学龄前儿童高热惊厥胼胝体弥散张量成像研究

李金成，苏晓艳，金美善，吴巍

高热惊厥是儿童常见的急症之一，绝大多数患儿表现为无征兆高热合并不自主抽搐，学龄前儿童多见。如控制不及时可引起组织、器官缺氧缺血，最终导致严重后果[1-2]。有研究表明惊厥后幼鼠脑内存在神经元凋亡坏死、胶质增生、突触重塑、苔藓纤维芽生等不同变化[3]。而胼胝体作为有髓神经纤维的重要组成部分，是否高热惊厥后存在病理反应，目前尚不清楚。随着影像学技术的不断发展，对于高热惊厥研究报道越来越多，也越来越深入。弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一种特殊的MRI功能成像技术，越来越多的应用于人体的各部位检查[4-9]。其中各向异性分数(fractional anisotropy，FA)与表面扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)是DTI主要参数。其定义为水分子的扩散各向异性成分占整个弥散张量的比例，反映的是弥散方向[10]。DTI广泛应用于神经系统疾病的诊断中，Flores等[11]把DTI应用到脑干海绵状血管瘤术前诊断中，引起了很大反响。本研究利用DTI对学龄前儿童高热惊厥患者的脑部胼胝体进行检测分析，观察胼胝体各部微观结构变化，分析DTI对高热惊厥患儿上述变化的相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2013年6月至2019年1月在我院行DTI检查病例180例，因高热惊厥抽搐患儿90例设为观察组，因头痛等非高热及无神经系统感染阳性体征患儿90例设为对照组。患儿的年龄范围为3～6岁。观察组中男47例，女43例；平均年龄(4.0±1.8)岁。对照组中男53例，女37例；平均年龄(4.0±1.9)岁。两组患儿在性别、年龄方面比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 检查方法 MR检查前15～30 min，按50 mg/kg给予患儿10%水合氯醛肛门灌肠镇静。检查时给患儿佩戴耳罩或耳塞减小声音干扰。头部两侧薄海绵挤压固定，在安静状态下进行扫描。采用荷兰Philips1.5T超导型MRI扫描机，头颅正交线圈完成MRI扫描像。所有受试者图像采集如下，以胼胝体前后联合连线(AC-PC线)为基准，TR=7.5 ms，TE=3.5 ms，矩阵matrix=240×240，激励次数NSA=1，FOV=24 cm×24 cm，DTI图像采集：采用单次激发双自旋回波EPI序列：TR=10 324 ms，TE=70 ms，矩阵=128×128，激励次数NSA=2，FOV=24 cm×24 cm，层厚=2 mm，间隔=2 mm，EPI factor=59。感兴趣区白质纤维束重建：应用Philips公司自带Fiber Trak工具包，调整控制FA阈值、角度阈值及步长等，最后定义最大FA值=0.15，最大角度阈值=27°，最大长度=10 mm，对胼胝体多个感兴趣区(ROI)的神经纤维束追踪并重建。

1.3 DTI数据处理 提取所有研究对象DICOM格式DTI原始数据，获得FA图与ADC图。手工勾画正中矢状面上胼胝体的轮廓，并根据Witelson范式分割为5个亚区同时作为感兴趣区，提取FA值及ADC值。

1.4 图像与数据处理 所得图像由2名放射科副主任医师应用双盲法进行观察、分析。采用手动绘制确保感兴趣区的准确性。重建后记录各例胼胝体各部的FA值与ADC值。

2 结果

两组不同部位FA值和ADC值比较见表1。

表1 两组不同部位FA值和ADC值比较

注：与对照组比较，at=2.861，2.017，3.197，2.389，2.281，P<0.05。

表1结果表明，观察组胼胝体各部FA均较对照组明显减低，ADC值均较对照组明显增加，观察组胼胝体前1/3部及前体部、压部FA值低于对照组，观察组胼胝体前1/3部及压部ADC值高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

DTI是现今唯一一种无创性观察活体脑组织微结构的磁共振成像技术，它可对脑白质进行定量测量，弥补了常规磁共振成像的不足[12]。尤其DTI在观察脑白质的走行方向及微结构的完整性方面具有明显优势，被认为是评价各种神经系统疾病中脑白质变化的最有用的工具[13]。在人体中枢神经系统中，受不同组织的影响，水分子在不同方向上的扩散能力也不相同，即各向异性。FA值是一种用于定量分析脑白质纤维各向异性的主要参数。它是扩散各向异性与整个扩散的比值，范围为0～l。当FA值越接近l，越表明扩散趋于各向异性，提示纤维束的细胞膜、髓鞘、轴索完整性好；当FA值越接近0，越表明扩散趋于各向同性，即说明水分子扩散在各个方向上所受到的限制趋于一致，提示神经纤维束受到破坏或者发育不成熟。因此FA值是脑白质成熟的一个独特的指标。

本实验研究的年龄范围是学龄前儿童，此期患儿的中枢神经系统因为高热长时间处于过度兴奋状态，各种环境刺激使脑细胞的敏感度增加，惊厥阈值下降；与此同时神经元耗氧量、糖代谢量都增高，使脑细胞功能发生紊乱，导致脑组织异常放电而引起惊厥[14]。如图1、2、3，核磁DTI扫描能从不同角度清晰显示胼胝体各段解剖形态并提供FA值图。本研究结果显示，胼胝体神经纤维束结构存在完整性的损害，提示很可能是高热惊厥引起连合纤维完整性的改变。本研究结果还显示，胼胝体各部均受到损害说明其神经纤维微细结构受损的部位比较广泛。

图1 横断面显示胼胝体压部及膝部解剖形态

图2 横断面显示胼胝体压部及膝部FA图

图3 大脑矢状面经胼胝体压部层面的FA图

本研究发现学龄前高热惊厥的患儿脑部胼胝体各部FA值均较对照组减低，胼胝体前1/3部及前体部、压部FA值改变具有统计学意义。胼胝体各部ADC值均较对照组增加,胼胝体前1/3部及压部改变具有统计学意义，胼胝体峡部因体积小故存在测量误差。儿童高热惊厥患者常规MRI平扫可表现为脑白质正常，而DTI扫描通过FA值及ADC值观察分析能够明显显示出异常。

综上所述，虽然DTI检查不是热性惊厥检查中的常规项目，但是DTI对学龄前高热惊厥患儿的诊断比常规MRI更敏感，可作为高热惊厥检测及病情评估的敏感指标之一。