多模態(tài)磁共振成像對(duì)新生兒缺血缺氧性腦病診斷及預(yù)后的研究進(jìn)展

康夢(mèng)菲，盛 茂

（蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院放射科 江蘇 蘇州 215000）

1 新生兒缺血缺氧性腦病

新生兒缺血缺氧性腦?。╤ypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）是因血流量不足及供氧缺乏導(dǎo)致的局灶性或彌散性的腦損傷[1]，當(dāng)缺血缺氧發(fā)生時(shí)，由于三磷酸腺苷（ATP）減少及細(xì)胞膜上鈉鉀泵失活，鈉（Na+）和鈣（Ca2+）流入細(xì)胞，而水則從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)的水過(guò)多積聚，引起細(xì)胞毒性水腫，隨著時(shí)間延長(zhǎng)進(jìn)而發(fā)展為血管源性水腫[2-3]。

2 常規(guī)磁共振成像

常規(guī)MRI序列一般包括T1WI、T2WI、T2-FLAIR等序列，通常能明確HIE病變的部位和范圍，但一般在發(fā)病一周之后才可觀察到明顯異常改變，因此具有一定的滯后性，且對(duì)于輕中度患兒的檢出率較差，容易錯(cuò)過(guò)其最佳診治時(shí)間，進(jìn)而遺留不可逆的損傷[4]。

3 彌散加權(quán)成像

彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）是一種研究水分子微觀運(yùn)動(dòng)的非侵入性功能成像技術(shù)，其標(biāo)量表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）可量化評(píng)估腦損傷的嚴(yán)重程度[5]。

研究表明，當(dāng)新生兒發(fā)生缺血缺氧時(shí)，DWI圖像上顯示為高信號(hào)，ADC值減低，即彌散受限，且隨著腦損傷的加重，損傷區(qū)域的ADC值越低。通常情況下，在缺血缺氧發(fā)生之后的第一周內(nèi)ADC值降低，然后隨著出生時(shí)間的延長(zhǎng)，ADC值逐漸恢復(fù)正常，出現(xiàn)“偽正?；?，因此必須考慮掃描時(shí)的出生時(shí)間[6]。另外Peckham等人發(fā)現(xiàn)，在低b值（b≤50 s/mm2）時(shí)，HIE患者的ADC值較正常兒童高，這主要是因?yàn)楦遙值主要測(cè)量的是水分子的自我擴(kuò)散，而低b值則主要測(cè)量腦血流灌注，當(dāng)發(fā)生缺血缺氧時(shí)，由于“補(bǔ)償”作用，因此出現(xiàn)了ADC值較高的現(xiàn)象[7]。

而在HIE患者的預(yù)后方面，很多研究已經(jīng)表明ADC值的減低與神經(jīng)發(fā)育的不良結(jié)局相關(guān)，Liauw等人[8]發(fā)現(xiàn)一些預(yù)后結(jié)局不良的患兒DWI圖像上基底節(jié)和腦干區(qū)為正常信號(hào)，但ADC值卻降低。因此，我們認(rèn)為DWI掃描應(yīng)常規(guī)測(cè)量ADC值，以上差異的產(chǎn)生與新生兒的檢查時(shí)間、測(cè)量的區(qū)域等因素相關(guān)，因此對(duì)于檢查時(shí)間和測(cè)量區(qū)域的選擇應(yīng)加以思考。

4 彌散張量成像

彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是指在DWI基礎(chǔ)上，施加大于6個(gè)非線性方向的梯度場(chǎng)，獲取能描述水分子運(yùn)動(dòng)方向的張量圖像。DTI表征了水分子在大腦中的三維擴(kuò)散，并且能夠檢查HIE患者大腦纖維結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，其強(qiáng)大的后處理算法可計(jì)算分?jǐn)?shù)各向異性（FA）等標(biāo)量[5]。

在正常新生兒中，隨著年齡的增長(zhǎng)，F(xiàn)A值逐漸升高。而很多研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A值在HIE患者中是減小的，且隨著病情的加重，F(xiàn)A值逐漸降低[6-9]。但Brissaud等人[10]研究發(fā)現(xiàn)HIE患者中，F(xiàn)A值在白質(zhì)降低，灰質(zhì)未見明顯下降而Lemmon等人[9]發(fā)現(xiàn)小腦腳和齒狀核的FA值與丘腦FA值呈正相關(guān)，這表明小腦和丘腦損傷之間存在相關(guān)性，小腦損傷不太可能單獨(dú)發(fā)生。

臨床預(yù)后方面，研究表明，F(xiàn)A值越低，臨床預(yù)后越差，尤其是基底節(jié)區(qū)域[9]。但Ancora等人[11]追蹤患兒到兩歲發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A值在額頂白質(zhì)區(qū)域中以最高的精度顯示出最佳的預(yù)測(cè)臨床預(yù)后的能力。同時(shí)很多研究認(rèn)為FA值在患兒的預(yù)后預(yù)測(cè)方面優(yōu)于ADC值，這主要是因?yàn)镕A值不會(huì)出現(xiàn)“偽正?；?，對(duì)一些損傷程度較輕的患兒，F(xiàn)A值也會(huì)出現(xiàn)降低。因此FA值掃描考慮因素較少，適用范圍可推廣。但FA值的測(cè)量對(duì)于圖像質(zhì)量要求較高，這就要求病人的配合度要高。

