磁共振扩散张量成像在新生儿缺氧缺血性脑病中的早期诊断价值

刘春花，祝海怡，陈文俊，袁灿桃

（广东省妇幼保健院放射科 广东 广州 510010）

新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是一种基于围产期缺氧所导致的脑部病变病症，与宫内窘迫、早产、窒息缺氧等具有相关关系[1]。脑部能量主要源自于葡萄糖，缺氧与缺血状态可导致脑部能量供应不足，可影响到脑组织正常发育。病症较轻的患儿可经由早期药物治疗与康复治疗达到治疗效果，若是治疗不及时或是治疗不合理，可能会影响到患儿的生长发育，主要表现包括语言、智力等功能障碍，严重的甚至会导致患儿昏迷、脑瘫、癫痫等[2]。对于HIE患儿的治疗，早期治疗可改善预后，降低疾病风险，而早期诊断的前提是早期确诊与可靠的病情评估。磁共振弥散张量成像（DTI）可反映脑白质纤维束损伤状况，定量评价脑损伤程度与发育情况，是HIE的主要诊断方式。本研究选取广东省妇幼保健院收治的HIE患儿70例与25例健康新生儿进行对比观察，分析DTI在HIE早期诊断中的应用效果。具体内容报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年1月—2021年6月广东省妇幼保健院收治的HIE患儿70例纳入观察组，包括重度12例，中度32例，轻度26例；另取同期健康新生儿25例为对照组。观察组中男女比例为38:32；剖宫产30例，自然分娩40例；患儿日龄2～6 d，平均（4.14±1.05）d；平均胎龄（39.15±0.26）周。对照组中男女比例为14:11；剖宫产11例，自然分娩14例；新生儿日龄2～6 d，平均（4.21±1.03）d；平均胎龄（39.24±0.18）周。两组患儿一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

所有纳入对象检查前30 min口服15%水合氯醛或灌肠，睡熟后佩戴隔音耳机或耳塞保护听力，用双层凹海绵固定耳外，控制运动伪影。扫描期间家属与医生全程陪同，关注患儿呼吸与心率变化情况。应用Brivo MR355 MRI诊断仪，行常规序列头颅MRI扫描与DTI序列扫描，线圈8通道头颈联合线圈。常规序列包括T1WI、T2WI、DWI、液体衰减反转恢复序列，自颅底扫描到颅顶，扫描16层，间距0.5 mm，层厚4 mm。参数为：Sag T1WI，TR 330 ms，TE 6 ms；Axi T1 FLAIR，TR 7 800 ms，TE 125 ms；Axi T2WI，TR 7 800 ms，TE 125 ms；Axi T2 FLAIR，TR 9 000 ms，TE 172 ms；Axi DWI，TR 5 000 ms，TE 80 ms。b 值 0、1 000 s/mm2。DTI序列为，TR 9 000 ms，TE 105 ms，视野240 mm×240 mm，激励次数3，b值取0、1 000 s/mm2，扩散敏感梯度方向15。

将扫描图像导入GE AWVolumeShare处理工作站，原始图像通过专业软件处理，自动生成各向异性分数图像与ADC图像等。由2名专业医师进行阅片，并提供诊断报告。

1.3 观察指标

统计患儿与健康新生儿各脑区阈值（FA值）；分析DTI技术中FA值在各脑区中诊断HIE的效能。

1.4 统计学方法

使用SPSS 21.0统计软件进行数据处理，用（±s）描述计量资料，以t检验；计数资料采用频数、百分比率（%）表示，以χ2检验。P＜0.05代表数据对比差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组受试者各脑区FA值对比

观察组患儿豆状核与半卵圆中心及额叶白质等脑区FA值均显著小于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 两组受试者各脑区FA值对比（ ±s）

表1 两组受试者各脑区FA值对比（ ±s）

组别 例数 豆状核 半卵圆中心 内囊后肢观察组 70 0.140±0.012 0.231±0.013 0.490±0.018对照组 25 0.147±0.011 0.281±0.014 0.570±0.021 t 2.557 16.177 18.244 P 0.012 ＜0.001 ＜0.001组别 例数 内囊前肢 额叶白质观察组 70 0.390±0.021 0.230±0.010对照组 25 0.420±0.016 0.260±0.014 t 6.493 11.527 P＜0.001 ＜0.001

