早产儿脑室周围-脑室内出血与小脑发育的相关研究

刘瑞可，李桂芳，王影，杜学谦

沧州市人民医院，河北 沧州 061000

早产儿脑发育不成熟，特别是极早及超早产儿，仍存在高风险的不良神经发育结局，Ortinaul等[1]报道5%～10%的早产儿有发生脑瘫的风险，25%～50%的早产儿有认知、行为或语言的缺陷，脑室周围-脑室内出血（periventricular-intraventricular hemorrhage,PIVH）的早产儿表现更为突出[2]。早产儿脑血管自主调节功能障碍，95%出生后前5 d存在压力被动型脑循环[1]，＜32周的极低出生体重（very low birth weight,VLBW）早产儿容易发生PIVH，尤其是＜28周的超早产儿更容易发生，导致其死亡率和发病率增加，可能出现不良神经发育结局。小脑是幕下结构的重要组成部分，除了控制姿势、步态、音调和协调运动功能外，还参与人脑中更高级的功能，如认知、运动、学习、语言和记忆功能[3]。妊娠晚期生长发育最快，速度超过了大脑半球，从孕28周到40周，小脑体积增长了近5倍[4]，而早产儿处于小脑快速生长发育的敏感时期，可能出现小脑发育障碍，并伴有其他类型的脑损伤，如脑室周围-脑室内出血、出血性梗死、脑室周围白质软化、弥漫性白质损伤等。因此，评估PIVH对小脑生长发育的影响具有重要意义。

小脑与幕上结构和脊髓之间存在重要联系，Tam等[5]通过MRI研究发现早产儿重度脑室出血与受损的小脑微结构有关联，之前我们研究[6]显示早产儿胼胝体生长发育与小脑蚓部生长发育之间存在相关性，并随着胎龄的增加而增长，二者的生长方向相同，提示幕上和幕下主要连接结构的生长发育模式类似，对于临床具有指导意义。Limperopoulos等[7]研究结论显示妊娠晚期小脑的加速生长可能受到早产因素的影响，早产儿胎龄越小，其小脑体积越小，而小脑的生长发育与早产儿幕上病变之间关联性不大。而Srinivasan等[8]研究显示导致生后小脑体积减少的最重要的因素是幕上病变，如新生儿出血性脑梗死、伴有扩张的脑室内出血和脑室周围白质软化等。Selim Sancak等[9]研究显示PIVH对早产儿小脑横径和小脑蚓高生长具有较大影响，但其选取研究指标有限。本研究应用超声检测PIVH和非PIVH组早产儿的小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积差异，旨在更加全面评估PIVH对小脑生长发育的影响，为早期评估PIVH早产儿脑发育提供有效参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2017年1月至2019年12月，沧州市人民医院新生儿科收治的早产儿200例，平均胎龄为（28.73±2.17）周，出生体重为（1175±187）g。纳入标准：①胎龄从母亲末次月经期开始计算，并使用早期妊娠超声数据进行矫正；②胎龄＜32周，出生体重＜1500 g，均为适于胎龄儿；③无先天畸形及脑发育异常、无中枢神经系统感染、无小脑出血；④出生72 h内和纠正胎龄40周完成颅脑超声图像的采集，图像清晰、测量断面符合研究条件。本研究获得医院医学伦理委员会批准（2019-06-11）和监护人知情同意。

按照有无PIVH将早产儿分为两组：PIVH组67例，平均胎龄为（27.52±2.14）周，出生体重为（1153±207）g，非PIVH组133例，平均胎龄为（28.02±1.96）周，出生体重为（1186±176）g；按照脑出血等级将PIVH进一步划分为两组：Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿33例，平均胎龄为(27.39±2.19)周，出生体重为(1157±205)g，和Ⅲ、Ⅳ度PIVH早产儿34例平均胎龄为(27.65±2.12)周，出生体重为(1153±207)g。

1.2 仪器与方法

所有研究对象于出生后72 h内和纠正胎龄40周时接受颅脑超声检查，使用飞利浦iu Elite超声诊断仪，C8-5新生儿颅脑专用探头，频率5～8 MHz，取平卧位，以前囟为透声窗。作矢状面扫描，调整探头获得标准正中矢状切面，完整显示小脑蚓部，作冠状面扫描，调整探头获得标准小脑横径切面。取最佳图像冻结并储存，所有图片和文字资料均输入PACS系统。由两名熟悉新生儿超声诊断的医师对采集图像进行勾画及测量，测量小脑横径（小脑外缘至外缘最大距离）如图1所示，测量小脑蚓部高度（小脑上蚓部最高点与下蚓部最低点之间的最大距离）如图2所示，测量小脑蚓部前后径（第四脑室顶点至小脑蚓部后缘的距离）如图3所示，测量小脑蚓部周长和小脑蚓部面积（小脑蚓部正中矢状位切面手工描绘蚓部轮廓）如图4所示。两位医师于不同时间分别测量两次，对所有测量结果进行组间及组内重复性检验，取4次有效测量值的平均值。

