DTI技术测定新生儿病理性黄疸患儿小脑齿状核FA VR与病情的关系及预测ABE价值

黄开平，王荣芬, 刘云昇

(1.重庆医科大学附属儿童医院放射科，重庆 400014 2.国家儿童健康与疾病临床医学研究中心，重庆 400014 3.重庆市骨科医院放射科，重庆 400014) 4.重庆市垫江县中医院，重庆 408300)

新生儿病理性黄疸是新生儿常见疾病之一，若未予以及时有效干预，胆红素可经过血脑屏障，沉积于中枢核团，增加急性胆红素脑病(Acute bilirubin encephalopathy，ABE)发生危险性，继而对新生儿神经发育、智力发育造成严重损伤[1]。据报道，约50.0%存活患儿遗留永久性神经系统后遗症[2]。故早发现、早诊断对制定个性化康复治疗计划、降低致残率、改善预后具有重要价值。常规磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是既往脑功能损伤检查首选手段[3]，但其仅能确定脑损伤范围与程度，却无法监测新生儿缺氧所致神经纤维发育及血流变化情况，提供早期脑损伤信息。而弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)作为唯一一种无创检查活体脑白质纤维形态及走形的MRI技术，利用组织内水分子自由运动的各向异性，一定程度可有效反映活体脑白质纤维束完整程度。另有研究指出[4]，听觉通路是中枢神经系统对胆红素诱导毒性最敏感部位，而小脑齿状核是其重要结构，也是胆红素脑病受累的主要神经核团之一。然而既往ABE的DTI研究多集中于各项异性分数(fractional anisotropy，FA)、容积再现(Volume Reconstructio，VR)单参数研究，鲜少报道小脑齿状核FA、VR对ABE发生的预测价值。为进一步验证，本研究首次尝试采用DTI技术测定小脑齿状核FA、VR，分析其与新生儿病理性黄疸患儿病情的关系及预测ABE价值。详情如下。

1 资料与方法

1.1一般资料：选取2018年6月至2020年6月我院单纯新生儿病理性黄疸患儿85例作为黄疸组，并选取同期继发为ABE患儿73例作为ABE组。入选标准：黄疸组均符合新生儿病理性黄疸相关标准[5]；ABE组均存在病理性高胆红素血症，总胆红素(TSB)峰值≥342μmoL/L，伴有不同程度脑干听觉诱发电位异常改变，并同时具有以下≥2项神经系统症状：反应差、嗜睡、少吃少哭、激惹兴奋、肌张力降低或增高、惊厥等；两组临床资料完整，均符合DTI检查适应证；本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。排除标准：DTI检查前接受光疗等退黄治疗者；运动伪影、图像模糊者；孕期滥用药物史、肝功能异常、胆道闭锁或其他原因所致胆红素升高者；先天性遗传代谢紊乱者；合并颅内感染、重度窒息、Ⅲ度与Ⅳ度颅内出血者；早产儿；孕期有耳毒性药物服用史或听力障碍家族史者；监护人认知功能障碍、精神行为异常。

1.2方 法

1.2.1临床资料收集：参考相关文献自制《临床资料调查表》，调查内容包括患儿性别、胎龄、出生体质量、母亲年龄、母亲有无妊娠期高血压、日龄、黄疸出现时间、分娩方式、围产期缺氧、高钠血症、低体温发生率、阿氏评分(Apgar)、病情程度、新生儿神经行为测定(neonatal behavioral neurological assessment，NBNA)评分[6]等。其中病情程度根据血清TSB峰值分为轻度(<342 μmoL/L)、中度(342～427 μmoL/L)、重度(>427μmoL/L)；NBNA评分主要包括能力、被动与主动肌张力、原始反射、一般状态4个维度，共20项，每项0～2分，<35分为行为神经异常，分数与脑损伤严重程度呈负相关。

