DWI 对新生儿缺氧缺血性脑病的诊断价值

陈 超，陈 灿，冯 丽，孔晓静，魏晓宇，王 辉

（山东省淄博市妇幼保健院影像科，山东 淄博 255022）

新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）是指新生儿因在围产期窒息，引起的部分或完全缺氧、脑血流减少或暂停所导致的新生儿脑病［1］。近年来，随着我国胎儿监护水平的不断提高及窒息复苏策略的完善，新生儿窒息的发生率已明显下降，但HIE 仍是我国新生儿期死亡及癫痫、脑瘫、智力低下、发育迟缓等小儿神经系统远期后遗症的主要病因之一［2］。MRI 具有无辐射、软组织分辨力高及多方位、多参数成像的优点。随着功能成像技术在新生儿神经系统的逐步应用，MRI 已经成为新生儿HIE 的首选检查方法。HIE 发生后6 h 内，DWI 即可显示脑内异常信号［3］。基于此，本研究对我院46 例足月HIE 患儿和56 例正常足月新生儿的临床及影像资料进行分析，以探讨DWI 对HIE 的早期诊断价值，以及不同区域脑组织对于缺氧缺血性改变的敏感性差异，为临床治疗方案的选择提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择我院2019 年1—12 月收治的足月HIE 患儿46 例作为实验组，符合中华医学会儿科学分会新生儿学组HIE 诊断标准［4］；同时选取56 例同期出生无脑损伤的足月新生儿作为对照组。2 组性别比例及平均胎龄比较，差异均无统计学意义（均P>0.05，表1），具有可比性。2 组均于出生7 d 内行MRI 检查。本研究取得家属同意并签署知情同意书。

表1 2 组临床资料比较

1.2 纳入及排除标准

1.2.1 纳入标准 ①实验组：足月儿（胎龄37～42 周），符合中华医学会儿科学分会新生儿学组HIE 诊断标准［3］，无遗传代谢性疾病、中枢神经系统感染、颅脑先天畸形、染色体异常及颅脑手术史；②对照组：足月儿（胎龄37～42 周），无宫内窘迫及围生期窒息史，无遗传代谢性疾病、中枢神经系统感染、颅脑先天畸形、染色体异常及颅脑手术史。

1.2.2 排除标准 ①实验组：早产儿（胎龄＜37 周）或过期产儿（胎龄>42 周），不符合中华医学会儿科学分会新生儿学组HIE 诊断标准［3］，有遗传代谢性疾病、中枢神经系统感染、颅脑先天畸形、染色体异常或颅脑手术史，有MRI 检查禁忌证者；②对照组：早产儿（胎龄＜37 周）或过期产儿（胎龄>42 周），有遗传代谢性疾病、中枢神经系统感染、颅脑先天畸形、染色体异常或颅脑手术史，有MRI 检查禁忌证者。

1.3 仪器与方法 采用Siemens Skyro 3.0 T 超导MRI 扫描仪，8 通道相控线圈。患儿于检查前20～30 min 给予10%水合氯醛灌肠或口服，待其入睡后，戴隔音耳塞进行扫描。扫描期间，医师及患儿家属全程陪同，密切观察患儿心率、呼吸等情况。扫描范围自颅底至颅顶，扫描层数20 层，层厚4 mm，层距0.5 mm。扫描序列与参数：轴位T2WI，TR 6 000 ms，TE 132 ms；轴位T1WI，TR 1 800 ms，TE 8.6 ms；轴位T2FLAIR，TR 9 000 ms，TE 116 ms；矢状位T1WI，TR 1 800 ms，TE 8.6 ms；轴位DWI，TR 4 260 ms，TE 63 ms，b 值为0、1 000 s/mm2。

