早產(chǎn)兒掃描前靜脈推注苯巴比妥10 mg/kg鎮(zhèn)靜，待熟睡后進(jìn)行掃描。用兒童專用耳塞保護(hù)聽力，并用海綿墊固定顱腦。常規(guī)MRI檢查包括SET1WI、SSFSE-T2WI及DWI成像。掃描參數(shù)如下：SE-T1W（ITR/TE=380 ms/11 ms，slice=3.5 mm，F(xiàn)OV=160 mm×160 mm）；SSFSE-T2WI（TR/TE=2 500 ms/120 ms，slice=3.5 mm，F(xiàn)OV=160 mm×160 mm）；DWI（TR/TE=5 300 ms/86.5 ms，slice=3.5 mm，F(xiàn)OV=160 mm×160 mm，b=1 000 s/mm2）。

1.3 圖像后處理 所有數(shù)據(jù)采用GE公司提供的后處理軟件，自動(dòng)獲得ADC圖。選取11個(gè)感興趣區(qū)（region of interest，ROI），分別為雙側(cè)額、頂葉深部白質(zhì)、基底節(jié)區(qū)、內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核及腦橋，內(nèi)囊后肢的ROI大小為0.15～0.20 cm2，其他ROI大小均為0.3～1.0 cm2，測(cè)量左右兩側(cè)各感興趣區(qū)的ADC值，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0及MedCalc 12.7統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，符合正態(tài)性數(shù)據(jù)組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，采用受試者工作特征曲線（ROC曲線）分析鑒別HIE患兒與正常早產(chǎn)兒的最佳ADC閾值及其靈敏性和特異性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 HIE早產(chǎn)兒與正常早產(chǎn)兒各部位ADC值比較HIE患兒頂葉深部白質(zhì)區(qū)的ADC值較正常早產(chǎn)兒高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而額葉深部白質(zhì)、基底節(jié)區(qū)、內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核及腦橋的ADC值與正常早產(chǎn)兒相比，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表 1。

表1 HIE早產(chǎn)兒與正常早產(chǎn)兒各部位ADC值比較（10-3mm2/s）

2.2 頂葉深部白質(zhì)ADC值鑒別HIE早產(chǎn)兒與正常早產(chǎn)兒的ROC曲線分析 當(dāng)頂葉深部白質(zhì)的ADC值為1.84×10-3mm2/s時(shí)，鑒別HIE患兒與正常早產(chǎn)兒的靈敏性為50.0%，特異性為84.4%（P＜0.01）。見圖1。

圖1 頂葉深部白質(zhì)ADC值鑒別HIE患兒與正常早產(chǎn)兒的ROC曲線

3 討 論

HIE是導(dǎo)致早產(chǎn)兒腦損傷的主要原因之一。胎兒在32～41周，尤其36周以后，髓鞘形成的白質(zhì)體積將以5倍速度迅速增長(zhǎng)，同時(shí)少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞對(duì)缺血缺氧極其敏感[12-13]，因此早產(chǎn)兒腦更易受到缺血缺氧的影響而發(fā)生損傷[14]。嚴(yán)重者可出現(xiàn)腦室周圍白質(zhì)軟化（periventricular leukomalacia，PVL）及多囊腦軟化，而嚴(yán)重的基底節(jié)區(qū)損傷可導(dǎo)致新生兒喂養(yǎng)困難、抽搐及四肢癱瘓，從而導(dǎo)致早產(chǎn)兒致殘率及死亡率的增加。所以在早產(chǎn)兒腦發(fā)生不可逆性損傷前及早診斷與治療對(duì)改善HIE患兒預(yù)后至關(guān)重要。