1.2.2DTI技术检查：均由同一名经验丰富的影像科医师进行DTI技术检查操作过程，①检查前准备：检查前30min指导患儿口服或灌肠0.5 mL/kg水合氯醛(10.0%)，待其完全熟睡后实施扫描，扫描前两耳佩戴耳机，以减少造影，避免听力损伤，同时，应用海绵固定襁褓，减少运动伪影。②检查方法：应用3.0T超导型磁共振仪(购自美国GE公司)，选用头部专用8通道正交线圈。首先实施常规MRI序列扫描，即自旋回波(SE)、梯度回波(GRE)序列T1WI横断位及矢状位、快速自选回波(FSE)序列T2WI及液体反转恢复序列(FALIR)扫描横断位。取仰卧位，以听皉线为扫描基线，对颅底至颅顶部进行扫描。DTI应用单激发自旋平面回波成像(SE-EPI)序列进行扫描，扫描参数：层厚/层距4.0/0.0 mm，重复时间(TR)5000 ms，回波时间(TE)85.7 ms，视野(FOV)240 mm×240 mm，NEX=2，b值为0、1000 s/mm2，扩散敏感梯度方向为25，矩阵128×128。③图像处理：将所得DTI数据上传至GE ADW 4.4工作站，采用Functool Ⅱ软件对数据进行处理，手动选取两侧大脑脚为感兴趣区(regionofinterest，ROI)，ROI范围为(18±1)mm2，左右ROI范围、层面均一致。为减小误差，每个部位FA、VR值测量3次，并取平均值。检查后阅片均由2名经验丰富的影像科医师进行。

1.2.3实验室指标检查：空腹取9mL肘静脉血，1000×g离心15min(离心半径6cm)，分离取血清，置于-70℃低温保存：①运用循环酶速率法测定血清总胆汁酸(TBA)水平，严格参照安徽同致生物工程股份有限公司提供的试剂盒说明书操作；②采用钒酸盐氧化法测定血清TSB、直接胆红素(DBil)水平，严格参照北京强申医学科技有限公司提供的试剂盒说明书操作；③通过酶速率法检测丙氨酸氨基转移酶(ALT)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)，严格参照上海恒远生物科技有限公司提供的试剂盒说明书操作。

2 结 果

2.1各组一般资料、病情程度、NBNA评分比较：两组间性别、胎龄、日龄、出生体质量、黄疸出现时间、围产期缺氧、低钠血症发生率、低体温发生率、Apgar评分、分娩方式、母亲年龄、母亲妊娠期高血压、母亲妊娠期糖尿病比较，差异无统计学意义(P>0.05)；两组病情程度、NBNA评分比较，差异具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 各组一般资料病情程度NBNA评分比较

2.2两组实验室指标、小脑齿状核FA、VR比较：两组ALT、GGT比较，差异无统计学意义(P>0.05)；ABE组TSB、DBil、TBA、小脑齿状核VR高于黄疸组，小脑齿状核FA短于黄疸组(P<0.05)，见表2。

表2 两组实验室指标小脑齿状核FA VR比较

2.3小脑齿状核FA、VR与病情程度、NBNA评分、实验室指标的相关性：经Spearman相关性分析可知，新生儿病理性黄疸患儿小脑齿状核FA与NBNA评分呈正相关，与病情程度、TSB、DBil、TBA呈负相关；小脑齿状核VA与NBNA评分呈负相关，与病情程度、TSB、DBil、TBA呈正相关(P<0.05)。见图1、图2、表3。

图1 小脑齿状核FA与NBNA评分、TSB、DBil、TBA的相关性

图2 小脑齿状核VR与NBNA评分、TSB、DBil、TBA的相关性

表3 小脑齿状核FA VR与病情程度NBNA评分实验室指标的相关性

2.4ABE发生的影响因素：将小脑齿状核FA、VR、病情程度、NBNA评分、TSB、DBil作为自变量，将有无ABE发生作为因变量(未发生赋值为0，发生赋值为1)，经多因素Logistic回归分析结果中显示，病情程度、NBNA评分、TSB、小脑齿状核FA、VR与ABE发生显著相关(P<0.05)。见表4。

表4 ABE发生的影响因素

2.5小脑齿状核FA、VR对ABE的预测价值：根据ABE患儿小脑齿状核FA、VR绘制ROC曲线，结果显示，小脑齿状核FA、VR联合预测ABE发生AUC最大，为0.810，敏感度、特异度分别为71.23%、78.82%。见图3、表5。