1.4 图像测量 在Siemens 工作站进行图像处理。由2 名从事MRI 神经影像诊断工作10 年以上的放射科医师分别阅片，并在ADC 图像上手动勾画ROI，测量ADC 值。ROI 选择额叶白质、顶叶白质、颞叶白质、枕叶白质、半卵圆中心、豆状核、丘脑、内囊后肢、脑干、小脑齿状核及胼胝体，以脑中线为基准，勾画中心对称的对侧脑区域，测量面积为（5±2）mm2。ROI 均放置于所测量解剖位置的中央，尽量避开脑脊液、脑沟及静脉窦。为减小误差，每个ROI 的ADC值测量3 次，取平均值。

1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0 软件进行统计学分析，计量资料用±s 表示，行独立样本t 检验；计数资料用例表示，行χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。以有差异脑区的ADC 值作为HIE 的诊断变量，构建ROC 曲线，得出AUC 最大者的临界值、敏感度及特异度。

2 结果

2.1 MRI 表现 实验组：表现为脑实质弥漫性或不对称性片状异常信号，T1WI 呈低信号，T2WI 呈高信号（图1a，1b），部分患儿可见内囊后肢T1WI 生理性高信号强度缺失，T2FLAIR 信号缺乏特异性，可表现为等、稍高或低信号（图1c），DWI 可呈弥漫性或点片状高信号（图1d），相应ADC 图呈低信号（图1e）；轴位联合矢状位T1WI 可显示脑实质内/室管膜下点片状高信号，脑沟内线样高信号（图1a，1f）及颅骨内板下新月形高信号，有助于诊断颅内/室管膜下出血、蛛网膜下腔出血及硬膜下血肿。对照组：正常新生儿双侧大脑半球对称，双侧大脑半球、小脑及脑干形态、结构及信号未见明显异常；由于髓鞘化，双侧内囊后肢在T1WI 上呈生理性高信号；脑室系统未见明显扩张，中线结构居中（图2）。

图1 男，6 d，足月新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）图1a～1f 分别为轴位T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、ADC 图及矢状位T1WI。全脑皮髓质见弥漫性T1WI 低信号、T2WI 高信号，T2FLAIR 双侧额顶叶可见多发斑片状低信号，DWI 呈弥漫性高信号，相应ADC 图呈低信号（白箭）；局部脑沟内可见T1WI 高信号影，提示蛛网膜下腔出血（黑箭）图2 女，2 d，正常足月新生儿 图2a～2f 分别为轴位T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、ADC 图及矢状位T1WI。双侧大脑半球对称，双侧大脑半球、小脑及脑干形态、结构及信号未见明显异常。由于髓鞘化，双侧内囊后肢在T1WI 上呈生理性高信号（白箭）

2.2 2 组不同区域脑组织的ADC 值比较（表2）实验组额叶白质、顶叶白质、半卵圆中心、豆状核、丘脑、内囊后肢及胼胝体共7 个脑区的ADC 值低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表2 2 组不同区域脑组织的ADC 值比较（×10-3 mm2/s，±s）

表2 2 组不同区域脑组织的ADC 值比较（×10-3 mm2/s，±s）

2.3 7 个脑区ADC 值对HIE 的诊断效能 以2 组间差异有统计学意义的7 个脑区的ADC 值作为诊断变量，构建ROC 曲线（图3）。结果显示，内囊后肢的AUC 最大（0.837），以ADC 值1.09×10-3mm2/s 为临界值，鉴别诊断能力最佳，此时敏感度为89.10%，特异度为69.60%。

图3 7 个脑区ADC 值的ROC 曲线

3 讨论

目前，HIE 仍是危害我国新生儿健康的最常见疾病之一，其发生率占活产儿的4‰～6‰［1］，是引起新生儿死亡和远期后遗症的一个重要原因，该病伤残及死亡率高达10%～30%［5］。因此，HIE 的早期诊断和治疗是提高患儿生存率和生存质量的关键。

HIE 的颅脑损伤模式多种多样，基底节、丘脑、大脑血管间的区域（即分水岭分布）或弥漫型脑损伤等均可能出现。有学者将其分为3 类：基底节区-丘脑损伤、分水岭区损伤、弥漫性脑损伤［6］。故本研究选取了多个脑叶白质、深部核团及白质纤维束等共11 部位，以期研究更为全面、严谨［7］。

