磁共振弥散加权和弥散张量成像在儿童脑梗死诊断及预后评估中的应用价值

谢志玉，姚宝珍

(武汉大学人民医院 儿科， 湖北 武汉430060)

*通讯作者

磁共振弥散加权和弥散张量成像在儿童脑梗死诊断及预后评估中的应用价值

谢志玉，姚宝珍*

(武汉大学人民医院 儿科， 湖北 武汉430060)

儿童脑梗死是儿科较少见的疾病，发病率约为8-13/10万[1]，但其具有高致残率及高复发率的特点,且其发病率呈逐年增高的趋势。临床上，儿童脑梗死多以肢体活动障碍或抽搐为首发症状。因儿童语言表达困难及查体不配合，疾病早期确诊率较低，患儿不能得到有效的早期治疗，致使患儿遗留不同程度残疾，表现为运动、认知、社会适应方面的缺陷[2]。因而，早期诊断儿童脑梗死是进行早期治疗的前提，也是降低致残率及致残程度的关键。下行脑白质纤维束主要功能是支配肢体活动，如其损伤可对运动功能造成极大危害，导致肢体功能障碍[3]。随着磁共振(MRI)技术的迅速发展，常规MRI、弥散加权成像(DWI)结合相关病史及体格检查使得脑梗死的早期诊断成为现实[4]。DWI表观弥散系数(ADC)值能够判断组织的缺血程度，为开展时间窗内治疗提供可靠依据，为静脉溶栓个性化治疗提供依据[5]，但DWI不能看出脑白质纤维束的变化情况。弥散张量成像技术(DTI)是在DWI的基础上发展起来的技术，能够直观地观察脑白质纤维束损伤情况，特异性评估脑梗塞程度，更加全面的诠释了脑梗死的损伤情况，在脑梗死定量研究、判断预后等方面获得一定进展[6]。DWI、DTI在儿童脑梗死诊断及预后评估研究均有报道，但DWI和DTI结合用于儿童脑梗死诊断及预后评估研究尚未报道。本研究旨在探讨DWI和DTI在儿童脑梗死诊断及预后评估中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院收治的36例符合入组标准的脑梗死患儿作为研究对象，其中男20例(55.56%)，女16例(44.44%)，年龄为0.5-14岁，平均年龄为4.5±3.5岁，发病原因为头部外伤18例(50%)，脑血管畸形4例(11.11%)，颅内感染12例(33.33%)[病毒性脑炎8例(22.22%)、结核性脑膜炎4例(11.11%)]，未明病因2例(5.56%)。按发病就诊时间分为Ⅰ组12例(急性期，0-3 d)，约占33.33%，Ⅱ组13例(亚急性期，4-10 d)，约占36.11%，Ⅲ组11例(慢性期，>10 d),约占30.56%。

1.2 病例入选标准

1.2.1 纳入标准 (1)符合脑梗死的诊断标准，经常规MRI检查确诊为脑梗死；(2)均伴有不同程度运动障碍；(3)首次发病，病情相对稳定；(4)大脑单侧单发脑梗死；(5)耐受头颅磁共振检查，需耐受镇静，无核磁检查的禁忌症；(6)患儿家属知情同意。

1.2.2 排除标准 经头CT等相关检查排除其他引起运动功能障碍的神经系统疾病(如脑出血、占位、脊髓病变等)。

1.3 方法

1.3.1 图像采集 由专人负责操作，使用Philips Intera Achieva 3.0 T超导型MR仪扫描,选取了8通道8单元的Sense Head(头部)线圈，分别进行头颅常规MRI序列、DWI、DTI序列扫描。常规MRI进行横断面T1WI、T2WI扫描：常规T1加权图像采用FFE快速场回波序列，TR/TE为120 ms/2 ms；T2加权图像采用快速自旋回波TSE序列，TR/TE为2 000 ms/80 ms，层厚均为5 mm,层间距1.5 mm。DWI扫描采用回波平面成像序列，TR/TE为1 955 ms/56 ms，回波时间设置为最小，b值=0 s/mm2及b=1 000s/mm2,层厚为3 mm,层间距0 mm。DTI扫描采用单次激发平面回波(EPI)序列，散敏感梯度方向15个，TR/TE为5 558 ms/78 ms，回波时间设置为最小，b值=1 000 s/mm2,层厚为3 mm,层间距0 mm。