表5 小脑齿状核FA VR对ABE的预测ROC曲线

图3 小脑齿状核FA、VR单一及联合对ABE发生的预测ROC曲线

3 讨 论

ABE是高胆红素血症最严重并发症，也是造成新生儿病残率及病死率上升的重要原因，其发生机制可能与血浆中间接胆红素侵入，引发中枢神经系统紊乱，形成神经毒损伤，常累及小脑齿状核、苍白球、听神经核等神经核团[7]。然而目前对胆红素神经毒性的评价国内外尚无公认的统一诊断金标准，临床多采用TSB预测ABE发生风险，但实际上，ASE由多种因素相互作用所致，TSB浓度升高并非其唯一标准[8]。因此，寻找早期敏感指标及检查方法是临床研究热点问题之一。

近年来，随影像学技术发展，MRI凭借高软组织分辨率、多方位、多参数、无辐射等优点在诊断新生儿脑损伤方面研究日渐增多。且多项研究已证实[9,10]，常规MRI双侧苍白球对称性T1WI高信号是临床公认的ABE影像学诊断依据。但研究表明[11]，胆红素神经毒性不仅作用于特定神经核团，同时还作用于脑白质，脑白质纤维髓鞘破坏或发育延缓是其主要机制，延髓、脑桥及小脑则是其主要作用部位。而DTI是一种在扩散加权成像基础上发展的新型MRI检测技术，对组织细微结构病变具有独特识别优势，可有效评价婴幼儿髓鞘化程度、轻微脑白质损伤及纤维结构发育情况。FA、VR是DTI常用描述参数，其中FA是评价各向异性程度的重要参数之一，也是判断脑组织发育状况的一个独特标识，其表达越高，代表水分子趋向于各向异性，可有效显示神经纤维束形成、脑白质纤维完整性及髓鞘化程度。国外学者通过观察围产期缺氧缺血性脑病兔子模型发现，孕后期及新生儿期受围产期缺氧缺血损害，神经元及少突胶质细胞被大量损耗，导致FA值减低[12]。VR为容积比，其表达与各向异性程度存在正相关性，与神经纤维线性走形形态、排列存在负相关性[13]。本研究结果显示，与新生儿病理性黄疸患儿比较，ABE患儿小脑齿状核FA值下降，VR值升高，结合张建良[14]研究结果考虑可能与ABE患儿存在神经纤维损伤或髓鞘形成异常有关。同时，邓敏等[15]关于胆红素脑病听觉通路DTI研究发现，FA值与听觉阈值存在线性负相关性，其机制可能为胆红素可损伤神经元及神经胶质细胞，破坏大脑皮层下听觉通路神经纤维束，导致髓鞘脱失。进一步佐证了FA、VR值可作为早期脑白质损伤的标志物，且小脑齿状核有望成为胆红素神经毒性MRI研究的新视点。

另外，本研究相关性分析，随TSB、DBil、TBA水平升高，病情程度加重，小脑齿状核FA呈下调趋势，VA则呈上调态势，这可能是由于胆红素在神经细胞高浓度聚集沉积，加重神经细胞膜破坏，充分说明FA、VR值反映神经纤维损伤程度与TSB、DBil、TBA水平、病情程度具有良好相关性，从分子层面佐证了胆红素沉积与脑损伤存在密切联系。而NBNA评分是全面评价新生儿神经行为发育水平的重要指标，可及早发现轻微脑损伤。本研究显示，小脑齿状核FA、VR值与NBNA评分相关系数较高，这可能归因于小脑齿状核脑白质纤维排列较为紧密，受损后易被检出。由此可见，DTI参数改变，可提示神经系统损伤的存在，从而为临床ABE诊断提供客观依据。为进一步明确DTI测定小脑齿状核FA、VR对ABE的预测价值，本研究通过绘制ROC曲线可知，小脑齿状核FA、VR联合预测ABE发生AUC最大，为0.810，超过上述指标单一预测，且敏感度、特异度均有所改善。提示早期采用DTI测定小脑齿状核FA、VR，对ABE发生具有一定预测价值，有助于指导临床实施有效干预手段，促进预后改善。但本研究采用手工选取ROI的方法，在解剖定位时可能出现误差，且本研究仅选取小脑齿状核部位进行分析，缺乏对其他听觉传导通路部位的相关研究，需更多研究作进一步论证。

综上可知，小脑齿状核FA、VR与新生儿病理性黄疸患儿病情程度存在显著相关性，早期采用DTI测定小脑齿状核FA、VR，可为临床评估病情程度、预测ABE发生提供有效辅助手段。