脑缺氧缺血性损伤的病理生理过程为脑组织血氧含量降低，代谢从氧化磷酸化转变为无氧酵解，引起代谢性酸中毒、脂质过氧化、自由基形成等，导致水、Na+潴留及细胞毒性水肿，此时组织中水分子的自由运动会受限［8］。如不及时进行干预，进一步发展为弥漫性脑水肿，引起脑体积增加、重量增大，脑室、脑池受压及静脉回流受阻，引起蛛网膜下腔静脉破裂，导致脑实质/室管膜下出血、蛛网膜下腔出血或硬膜下血肿［9］，最终结果为脑细胞坏死和神经元凋亡。

由于新生儿脑含水量高，常规T1WI、T2WI 及T2FLAIR 序列对轻度HIE 诊断敏感度低。中重度HIE多数表现为额顶叶皮髓质分界不清，脑实质内弥漫性或不对称的大片状T1WI 低信号、T2WI 高信号，可伴局部脑沟、脑裂变浅或消失，严重者可合并上述各种类型出血。T2FLAIR 信号可有多种改变，缺乏特异性，但结合T1WI、T2WI 序列，有助于病变范围的确定。MRI 常规序列虽大多能显示HIE 脑损伤的部位及受累范围，但对HIE 的早期诊断存在滞后性［10］。DWI 可反映活体组织的水分子运动情况，水分子弥散越慢，DWI 信号越高；ADC 可消除DWI“T2透过效应”的干扰，其数值能够反映组织内水分子的弥散受限程度，可对缺氧缺血性脑损伤进行定量分析［11］。有动物实验表明，缺氧缺血出现数分钟后即可出现ADC 值降低，对早期HIE 预后的判断具有很高的阴性预测值［12-14］。同时有研究证明，缺氧缺血发生后第8 天开始，ADC 值上升，甚至恢复至正常值，发生假正常化，影响HIE 诊断的准确性［15］。为此，本研究中2 组研究对象均选取出生7 d 以内的新生儿。

本研究结果显示，在11 个ROI 中，实验组额叶白质、顶叶白质、半卵圆中心、豆状核、丘脑、内囊后肢及胼胝体共7 个脑区的ADC 值低于对照组。ROC曲线显示，在这7 个脑区中，内囊后肢的AUC 最大（0.837）。AUC 越大，代表诊断效能越高，表明内囊后肢对HIE 诊断效能高于其他部位，这与李雪娇等［16-17］的研究结果一致。分析原因可能为：①新生儿中枢神经系统髓鞘化过程是从尾侧到头侧、背侧到腹侧、中心到外周［18］，因此内囊后肢髓鞘化较早，髓鞘发育更成熟，对缺氧缺血性改变较其他部位更敏感；②患儿发生缺氧时，内囊后肢代谢较其他部位更旺盛，更易受到损伤。在本研究中，以ADC 值1.09×10-3mm2/s为临界值，鉴别诊断能力最佳，此时敏感度为89.10%，特异度为69.60%。有研究显示，HIE 患儿存活率与脑组织的ADC 值密切相关，存活者内囊后肢的ADC值高于死亡者，ADC 值可作为判断HIE 预后的指标之一［19］。Lee 等［20］则进一步证明了ADC 值与HIE 的严重程度呈负相关。这与本研究结果可相互印证。

本研究存在一定的局限性：由于不同脑区髓化发育不同步，未对脑白质、深部核团、白质纤维束等部位进行分组比较；未对HIE 患儿进行轻、中、重度分级研究；由于研究对象为新生儿，其图像采集成功率低于成人，故研究样本量偏小。在今后研究中需逐一完善。

综上所述，DWI 对出生7 d 内新生儿HIE 的早期诊断具有重要临床意义；内囊后肢对缺氧缺血导致的脑损伤较其他部位更敏感。