多模态磁共振成像早期诊断新生儿缺血缺氧性脑病及预后的应用进展

吴为民

（右江民族医学院附属医院 放射科，广西 百色）

0 引言

新生儿缺氧缺血性脑病（Hypoxic Ischemic Encephalopathy, HIE）是指围产期、新生儿期由于宫内窘迫、新生儿窒息等引起的脑供血不足，脑组织呈低灌注状态，而出现的相应的脑缺血缺氧系列临床症候的脑损伤性疾病，是新生儿常见病之一，是导致新生儿致残后遗症的重要原因，甚至死亡的重要原因。磁共振成像是以核磁共振现象作为物理学基础的新兴影像成像技术。随着磁共振技术的发展及广泛的临床应用，磁共振成像从结构成像到分子成像的跃进，在疾病的早期诊断及预后评估上也获得进步。磁共振新技术的涌现，多模态成像如脑弥散成像（Diffusion Weighted Imaging, DWI）、磁敏感（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）成像、动脉自旋标记（Arterial Spin Labeling, ASL）脑灌注成像等开始应用于临床研究，加之磁共振成像具有图像分辨率高、提供信息丰富、无创伤及无X 线辐射等优点，磁共振常规成像已广泛应用于临床。多模态磁共振成像技术的应用研究尚在起步阶段。任何一种单模态的磁共振检查技术是不能完整地显示病变的结构、功能及分子等方面的信息，这些说明了其局限性。现代技术的发展，强调了精准医学，因而多模态磁共振技术的应用，可以达到优势互补，相互验证，可以提供解剖、功能、分子等方面的信息。

1 多模态磁共振成像的特征及应用进展

1.1 磁共振常规平扫

磁共振常规平扫包括有T1WI、T2WI、T2FLAIR。磁共振运用于临床以来，由于其具有图像分辨率高、提供信息丰富、无创伤及无X 线辐射等优点，在医学诊断领域得到了广泛应用，带来了很好的社会及经济效果。在新生儿HIE 方面的应用研究开展广泛，新生儿HIE 的病理基础是缺氧性脑病，病理改变是脑水肿和脑坏死。缺氧导致脑水肿和神经元坏死，缺血主要引起脑梗塞和白质软化。在常规磁共振成像上表现为早期无明显特异性表现，重度HIE 患者可表现为早期T2FLAIR 高信号或等高信号，或不规则等高信号。水肿者T2WI 表现有白质高信号，T1WI 表现可为高信号、可为等信号、可为低信号。根据临床分型不同表现不一。有出血者早期T1WI、T2WI 均为等信号或T2WI 表现低信号。有学者研究认为[1]，新生儿缺氧缺血性脑病引起T1WI 高信号有相关性。有学者研究认为正常足月新生儿出生时内囊后肢的髓鞘已经形成，在T1WI 上表现为高信号[2]。因此，笔者认为，常规磁共振成像在早期诊断新生儿HIE 方面是否存在特异性差异，有待进一步研究。有学者认为，基底节、丘脑T1WI 异常高信号可能与缺氧缺血性脑病严重程度相关，基底节、丘脑信号的改变可能对HIE 预后提供帮助[3]；新生儿HIE 引起脑质损伤，与预后中枢神经功能异常有相关性[4]。因此，常规磁共振成像早期诊断新生儿HIE 及预后评估尚存在敏感性、特异性欠缺的单一性成像模态。

1.2 磁共振（DWI）成像

DWI 是磁共振成像新技术，是反映生物体内水分子的热运动状态，当组织发生病变时，细胞的结构、功能、代谢等发生了异常，细胞间水分子的自由扩散运动就受到了影响，水分子的扩散运动增加或受限在MRI 成像上以信号形式表现出来。组织信息改变首先是水分子量及运动形式的改变，DWI 就是通过监测人体组织中水分子运动形式及受限制的程度等信息，反映组织微观结构的变化，常用扩散系数（Diffusion Coefficient, DC）来描述。其遵循Fick's 规律，间接反映组织的微观结构特征[5]。为精准描述水分子扩散程度，引入表观扩散系数（Apparent Diffusion Coefficient, ADC）值 来 定 量 计 算，获 得DWI 和ADC 图。1990 年，Michael moseley 发现扩散成像在早期脑缺血诊断中的价值以来，磁共振DWI 成像在疾病的早期诊断及许多鉴别诊断中起着重要的作用，是检测生物体组织发生病变的无创性成像方法。有学者研究[6]新生儿HIE 发现，16 例HIE 在DWI 上均有特征性显示，呈高信号；在常规MRI 中只有3 例HIE 在FLAIR序列上显示高信号，13 例HIE 在常规MRI 中未见明显异常信号改变，颅内出血表现为T1WI 高信号，T2WI 低信号；DWI在检测缺血方面优于MRI 常规检查，对早期诊断有敏感性。有学者认为DWI 及ADC 对1 周内HIE 患儿异常的发现率高度一致，尤其是对皮质、脑干、内囊区。Goergen SK 等[7]的研究发现，DWI 出现内囊信号的异常提示HIE 患儿预后不良。DWI 不仅能早期发现异常，对于预后也有一定的指导作用[8]。Liauw L 等[9]在对HIE 患儿的头颅DWI 成像的研究中发现，ADC 值在基底节区、脑干等区域上的改变与HIE 患儿预后不良有相关性。Cavalleri F 等[10]的研究发现，Barkovich 评分系统测得的弥散值对HIE 患儿预后的评估上优于ADC 值。Alderliesten T 等[11]对HIE 患儿的研究发现，常规MRI 成像及DWI 成像，预测HIE 患儿预后更有效。

