准连续动脉自旋标记技术评价脑瘫患儿脑血流量改变的研究

王禄伟，谢 超，王云玲

（新疆医科大学第二附属医院影像中心，新疆 乌鲁木齐 830028）

脑性瘫痪（Cerebral palsy，CP），简称脑瘫，是由于各种围生期因素所引起。一般是指自受孕开始至婴儿期发生的非进行性脑损伤和发育缺陷综合征，主要表现为肌张力异常、肌无力、共济失调等，同时多伴有智力低下、视觉和听力异常、语言表达障碍、癫痫等[1-2]。在我国，CP是新生儿致残的最主要的疾病之一，严重影响患儿的生活质量，为患儿及其家属带来沉重的经济负担和精神压力，因此早诊断、早治疗对于改善CP患儿的预后十分关键[3]。脑血流量（Cerebral blood flow，CBF）动态监测是目前评价CP患儿脑损伤的最重要的参数指标之一，对CP的诊断和治疗具有重要的指导意义[4]。准连续动脉自旋标记（Pseudo-continuous arterial spin labeling，pCASL）是一种新兴的动脉自旋标记脑灌注成像技术，主要是利用一串间隔时间很短的射频脉冲模拟pCASL序列中的连续射频脉冲，从而实现流动下的磁化矢量绝热反转效应[5]。本项研究通过采用pCASL测定CP患儿接受颈总动脉交感神经网剥脱术后CBF的改变，旨在探讨pCASL在CP患儿诊断和治疗中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

本项研究选取2015年10月—2017年3月期间在我院儿科住院并接受颈总动脉交感神经网剥脱术的患儿50例，男27例，女 23例，年龄2～12岁，平均（4.3±2.5）岁。 根据 2006 年第 9 届全国小儿脑瘫康复学术会议上提出的CP最新定义[6]，即自受孕开始至婴儿期非进行性脑损伤和发育缺陷所导致的综合征，确诊为CP患儿，包括手足徐动型患儿12例，偏瘫型患儿17例，混合型CP患儿21例。另外选择20例正常受试儿童作为对照组，男12例，女8例，年龄 2～9 岁，平均（4.5±1.9）岁。 本项研究经我院伦理委员会批准，并由患儿家属或法定监护人签署知情同意书。

1.2 入选标准

①根据欧洲CP监测组织（Surveillance of cerebral palsy in Europe，SCPE）指定的临床分型中年龄规定，选择2～12岁的因缺氧缺血导致的痉挛型单侧CP患儿；②术后恢复良好，无并发症及相关的临床处置经过；③能配合完成MRI检查者；④由患儿家属或监护人签署知情同意书。

1.3 排除标准

①术前服用营养脑神经药物的患儿；②心肺功能异常的患儿。

1.4 手术方法

CP患儿进入手术室后，常规检测心电图、心率、血氧饱和度、无创血压及经桡动脉穿刺有创血压。气管插管全麻生效后，于术侧颈部设计一长约3.0 cm横行切口，常规消毒铺巾后，逐层切口皮肤暴露颈动脉，游离颈动脉分叉部以下约4 cm颈总动脉，保护颈静脉及迷走神经，于显微镜下环形剥脱双侧颈动脉外膜约4 cm，彻底止血，检查无活动性出血，逐层关闭出口。术毕，麻醉清醒拔管后返回病房。

1.5 pCASL 检查方法

术前1周、术后7 d，6月进行pCASL检查。扫描前20～30 min，患儿需口服或鼻饲10%水合氯醛0.5 mg/kg，待患儿熟睡后进行磁共振扫描。扫描全程密切监测患儿呼吸和心率。本项研究采用Philips 3.0T聚源磁共振扫描系统进行MRI，采用绝热IR系列标记双侧颈动脉进行pCASL成像，标记层面为中心层面下方32mm，标记时间2200ms，延迟900ms；采用单次激发SE-EPI序列分别扫描标记前后的脑实质层面，重复时间（TR）4 500 ms，恢复时间（TE）50 ms，视野（FOV）180 mm，矩阵 64×64，层厚 8 mm，层间距1 mm，层数5，扫描持续时间6 min。

采用飞利浦Pride软件对MRI图像进行处理分析，选取双侧基底节区（Basal ganglia，BG）、双侧顶叶灰质（Cortical gray matter，GM）、双侧放射冠白质（White matter，WM）作为感兴趣区，测量CBF值。

1.6 统计学处理

本资料采用SPSS 20.0统计学软件进行两组之间t检验、卡方检验等，计量资料采用配对t检验进行两组间的数据比较，采用方差分析进行组内比较；计数资料采用卡方检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

CP患儿术前CBF结果与对照组比较：CP患儿术前经pCASL评价各兴趣区CBF明显低于正常对照组受试儿童，有统计学差异，P＜0.05。 见表1。

表1 CP患儿术前CBF结果与正常对照组比较

CP患儿术前和术后CBF比较：术后7 d和术后6月，复查患儿CBF变化情况，结果显示，CP患儿术后脑部CBF得到明显改善，与术前相比，有统计学差异，P＜0.05；且术后 6 月改善更为明显，P＜0.05。 见表2。

表2 CP患儿术前和术后7 d、6月CBF结果比较

CP患儿术后CBF结果与对照组比较：术后7 d，CP患儿各兴趣区CBF与正常对照组受试儿童比较，存在统计学差异，P＜0.05。 术后6月，虽然CP患儿各兴趣区CBF较术前和术后7 d改善更为明显，但是与正常对照组受试儿童比较，仍然存在统计学差异，P＜0.05。 见表3。

CP患儿术后临床症状观察：术后6月，CP患儿语言障碍、肌张力异常、共济失调、斜视、流涎等临床症状得到明显改善，有统计学差异，P＜0.05。见表4。

表3 CP患儿术后CBF结果与正常对照组比较

表4 CP患儿术后6月临床症状改善情况

图1 男，4岁，正常儿童。图1a：常规T2WI。图1b：pCASL图（BG 51.42 mL/（100g·min），GM 40.86 mL/（100g·min），WM 19.31 mL/（100g·min））。Figure 1. Male，4 years old，normal child.Figure 1a：Routine T2WI.Figure 1b：pCASL image(BG 51.42 mL/（100g·min），GM 40.86 mL/（100g·min），WM 19.31 mL/（100g·min）).