5 磁共振波譜成像

磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用,進(jìn)行系列特定原子核及其他化合物定量分析的方法，而1H-MRS是在出現(xiàn)高信號(hào)水和脂肪的情況下，利用抑制技術(shù)行氫原子的波譜分析測(cè)定人腦內(nèi)某些低濃度的代謝產(chǎn)物。正常人腦1H-MRS主要能夠觀察N-乙酰天門冬氨酸（Naa）、膽堿（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸（Lac）、谷氨類化合物（GLx）等產(chǎn)物[12]。其中Naa幾乎全部位于神經(jīng)元內(nèi)，而在星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞中Cho和Cr的濃度明顯高于其他細(xì)胞，因此當(dāng)出現(xiàn)Naa信號(hào)減弱，Cho和Cr信號(hào)增強(qiáng)時(shí)，我們可以將其作為神經(jīng)元減少和破壞的一種標(biāo)志。而Lac在無(wú)氧酵解時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯增高，也可看作神經(jīng)元受損的一種標(biāo)志[13]。

在HIE患兒MRS波譜分析中，患兒在1.3 ppm處發(fā)生明顯的乳酸峰，呈特征性的反向雙重峰，同時(shí)Naa、Cr和Cho降低，這主要是因?yàn)樵贖IE患兒中，無(wú)氧酵解為主要供能方式。

另有研究發(fā)現(xiàn)[14]，新生兒期Naa/Cr下降、Cho/Cr升高、Naa/Cho下降可提示HIE存在,但不能體現(xiàn)損傷的嚴(yán)重程度，但GLx-α/Cr、Lac/Cr比值同臨床損傷嚴(yán)重分度間存在正相關(guān)，且發(fā)現(xiàn)在預(yù)后方面，HIE患兒Lac/Cr、Glx-α/Cr越高，腦損傷越重，預(yù)后越差，且后者較前者意義更大。

但是，對(duì)于判斷新生兒HIE預(yù)后,目前認(rèn)為將1H-MRS與發(fā)育量表緊密結(jié)合起來(lái)有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

6 動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)

三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）是一種無(wú)需使用對(duì)比劑，而是將流入腦中的動(dòng)脈血中自由擴(kuò)散的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，當(dāng)該血液流入腦內(nèi)后，立刻進(jìn)行全腦三維成像，進(jìn)而測(cè)量全腦血液流量的變化的一種MR灌注成像方法[15]。

目前研究發(fā)現(xiàn)[16]，HIE患兒相較于正常足月兒，腦血流量更高，這可能與缺血缺氧所致機(jī)體血流再分配有關(guān),這一變化往往伴隨著全腦和腦局部血流顯著增加、腦組織灌注壓升高，但血液再灌注也伴隨著血管通透性改變與代謝產(chǎn)物的蓄積，其血-腦脊液屏障改變可加劇腦組織損傷，進(jìn)而影響預(yù)后。

同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)腦血流量也與檢查時(shí)間密切相關(guān)，1～3 d的患兒3D-ASL灌注腦血流量高于相應(yīng)日齡段正常新生兒,0～24 h、3～7 d患兒3D-ASL灌注腦血流量低于相應(yīng)日齡段正常新生兒，7 d之后的患兒3D-ASL灌注腦血流量與相應(yīng)日齡段正常新生兒相比無(wú)明顯差異[17]。同時(shí)Zheng等人[18]在關(guān)于HIE患兒男女性別的研究中發(fā)現(xiàn)，男性丘腦的腦血流灌注量明顯較低。而對(duì)于早產(chǎn)兒的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)明顯腦損傷的早產(chǎn)兒的全腦血流灌注明顯高于足月兒，尤其是在額葉、頂葉、顳葉、枕葉和小腦的腦灰質(zhì)。但對(duì)于存在腦室周圍白質(zhì)損傷的早產(chǎn)兒，全腦血流灌注顯著低于無(wú)明顯腦損傷的早產(chǎn)兒及正常足月兒，尤其是基底節(jié)區(qū)[19]。

在預(yù)后方面，不良結(jié)局的患兒與良好結(jié)局的患兒相比在基底節(jié)區(qū)和丘腦的腦血流灌注量更高，這可能因?yàn)槟X深部灰質(zhì)核團(tuán)是腦代謝最旺盛的區(qū)域，因此該區(qū)域最易受到缺氧缺血的影響，血液再分配效果更明顯，但在幾個(gè)月之后的追蹤中發(fā)現(xiàn)不良結(jié)局的患兒腦血流灌注量下降。

以上簡(jiǎn)要描述了多模態(tài)成像技術(shù)在新生兒缺血缺氧性腦病中的研究進(jìn)展?？梢钥闯龆嗄B(tài)成像技術(shù)在早期診斷中的重要性，同時(shí)HIE患兒較高的不良結(jié)局發(fā)生率也使得對(duì)其預(yù)后評(píng)估更加重要。隨著磁共振成像技術(shù)的進(jìn)步，多模態(tài)成像技術(shù)可更加精確地對(duì)HIE進(jìn)行早期診斷及預(yù)后評(píng)估，更好地指導(dǎo)HIE的治療。