1.3.2 图像处理 将原始图像输入工作站通过计算机自动获得ADC图、FA图、DTT图，在ADC图和FA图上分别测量梗死灶与健侧相应部位的ADC值、FA值，感兴趣区(ROI)设置根据病灶大小设定，健侧选择对侧半球的镜像感兴趣区，测量不同时期脑梗死患儿感兴趣区(ROI)的梗死灶和健侧的表观弥散系数(ADC)值、各项异性指数(FA)值差异，计算平均FA值下降率及平均相对ADC(rADC)值，平均相对ADC(rADC)值=(病灶平均ADC值/对侧平均ADC值)×100%，FA值下降率=(健侧相应部位FA值-患侧梗死区FA值)/健侧相应部位FA值×100%。

1.3.3 神经功能缺损评分 入院时、病后3个月采用改良的爱丁堡-斯堪的纳维亚卒中量表(MESSS)评估神经功能，总分为0-45分，0-1分为神经功能正常，1-4分为神经功能轻度受损，5-15分为神经功能中度受损，16-30分为神经功能中重度受损，31-45分为神经功能重度受损，分数越高则临床预后越差。

1.4 统计分析

采用SPSS20.0进行统计分析，不同时期FA值下降率及rADC值比较采用单因素方差分析和两两比较LSD法，FA值下降率、rADC值与MESSS的相关分析运用Person相关分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 影像学表现

36例脑梗死患儿基线扫描DWI与DTI均发现梗死病灶，脑梗死患者检出率为100%，梗死病灶范围较常规MRI成像更加准确、清晰。右侧脑梗死20例(55.56%)，左侧脑梗16例(44.44%)；ADC图低信号22例(61.11%)，高信号12例(33.33%)，正常信号2例(5.56%)，DWI图高信号24例(66.67%)，低信号11例(30.56%)，正常信号1例(2.78%)，FT图显示患侧皮质脊髓束不中断16例(44.44%)、部分中断10例(27.78%)、大部分或完全中断10例(27.78%)，Ⅰ组急性期脑梗死患儿在DWI、DTI上均表现为低信号。

2.2 3组患儿ADC值、FA值检测结果

Ⅰ组患儿病灶侧的平均ADC值低于健侧(P<0.01)，Ⅲ组患儿病灶侧的平均ADC值高于健侧(P<0.01)；Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组患儿病灶侧的平均FA值明显低于健侧，差异具有统计学意义(P<0.05)；ADC值组间比较：Ⅰ组<Ⅱ组<Ⅲ组,差异具有统计学意义(P<0.05)；FA值组间比较：Ⅰ组>Ⅱ组>Ⅲ组，差异具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 3组患儿ADC值、FA值检测结果比较

注:与Ⅰ组比较，*P<0.05，与Ⅱ组比较，▲P<0.05

2.3 3组患者FA值下降率、rADC值及MESSS比较

Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组FA值下降率、rADC值及MESSS差异具有统计学意义，组间rADC值、FA值下降率及MESSS比较：Ⅰ组<Ⅱ组<Ⅲ组，见表2。

表2 三组患者FA值下降率、rADC值及MESSS比较

注:与Ⅰ组比较，*P<0.05，与Ⅱ组比较，▲P<0.05

2.4 FA值下降率、rADC值与MESSS的相关性分析

Person相关分析结果显示，FA值下降率与与MESSS存在明显相关性(r=0.839)，rADC值与MESSS存在明显相关性(r=0.954)，差异具有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

