功能磁共振成像在评估自身免疫性脑炎患儿预后中的应用价值分析

李 新

河南宏力医院影像科,河南省长垣县 453400

自身免疫性脑炎(Autoimmune encephalitis，AE)是一种由发生在中枢神经系统内的异常免疫反应引发的炎性疾病，患者临床表现与病毒性脑炎较为相似,且该病具有病程长、易反复发作特点，如不及时治疗极易引发各种神经系统后遗症，甚至导致患者死亡[1]。近年来，临床关于儿童AE的相关研究不断深入，但多集中于早期诊断和治疗，而评估患儿预后的相关研究较少。功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是在磁共振成像(MRI)基础上发展而来的一种新型神经影像技术，相较于传统MRI，fMRI能更清晰反映脑组织水肿、血流灌注、脑组织代谢等情况，其已在多种神经系统疾病诊断中发挥重要作用[2]。基于此，本文探讨了fMRI在评估AE患儿预后中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月—2020年1月我院收治的54例AE患儿，其中男30例，女24例；年龄1～9岁，平均年龄(5.24±1.86)岁；病程16～63d，平均病程(39.81±5.22)d。本研究获得院伦理委员会批准。

1.2 入选标准 (1)纳入标准：①AE诊断符合《中国自身免疫性脑炎诊治专家共识》[3]中的相关标准；②病程<3个月；③年龄≤14岁；④入组前未接受过激素治疗；⑤家属签署知情同意书。(2)排除标准：①病灶位于幕下等特殊部位；②伴有其他中枢神经系统疾病；③影像资料不完整或随访丢失；④存在MRI检查禁忌者；⑤其他原因导致的癫痫、认知障碍；⑥重要脏器功能不全；⑦恶性肿瘤。

1.3 方法 使用Philips Achieva 3.0T X-series磁共振扫描仪和8通道头颅线圈进行检查，首先行常规MRI平扫，T2WI序列扫描参数：重复时间(TR)、回波时间(TE)、回波链长度(ETL)分别为 2 860ms、120ms、12ms，矩阵320×224，层厚、间距分别为4mm、2mm，激励次数为1。T1WI序列扫描参数：TR、TE、ETL分别为1 500ms、24ms、10ms，矩阵384×192，层厚、间距分别为4mm、2mm，激励次数为1。FLAIR序列扫描参数：TR、TE、反转时间(TI)分别为8 000ms、120ms、2 000ms，矩阵128×93，层厚、间距分别为5mm、2mm。常规扫描完成后以5ml/s的速度于患儿肘静脉注射0.1mmol/kg的钆喷酸葡胺注射液(Bayer Inc.，国药准字J20171008)，然后行磁共振扩散加权成像(DWI)、动脉自旋标记灌注成像(ASL)和磁共振波谱(1H-MRS)扫描，DWI扫描参数：TR、TE分别为5 000ms、99ms，层厚5mm，视野(FOV)为240mm×240mm，矩阵128×128，b=0.800s/mm2，激励次数为1。ASL扫描参数：TR、TE分别为3 500ms、99ms，FOV为240mm×240mm，层厚、间距分别为6mm、1mm，矩阵416×224，翻转角(FA)为90°，标记后延迟时间(PLD)为1.5s，激励次数为2。1H-MRS扫描参数：TR、TE分别为150ms、144ms，层厚10mm，FOV为200mm×185mm，感兴趣空间(VOI)为100mm×100mm，激励次数为4。

图像处理：将扫描所得原始图像导入GE ADW 4.7工作站进行图像处理。DWI图像处理方式：处理图像得到表观扩散系数(ADC)图，选择病变最明显的区域为感兴趣区(ROI)，选取相应面积ROI(面积为16mm2) 进行ADC测量。另选择对侧相同区域测定ADC值，计算相对表观扩散系数(rADC)值。ASL图像处理方式：选取病灶最大径面为ROI，另选择对侧相同区域，对病灶区域和对侧区域进行图像处理获取局部脑血流量(rCBF)，并计算相对局部脑血流量(rrCBF)。1H-MRS图像处理方式：避开出血、钙化和坏死区域，结合T2高信号选择ROI。观察胆碱(Cho)、N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)等波峰下面积，并计算CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr。