2.2 不同严重程度患儿检查结果对比

重度患儿豆状核与半卵圆中心及额叶白质等脑区FA值均显著小于轻度与中度程度患儿（P＜0.05），见表2。

表2 不同严重程度患儿检查结果对比（ ±s）

表2 不同严重程度患儿检查结果对比（ ±s）

注：与重度患儿对比，*P＜0.05。

组别 例数 豆状核 半卵圆中心 内囊后肢轻度 26 0.140±0.012* 0.252±0.015* 0.508±0.013*中度 32 0.140±0.013* 0.231±0.015* 0.493±0.012*重度 12 0.138±0.014 0.207±0.021 0.462±0.011组别 例数 内囊前肢 额叶白质轻度 26 0.402±0.013* 0.242±0.015*中度 32 0.395±0.012* 0.234±0.013*重度 12 0.364±0.011 0.203±0.014

2.3 DTI技术中FA值诊断HIE效能分析

DTI技术中FA值在各脑区中诊断HIE效能均较高。见表3。

表3 DTI技术中FA值诊断HIE效能分析

3 讨论

3.1 HIE特征

缺氧缺血性脑病是一种基于围产期缺氧所导致的脑部病变病症，与宫内窘迫、早产、窒息缺氧等具有相关关系。新生儿发生缺氧缺血性脑病后，以嗜睡、精神过度兴奋、反应迟钝为主要表现[3]。脑部能量主要源自于葡萄糖，缺氧与缺血状态可导致脑部能量供应不足，可影响到脑组织正常发育，引发以上症状[4]。病症较轻的患儿可经由早期药物治疗与康复治疗达到治疗效果，若是治疗不及时或是治疗不合理，可能会影响到患儿的生长发育，而主要表现包括语言、智力等功能障碍等，严重者甚至会导致患儿昏迷、脑瘫、癫痫等。目前对于缺血缺氧性脑病的病因研究还未明确，且发病机制并不清晰。据大量临床实践以及有关研究资料推测，缺血缺氧性脑病的发生可受到多种作用影响，例如脑血流量调节功能下降与脑组织代谢的异常。健康新生儿脑血管以舒张与收缩进行脑组织血流量的调节，血流量减少时脑血管舒张，此种功能维持进入脑组织的流量处在稳定状态。但若脑组织处在缺氧缺血状态下，则血压波动较大，血流量变化明显，脑血管调节功能下降，可进一步加重缺血缺氧程度。在脑组织代谢异常因素方面，人体各脏器组织代谢与脑需要的氧及葡萄糖含量最高。缺血缺氧状态下能量供应不足，可影响到脑组织代谢的增加。而脑组织代谢异常，可造成脑组织软化与坏死或出血。除此之外，脑部对于缺血缺氧的易感区在缺血缺氧性脑病发生及发展中也起到一定作用。不同胎龄胎儿与新生儿脑的成熟部位存在一定差异，对于缺氧缺血的易感程度也有所不同，为此早产儿更容易发生缺氧缺血性脑病。

新生儿缺氧缺血时间、程度、病变范围与后遗病变之间存在密切关联。其中重度缺氧缺血可引发脑内出血或梗死，在时间发展下，缺少侧支循环，造成神经元细胞凋亡及坏死，形成软化灶。结合白质坏死程度的不同，脑软骨累及范围可也呈现出一定差异[5]。缺氧缺血性损害所引发的灰白质牵引、软化，可影响到新生儿脑组织发育情况。轻度患儿多无不良影响，或少许脑沟加宽，病情程度高的患儿可造成广泛脑萎缩。轻度缺氧缺血患儿可表现为神经细胞肿胀，其中部分出现选择性死亡，脑白质不会受到明显影响，通过及时治疗多数患儿预后练好，少数可出现脑组织损伤。

3.2 DTI用于HIE效果

新生儿缺氧缺血性脑病持续时间越长，则发生脑损伤风险或损伤范围越大，为此，早期确诊并给予有效治疗对改善预后至关重要[6]。临床诊断中，MRI序列扫描可借助于不同年龄段儿童脑灰质信号评估脑组织发育情况，但此种检测技术主观倾向明显，缺少定量指标。DTI特征参数FA值可为HIE患儿脑白质髓鞘化提供量化治疗，有助于更为客观地评估患儿脑部病变。通过本次调查发现，观察组患儿豆状核与半卵圆中心及额叶白质等脑区FA值均显著小于对照组健康新生儿。重度患儿豆状核与半卵圆中心及额叶白质等脑区FA值均显著小于轻度与中度程度患儿。DTI技术中FA值在各脑区中诊断HIE效能均较高。DTI技术建立在加权成像基础上，施加6个方向弥散敏感梯度场，获取到可描述组织水分子运动图像。基于水分子扩散各向异性掌握内部细小变化情况，进一步明确组织细微结构与功能结构变化情况。