图1 小脑横径的测量Fig.1 Measurement of transverse cerebellar diameter

图2 小脑蚓部高度的测量Fig.2 Measurement of vermis height

图3 小脑蚓部前后径的测量Fig.3 Measurement of vermisdiameter

图4 小脑蚓部周长及面积的勾画测量Fig.4 Delineated measurements of vermis circumferenceand vermisarea

1.3 PIVH颅脑超声检查分度标准

根据2008年Volpe在Papile分度标准基础上修订的PIVH颅脑超声检查分度标准[10]，分为Ⅰ度：出血局限于生发基质；Ⅱ度：血液在侧脑室内占据容积≤50%；Ⅲ度：血液在侧脑室内占据容积＞50%；Ⅳ度：在出血同侧的侧脑室旁发生出血性脑梗死。其中Ⅰ、Ⅱ度为轻度出血，Ⅲ、Ⅳ度为重度出血。

1.4 统计学方法

应用SPSS 22.0和Microsoft Excel 2017进行统计分析和处理，所有测得的数据均以均数±标准差()来表示。采用配对样本t检验比较测量者组内及组间测量结果差异，以P＜0.05为差异有统计学意义；采用Mann-Whitney U检验比较不同组别之间差异，以P＜0.05为差异有统计学意义；采用Pearson检验和Fisher精确检验分析PIVH早产儿与非PIVH早产儿的特征差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 组间与组内重复性检验

采用配对样本t检验比较测量者组内及组间测量结果差异，结果显示P值均大于0.05，说明两位超声诊断医师之间及其不同时间两次勾画测量结果之间差别无统计学意义。

2.2 早产儿的特征分析

经纳入标准，本研究共纳入200例早产儿，67例PIVH早产儿，133例非PIVH早产儿。多胎妊娠45例，自然分娩92例，母重度子痫/前期57例，母糖尿病16例，产前应用地塞米松100例，机械通气81例，给氧治疗180例，支气管肺发育不良使用激素治疗38例，胎膜早破48例。早产儿发生PIVH与多胎妊娠、自然分娩、母糖尿病、产前应用地塞米松、机械通气、给氧治疗和胎膜早破无关，发生PIVH与母重度子痫/前期和支气管肺发育不良使用激素治疗有关，见表1。

表1 200例早产儿的特征分析Tab.1 Analysisof characteristicsof 200 preterm infants

2.3 小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积测量

PIVH组与非PIVH组早产儿出生时和到足月龄时各项指标对比如表2所示，从表中可以看出，出生时，PIVH早产儿组的体重、头围、小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积均略小于非PIVH组，但仅小脑蚓部高度存在统计学差异（P＜0.05）；发育到足月龄时，PIVH早产儿组的体重、头围、小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积均小于非PIVH组，但仅头围和体重不存在统计学差异（P＞0.05）。

表2 PIVH早产儿与非PIVH早产儿对比()Tab.2 Comparison of preterm infantswith PIVH and without PIVH (Mean±SD)

表2 PIVH早产儿与非PIVH早产儿对比()Tab.2 Comparison of preterm infantswith PIVH and without PIVH (Mean±SD)

Ⅰ、Ⅱ度PIVH组早产儿和Ⅲ、Ⅳ度PIVH组早产儿出生时和发育到足月龄时各项指标对比如表3所示，从表中可以看出，出生时，Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿组的体重、头围、小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积均略大于Ⅲ、Ⅳ度PIVH组，且不存在统计学差异（P＞0.05）；发育到足月龄时，Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿组的体重、头围、小脑横径、蚓部高度、前后径、周长和面积均略大于Ⅲ、Ⅳ度PIVH组，但仅小脑横径存在统计学差异（P＜0.05）。

表3 Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿和Ⅲ、Ⅳ度PIVH早产儿对比()Tab.3 Comparison of preterm infantswith gradeⅠ-Ⅱand gradeⅢ-ⅣPIVH(Mean±SD)

表3 Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿和Ⅲ、Ⅳ度PIVH早产儿对比()Tab.3 Comparison of preterm infantswith gradeⅠ-Ⅱand gradeⅢ-ⅣPIVH(Mean±SD)

以上数据结果显示，纠正胎龄至足月时有PIVH的早产儿小脑发育明显受损，且Ⅲ、Ⅳ度PIVH早产儿小脑发育改变较Ⅰ、Ⅱ度PIVH早产儿大，以小脑横径减少更为明显。

3 讨论

PIVH多发生在早产儿中，尤其是胎龄＜32周、出生体重＜1500g的VLBW早产儿[11]，究其原因与这一阶段的早产儿血管及细胞解剖生理特点有关，易导致早产儿神经系统发育障碍，如脑瘫和智力障碍。小脑位于颅后窝，大脑的后下方，脑干的背侧，与延髓和桥脑围成第四脑室，连接整个大脑，特别是大脑皮层，在控制诸如协调、平衡、姿势和学习等运动功能方面具有良好的作用，在认知和情感等非运动功能方面也发挥关键作用[12-14]。因此，应用颅脑超声动态监测早产儿小脑生长发育状况，对于早期评估改善PIVH早产儿脑发育具有重要意义。