DWI作為一種觀察腦內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的無(wú)創(chuàng)性檢查方法，可以間接反映腦組織細(xì)胞密度及髓鞘形成等信息，同時(shí)通過(guò)ADC值定量分析水分子彌散程度的變化，可以發(fā)現(xiàn)新生兒早期腦損傷。本研究測(cè)定了不同部位的ADC值，其中頂葉深部白質(zhì)的ADC值在HIE患兒與正常早產(chǎn)兒中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而額葉深部白質(zhì)、基底節(jié)區(qū)、內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核及腦橋區(qū)的ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能與HIE不同階段的選擇性易損區(qū)有關(guān)[15]。Barkovich等[16]研究基底節(jié)區(qū)損傷的HIE患兒時(shí)發(fā)現(xiàn)，Dv降低最早出現(xiàn)在丘腦腹外側(cè)核，隨后3～5天殼核及皮質(zhì)的Dv值有所降低，6～7天時(shí)則出現(xiàn)在皮層下白質(zhì)，表明HIE在發(fā)生發(fā)展的不同時(shí)段，不同部位發(fā)生著不同的微觀結(jié)構(gòu)改變。同時(shí)選擇性易損區(qū)也與HIE患兒的腦成熟度、缺血缺氧的嚴(yán)重程度及持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)[17]。本研究HIE患兒行MRI檢查時(shí)平均日齡為13天，符合新生兒HIE腦缺血損傷的發(fā)展規(guī)律。

在本研究中，頂葉深部白質(zhì)、基底節(jié)區(qū)、內(nèi)囊后肢及丘腦腹外側(cè)核的ADC值均稍高于正常組，與張福勇[18]報(bào)道的ADC值的變化類似。新生兒HIE發(fā)病初期（生后7天內(nèi)），主要表現(xiàn)為細(xì)胞毒性水腫，DWI上為高信號(hào)，ADC值降低；但隨著病情的發(fā)展1周左右，HIE由細(xì)胞毒性水腫發(fā)展為血管源性水腫，ADC值逐漸增加。在本研究28例HIE患兒中，大多數(shù)（24例）HIE患兒在出生后7天以上，所以結(jié)果顯示頂葉深部白質(zhì)ADC值略高于正常早產(chǎn)兒。HIE腦損傷處于亞急期，主要表現(xiàn)為血管源性水腫，細(xì)胞膜發(fā)生破裂，細(xì)胞外的自由水增多，水分子彌散受限程度減輕，ADC值增加[19-20]。還有一種可能是新生兒腦組織缺血缺氧導(dǎo)致少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟及髓鞘形成受阻，細(xì)胞外空間增大，細(xì)胞內(nèi)外的水分子彌散受限程度減輕，ADC 值增加[21-23]。

有關(guān)DWI診斷早產(chǎn)兒HIE切峰閾值的研究報(bào)道很少。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)頂葉深部白質(zhì)的ADC值為1.84×10-3mm2/s時(shí)，鑒別HIE患兒與正常早產(chǎn)兒的靈敏性為50.0%，特異性為84.4%，與以往DWI診斷足月兒HIE的靈敏性范圍類似[6，24]，但本結(jié)果顯示更高的特異性。

本研究存在一定的局限性。首先，研究的樣本量相對(duì)較小，且MRI檢查時(shí)多數(shù)早產(chǎn)兒日齡較大，不能完全反映HIE患兒早期腦損傷。其次，早產(chǎn)兒HIE的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考足月兒HIE診斷指南，但是足月兒與早產(chǎn)兒腦結(jié)構(gòu)存在一定的差異性，可能會(huì)導(dǎo)致部分指標(biāo)受到早產(chǎn)的影響（如臍動(dòng)脈血pH＜7.0）[25]。在未來(lái)的工作中需增加樣本量進(jìn)一步明確DWI對(duì)早產(chǎn)兒HIE的診斷效能。

總之，頂葉深部白質(zhì)ADC值可以作為診斷早產(chǎn)兒HIE的有效閾值，說(shuō)明DWI可以提高診斷早產(chǎn)兒HIE的準(zhǔn)確率，為臨床診療提供重要的參考價(jià)值。