DTI属于敏感性较强的MRI技术，有助于评估新生儿与成年人早期脑缺血改变情况。DTI参数中FA指代表组织中水分子扩散各向异性成分与全部扩散张量之比。检测结果大小与脑白质神经纤维束方向性与完整性相关，FA范围为0～1，靠近0代表白质纤维束损伤程度严重。将ADC值作为参照，FA值无假正常化现象，可客观显示HIE相关的脑损伤程度。从不同缺血缺氧程度患儿之间的对比结果来看，脑白质损伤区FA值下降，代表目标区神经纤维髓鞘受到损伤。髓鞘为少突胶质细胞或施万细胞细胞膜延伸到邻近轴突并融合形成的原生质膜[7]。髓鞘受到损伤后，会直接造成轴突生长受限及数目减少。新生儿基于缺氧缺血所引发的脑白质损伤与发育情况诊断中，可利用FA值实现无创性检查。FA可显示HIE脑白质损伤程度，将MRI作为参照，参数FA在疾病早期诊断中具有更高应用价值。进行常规MRI扫描时，可出现异常信号消失，代表此种检测方法序列下轻度HIE并不会出现明显表现。而不同程度HIE鉴别中，FA也可提供充分依据，表现出明显差异，且在不同脑区中均可表现。

3.3 FA值于髓鞘发育中变化规律

髓鞘是少突胶质细胞或施万细胞的细胞膜，向临近轴突延伸并融合所形成的原生质膜。人脑部的髓鞘化出现在孕中期，自中心开始向外周延伸，从头侧到尾侧、从背侧到腹侧进行，其中感觉纤维对比运动纤维开始时间较早。DTI特征性参数FA指基于年龄增加可表现为非线性增加，能够显示白质纤维素细微结构变化情况。新生儿阶段FA较低，在年龄增长下可随之升高。新生儿阶段颅脑发育过程中存在FA值的两次显著增加。其一为髓鞘化前阶段，此过程中将白质结构的增加作为主要变化特征，未出现髓鞘化。其中轴突内微管结合蛋白与轴突直径以及少突胶质细胞数量的增加较为明显，除此之外还可伴随轴突背膜某种特性改变。第2次变化为髓鞘化过程，也就是随翘形成阶段。两个增加过程，在不同脑区域出现的时间存在一定差异。

3.4 DTI用于HIE随访可行性

在HIE患儿随访中主要用磁共振检测评估髓鞘化进程，在不同年龄段灰白质信号的对比下判断患儿脑组织发育情况。利用此种检测技术，存在一定主观性，缺少量化指标。而白质损伤区域，FA值下降可显示出受累纤维走形区域髓鞘化不良轴突生长障碍或数量减少的存在。基于此认为 FA值能够更为客观显示缺血缺氧性损伤对于髓鞘发育的影响作用。DTI参数FA值还可显示 HIE所引发的髓鞘延迟情况。在患儿不断生长发育下，白质纤维束持续髓鞘化与损伤后部分髓鞘的恢复情况也均可通过FA制进行判断。而此项检查具有无创性特征，为此DTI可作为HIE损伤后脑白质发育情况评估的无创性监测手段。HIE所引发的脑白质损伤到患儿青春期仍然有部分患儿未得到修复。利用DTI复查能够精准显示HIE引发的随叫随到。即便不存在严重神经系统后遗症的HIE患儿同样需要持续且长期进行随访复查，以便于及时识别神经系统发育异常情况。可利用FA值量化评估不同程度下，HIE对于白质纤维素发育的影响作用。其中重度患儿白质纤维素破坏严重，常规情况下遗留存在，不可逆性严重结构损害可超出脑组织代偿范围，在此种情况下，FA值检测结果下降显著。

在医学水平的不断发展下，针对缺氧缺血性脑病的临床治疗效果也在逐步提升，而针对此病症患儿的有效治疗方案也在不断研究过程中，有大量研究结果显示，适当的家庭康复训练有助于提升缺氧缺血性脑病患儿的治疗效果，降低疾病对患儿健康生长发育的不良影响。针对缺氧缺血性脑病患儿给予早期家庭康复训练，实施感染刺激与动作训练，有助于促进患儿大脑代偿性神经细胞再生，从而促使患儿尽快康复，减少后遗症的发生。脑缺血后恢复足够的供氧是脑组织恢复的主要方向，而早期的运动功能训练，经由刺进患儿身体感觉神经与其他感觉器，有助于改善患儿肌张力。即便具备以上多种有效康复干预手段，但若救治不及时，依然可能造成不可逆损害，为此，对于缺氧缺血性脑病应积极探索有效的早期诊断措施与治疗手段，为提升疾病治愈率，降低并发症风险提供支持。

综上所述，HIE诊断中，DTI检查可提供客观且全面的脑损伤评估结果，其中参数FA值在疾病早期诊断中应用价值较高。