依据小脑皮质内梨状神经元和小脑核之间的投射规律，小脑可由内向外分为3个纵区，即内侧区、中间区和外侧区[15]，本研究主要选取新生儿小脑外侧区和内侧区相关指标，即小脑横径、蚓部高度、蚓部前后径、蚓部周长和蚓部正中矢状位面积的相关参数，利用颅脑超声技术定量分析不同组别早产儿上述指标的统计学差异，进而完整地评估PIVH对早产儿小脑宫外生长发育的影响。本研究未纳入中间区的相关测量指标，是由于小脑中间区在新生儿颅脑超声图像上辨识度差，不易识别。

本研究结果显示，纠正胎龄至足月时PIVH组早产儿小脑横径、蚓部高度、蚓部前后径、蚓部周长及蚓部面积均小于非PIVH组，且均存在统计学差异，亚组分析中，纠正胎龄至足月时Ⅲ、Ⅳ度PIVH组早产儿小脑横径明显小于Ⅰ、Ⅱ度PIVH组，且存在统计学差异，Ⅲ、Ⅳ度PIVH组早产儿小脑蚓部高度、蚓部前后径、蚓部周长及蚓部面积均略小于非PIVH组，但不存在统计学差异。从而说明，幕上病理因素PIVH对小脑外侧区（小脑横径）和内侧区（小脑蚓部）的生长发育存在不同程度的影响，相对于小脑内侧区来说，外侧区受病理因素的影响较大。其中小脑横径比其他指标受影响更大，关于小脑横径和小脑蚓部高度的研究结果与Selim Sancak等[9]相一致。分析推测其原因可能是由于小脑外侧区皮质面积较内侧区发育大，相应的小脑颗粒细胞数量比内侧区皮质多，颗粒细胞为谷氨酸能的兴奋性神经元[15]，对于病理因素的影响表现更为敏感，更容易受损。加之小脑半球外侧部的发育随着大脑皮层对随意运动控制的增加而增加，形成新小脑，新小脑进化最晚，早产儿过早脱离母体，暴露于宫外环境，造成小脑外侧区更容易受到损伤。小脑外侧区与大脑皮质同步发展，主要通过脑桥核接受来自大脑皮质，特别是顶叶的信息，构成大脑皮质-桥脑-小脑通路，即与大脑皮质形成纤维联系环路，调控骨骼肌的随意、精细运动，与小脑内侧区相比，外侧区与认知功能有更多关联[16]。Brossard-Racine M[17]等研究发现早产儿小脑发育不成熟所致大脑皮质-桥脑-小脑通路早期发育中断，从而影响大脑皮质远端区域的后期发育，进而影响早产儿的智力运动发育过程，导致早产儿神经运动发育迟滞，如动眼障碍、构音障碍、语言障碍、肢体共济失调、姿势和步态共济失调，以及认知和行为障碍。

通过上述研究结果证实，早产儿幕上病变PIVH会对小脑发育产生影响，究其原因考虑，小脑在妊娠后期生长发育迅速，早产儿处于小脑生长发育的敏感时期，其小脑容易受宫外生长环境、病理因素等影响导致损伤。胎龄25周时，小脑外颗粒层发育达到其最厚的时期，且高度增殖，这种增殖主要发生在外颗粒层的外围，这些快速增殖的细胞直接暴露在脑脊液中。早产儿发生脑室出血后，脑室血经脑脊液向小脑外颗粒层的颗粒前体细胞蔓延，血性脑脊液直接接触增殖外颗粒层的祖神经元，红细胞释放的血红蛋白具有很强的细胞毒性，可直接损伤神经元，使小脑生长受阻、发育受损，引起小脑发育障碍。含铁血黄素的沉积导致自由基的产生，特别是活性氧自由基。此外，游离铁的积累导致脂质过氧化[18]。并且外颗粒层宽度明显下降，这也导致sonic hedgehog基因表达减少[19]，sonic hedgehog基因是由浦肯野细胞分泌的有丝分裂原颗粒细胞的前体，妊娠后期sonic hedgehog信号通路在小脑发育过程中起到重要作用，参与了小脑中浦肯野细胞、颗粒细胞前体细胞的有丝分裂及分化过程，进而影响小脑发育过程中叶理的形成，从而影响小脑的形状[20]。因此，应用颅脑超声动态监测PIVH早产儿小脑宫外生长发育状况，可早期评估PIVH早产儿脑发育的干预措施是否有效，有助于早期评估早产儿远期神经运动发育结局。

本研究尚处于初步阶段，研究结果尚为初步结论，研究纳入的样本量尚少，存在一定局限性。作为研究对象的早产儿，尤其是Ⅲ、Ⅳ度PIVH组早产儿尚需接受长期随访，以进一步证实研究成果。下一步研究方向应评估小脑测量指标和早产儿神经运动发育结局之间是否存在相关性。