1.3 磁共振（SWI）成像

SWI 是在传统梯度回波T2WI 基础上研发的功能磁共振成像新技术，三维数据采集，具有薄层、分辨率高的成像特点，后处理后获得相位图、幅度图及后处理融合图，对显示血液代谢物敏感性极高[12]。SWI 对新生儿HIE 少量出血显示敏感[13-14]。SWI 对新生儿HIE 缺氧的程度及出血更为敏感。有学者研究得出，SWI 在新生儿HIE 脑病中，对伴有出血的HIE 病人检出率为57.7%[15]。SWI 应用于新生儿HIE 的研究，开展广泛，但在新生儿HIE 早期方面的精确诊断尚无定论，仍在研究中。SWI 在新生儿HIE 出血灶检出率上具有优势，联合SWI、DWI 分别与常规MRI 序列对新生儿HIE检出阳性率之间的差异具有统计学意义，HIE 检出率明显提高[16]。有学者研究，SWI 与新生儿HIE 分度有相关性[17]。SWI 成像在新生儿HIE 早期诊断上，对于伴有微量出血方面有优势。

1.4 动脉自旋标记（ASL）脑灌注成像。

ASL 方法是对动脉血作磁标记作为内源性示踪剂，对灌注进行定量测量的一种无创技术。它利用磁标记动脉血液中的水分子作为内源性对比剂。ASL 是一种新型的无创MRI 灌注成像技术，对成像层面流入的动脉血进行示踪磁标记，得到血流灌注影像，通过后处理分析测量相对脑血流量（relative Cerebral Blood Flow, rCBF），通过rCBF 了解HIE患儿脑血流灌注情况。史浩等[18]对正常新生儿与HIE 患儿的rCBF 进行研究发现，rCBF 值能够有效检测HIE 患儿脑组织灌注的异常。Massaro AN 等[19]对第2 周末新生儿行常规MRI 及ASL 成像发现，HIE 患儿的rCBF 有统计学意义，MRI 表现正常与HIE 患儿的rCBF 存在负相关，这可能与rCBF 的假正常化有关。De Vis JB 等[20]的研究发现，HIE 患儿ASL 成像的rCBF 值结合常规MRI 表现对HIE 患儿的预后评估更具有临床价值。

比较于传统静脉团注对比剂的灌注成像，ASL 灌注磁共振成像最突出的优点在于它的非侵袭性，可以测量任何年龄组实验者的脑血流量（Cerebral Blood Flow, CBF）值，不存在累积效应，可在短时间内反复测量，而且磁共振扫描用6 min左右即可完成。近年来，随着ASL 灌注成像技术上的进展，已经使其从可行性研究阶段跃升到临床应用的前沿[21]。脑部低灌注是新生儿HIE 的病理改变的始动因素，CBF 反映脑的灌注状况、代谢需求和神经功能，是评价儿童脑损伤和恢复的重要参数。过去灌注应用于新生儿受到限制，是因为需要注射钆-喷酸葡胺对比剂。冀旭等[22]研究发现：ASL 对足月HIE 患儿顶叶皮层和基底节区的CBF 值存在差异，有统计学意义（P＜0.01）；白质区和灰质区血流量（CBF）存在差异有统计学意义（P＜0.01）。实验组各感兴趣区8～24 h，CBF值与正常对照组水平相比明显降低（P＜0.05）；缺血缺氧后48 h，实验组白质CBF 值与正常对照组无明显差异，基底节区和顶叶皮层的CBF 显著高于正常对照组（P＜0.05)；7～12 d 实验组与对照组各感兴趣区CBF 无明显差异。在出生后48 h，实验组顶叶皮层和基底节区出现充血现象（P＜0.05），研究说明ASL 早期诊断新生儿HIE 性病具有临床应用价值。Pienaa R等[23]研究认为，缺血性损伤的脑组织表观扩散系数（ADC）降低的程度与灌注改变密切相关。有研究认为，HIE 患儿在出生7 h 后再进行CASL 检查可能已经无临床意义。ASL 在新生儿HIE 诊断方面可以从血供上进行判断，在早期诊断及预后评估上存在不同的看法，有待进一步研究。

2 讨论

因此，笔者认为，多模态磁共振成像应用于新生儿方面的研究应用上有优势，多模态磁共振成像可以提供解剖信息、基础生化、病理信息等，相互取长补短，从而在新生儿HIE 早期诊断及鉴别诊断、治疗及转归上具有优势。多模态磁共振成像随着研究的深入，在新生儿缺氧缺血性脑损伤的精准诊断与临床干预中将得到广泛应用。多模态磁共振成像在新生儿HIE 的早期诊断及预后评估有待进一步研究，为新生儿HIE 精准诊断提供经济适用的检查模式。