脑梗死是由于各种原因导致脑血液循环障碍，致使脑组织缺血、缺氧、坏死，导致神经功能障碍，成人脑梗死多由于高血压、高血脂、糖尿病、肥胖等易形成动脉粥样硬化的疾病所致。儿童脑梗死的病因较为复杂[7-9]：儿童自我保护意识弱，易发生摔倒、碰撞，导致外伤性脑梗死；儿童免疫系统发育不成熟,免疫功能尚不完善，易发生病毒、细菌、支原体等感染，引发颅内感染，引起血栓形成造成脑梗塞；儿童原发性血管畸形等先天性疾病也可造成脑梗死。另外，儿童脑梗死病情进展迅速，具有较高的致残率、病死率。早期诊断儿童脑梗死是治疗的关键，以避免神经系统相关后遗症的发生。

磁共振是唯一能在活体中评价分析弥散运动的无创性方法，弥散加权成像(DWI)主要是观察脑组织的水分子扩散状态，弥散快，信号衰减大，DWI呈低信号，反之呈高信号。ADC图是活体组织的表观弥散系数经后处理形成的图像，病灶区信号与DWI相反，更能反映水分子的弥散情况，脑组织水分子的弥散运动越强，ADC值越大，由于影响ADC值的因素较多，因而需通过测量患侧和健侧的ADC值，计算相对ADC(rADC)值，用其评价病变状态，使ADC标准化，从而消除绝对ADC值的个体差异[10]，DWI一定程度上能反映神经障碍的严重程度，有助于预测临床预后，研究显示，ADC值的下降与细胞毒性水肿的程度呈线性相关[11]。本文研究结果显示，儿童脑梗死发病不同时期病灶侧与健侧ADC值存在差异，急性期患儿病灶侧的平均ADC值低于健侧，慢性期患儿病灶侧的平均ADC值高于健侧，不同时期rADC值差异具有统计学意义，Ⅰ组<Ⅱ组<Ⅲ组，rADC值与MESSS存在明显相关性，表明脑缺血早期平均ADC值和rADC值明显降低，随着病程发展，平均ADC值和rADC值随之逐渐回升，这是由于由急性期进入亚急性期，出现血管源性水肿、组织间隙水份聚集，导致细胞外水分子弥散程度大于细胞内，致使亚急性期ADC值高于急性期，也提示缺血脑组织开始坏死，不能通过改善血流灌注逆转这部分脑组织[12]。慢性期脑梗死由于病灶组织坏死液化，且被脑脊液代替，因脑脊液的水分子运动不受限制，自由弥散增强，故病灶侧ADC值高于健侧[13]。

由于弥散加权成像(DWI)只能从3个方向上施加扩散梯度，显示梗死灶本身，不能显示白质纤维束的变化。弥散张量纤维束成像(DTI)不仅能观察水分子扩散程度，且能利用各向异性扩散特性的差异，间接地勾勒出人体组织的纤维束，是目前唯一无创性活体研究脑白质结构及白质束形态的方法，有效反映脑内病变对白质纤维束形态和结构的影响[14]。DTI反应组织完整性的最常用的参数是各向异性分数FA值，能够量化地反映脑组织的破坏、纤维素的受损程度，FA值越大，代表神经传导功能越强[15]。本文研究结果显示，儿童脑梗死发病不同时期病灶侧FA值均明显低于健侧，提示患侧梗死脑组织微观结构破坏，水分子的运动降低，扩散发生异常，且累及相邻的白质纤维束。白质纤维束损伤程度应与患者临床表现及神经功能恢复情况密切相关[16]，对脑梗死患者运动功能恢复起着至关重要的作用，皮质脊髓束不中断的患儿其神经功能缺损评分为正常或基本正常，部分中断患儿神经功能缺损评分轻度偏高，大部分或完全中断患儿神经功能缺损评分显著升高[17]，预后较差。本研究结果显示，FA值下降率与与MESSS呈正相关，FA值降低幅度越大，神经系统缺损评分越高，患儿预后越差。

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1007-4287(2017)07-1121-03

2016-05-30)