图2 女，3岁，左侧脑发育不全的CP患儿。图2a，2b：术前常规T2WI及pCASL图。图2c，2d：术后常规T2WI及pCASL图。术后双侧基底节区的 CBF 明显高于术前 （术前：BG 34.21mL/（100g·min），GM 28.73mL/（100g·min），WM 12.01mL/（100g·min）； 术后：BG 49.64mL/（100g·min），GM 38.13 mL/（100g·min），WM 17.52 mL/（100g·min））。Figure 2.Female，3 years old，left cerebral dysplasia of CP.Figure 2a，2b：The routine T2WI and pCASL image before operation.Figure 2c，2d：The routine T2WI and pCASL image after operation.The CBF of basal ganglia matter after operation was significantly higher than that before operation （Before operation：BG 34.21mL/（100g·min），GM 28.73mL/（100g·min），WM 12.01mL/（100g·min）.After operation：BG 49.64mL/（100g·min），GM 38.13 mL/（100g·min），WM 17.52 mL/（100g·min）).

3 讨论

自1861年William首次提出“脑性瘫痪”的概念以来，CP一直是国内外学者研究的重点和热点[7]。CBF的变化是脑损伤发生的重要机制之一[8]。脑部低灌注是CP患儿脑部组织发生病理性损伤的始动因素，将引发一系列细胞水平的恶性事件[9]。CBF是血流灌注性损伤的重要参数之一[10]。提高CBF是治疗CP患儿的一种重要手段。局部CBF及血容量的增加，导致局部氧合血红蛋白增加，提高脑组织抗氧化的能力及脑组织代谢，进而改善脑功能，缓解痉挛的症状。本项研究采用pCASL灌注成像技术对比CP患儿术前和术后CBF的变化情况，以及与正常对照组受试儿童CBF的差异。结果显示，CP患儿治疗前，各个兴趣区域CBF均值均低于正常儿童，有统计学差异，P＜0.05。接受颈总动脉交感神经网剥脱术后7 d，CP患儿的CBF已经得到改善，但是与正常受试儿童相比，仍然存在统计学差异，P＜0.05；术后6月，CP患儿的CBF值虽然较术后7 d得到更进一步改善，与术前和术后7 d相比，有统计学差异，P＜0.05；也依然稍低于正常受试儿童，P＜0.05，但是差别并不显著。CP患儿术后CBF明显高于术前。

连续性动脉自旋标记磁共振灌注成像是一种采用磁标记的动脉血水分子作为内源性示踪剂，用于测量脑组织血流灌注的非电离、非侵入式的MRI技术，由于其无创性，安全性较高，可重复性强，在儿科具有较大的应用优势[11]。但是由于连续性动脉自旋标记对硬件要求较高，需要连续施加长时间的射频脉冲，因此需要独立的颈动脉射频发射线圈，以减少磁化转移效应带来的信号衰减。随着MRI技术的发展，逐渐出现了pCASL，不仅标记效率高，而且对硬件的要求相对较低，操作简单。尽管pCASL在我国应用的时间较短，但是越来越多的医院和研究机构引入该项技术，重点诊断或研究缺血缺氧性脑病患儿脑血流灌注状态的变化，但研究结果不尽一致。本项研究选择双侧基底节区、双侧顶叶灰质、双侧放射冠白质作为感兴趣区，尤其是BG区是最容易发生损伤的区域。结果发现，正常对照组受试儿童，BG区 CBF 均值为 （58.19±12.46） mL/（100g·min），而GM和WM区CBF均值低于BG区，结果与黎芳丽等[12]研究结果一致，但是与国外的一些研究报道相比[13]，数值偏高，可能与口服水合氯醛麻醉引发脑血管扩张有关。

CP的治疗以综合治疗为主，早期发现、早期实施适当的手术和正规的康复治疗可以在很大程度上减轻患儿的残疾程度，达到生活自理、回归社会的目的。虽然之前临床上有很多医生认为颈总动脉交感神经网剥脱术机制复杂且尚不十分清楚，并不主张临床推广该项手术[14]，但是本项研究通过采用pCASL灌注成像技术对CP患儿术前、术后CBF变化的研究，也进一步证实了颈总动脉交感神经网剥脱术的疗效以及可能的作用机制，为以后更深入的研究提供了潜在的方向。根据解剖学原理，刺激网状附着于颈动脉周围的交感神经可诱发动脉收缩，因此去除颈总动脉交感神经后，血pCO2对脑血管反应性增强；另外传导机能失调，血管张力应激性下降可扩张脑血管[15]。而CBF的变化与临床症状的改善也密切相关。CP患儿术后CBF增加，使部分发育停滞的脑组织恢复其生理功能，从而改善了对上行、下行神经纤维信号的支配功能。

综上所述，pCASL可用于CP患儿颈总动脉交感神经网剥脱术后CBF改善情况评估及颈总动脉交感神经网剥脱术后疗效的动态观察，值得临床推广；另外颈总动脉交感神经网剥脱术作用机制复杂，pCASL作为一种无创的影像学检查方法，对评估颈总动脉交感神经网剥脱术的临床价值和作用机制提供了潜在的研究方向。