1.4 观察指标 (1)对比所有患儿病灶区和正常区ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr的fMRI参数差异性。(2)所有患儿均持续随访1年，末次随访时使用改良Rankin量表(mRS)评估患儿预后(mRS评分>3分为预后不良)，对比不同预后患儿fMRI参数差异。并建立ROC曲线，分析fMRI参数在评估患儿预后中的价值。

2 结果

2.1 患儿病灶区和正常区fMRI参数对比 患儿病灶区ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr水平均高于正常区，而NAA/Cr水平低于正常区(P<0.05)，见表1。

表1 患儿病灶区和正常区fMRI参数对比

2.2 患儿预后情况及不同预后患儿fMRI参数对比 本研究共纳入AE患儿54例，末次随访结果显示17例患儿预后不良，预后不良率为31.48%。预后不良的患儿rADC、rrCBF水平高于预后良好的患儿，而NAA/Cr水平低于预后良好的患儿(P<0.05)；不同预后患儿CHo/NAA、Cho/Cr水平无组间差异(P>0.05)。见表2。

表2 不同预后患儿fMRI参数对比

2.3 fMRI参数诊断AE预后不良的ROC曲线分析 (1)以rADC水平做ROC曲线，曲线下面积为0.855(95%CI：0.734～0.975)，计算约登指数，当rADC水平为1.430时约登指数最大，此时敏感性为0.882，特异性为0.757。(2)以rrCBF水平做ROC曲线，曲线下面积为0.868(95%CI：0.771～0.965)，计算约登指数，当rrCBF水平为1.775时约登指数最大，此时敏感性为0.882，特异性为0.676。(3)以NAA/Cr水平做ROC曲线，曲线下面积为0.781(95%CI：0.646～0.916)，计算约登指数，当NAA/Cr水平为1.295时约登指数最大，此时敏感性为0.765，特异性为0.757。见图1。

图1 fMRI参数诊断AE预后不良的ROC曲线

3 讨论

AE是多种免疫细胞、多种免疫因子共同参与的炎性疾病，患者多呈急性或亚急性起病，癫痫、精神异常、认知障碍是AE患者主要临床表现，其发病率占所有脑炎的10%～20%[4]。AE相关研究是目前神经免疫领域的研究热点，但关于AE发病原因和机制目前尚不明确，感染、肿瘤、药物、妊娠以及自身免疫性疾病导致的免疫功能紊乱是AE发生的主要原因[5]。AE可发生于任何年龄段，其中儿童亦是高发群体，虽然近年来关于儿童AE的相关研究在不断增多，但关于其预后评估一直缺乏量化标准。

fMRI是一种利用磁共振造影来测量神经元活动所引发的血液动力学改变和细胞代谢物浓度变化的检测手段，具有无创、时间和空间分辨高的特点，对疾病的早期诊断、鉴别、疗效评估有重要意义[6]。DWI、ASL和1H-MRS成像扫描是fMRI检查中3种常用的扫描序列，其联合应用可精确反映脑组织水肿、血流灌注及细胞代谢情况。其中DWI利用水分子在不同方向弥散运动的各向异性成像，能有效监测水分子的微观运动；而ASL能有效反映脑组织局部血流动力学变化[7]；1H-MRS则可显示局部代谢产物含量，进而评估机体生理功能，其中Cho、NAA、Cr是1H-MRS扫描中常用的3个监测指标，神经元细胞膜降解增加会导致Cho水平上升；NAA则主要位于神经元内，其浓度降低多与线粒体功能失调和神经元细胞膜破坏有关；而Cr是能量代谢的标志物，其峰值一般较稳定，常作为参照物来比较NAA、Cho的水平波动[8]。本文结果显示AE患儿病灶区和正常区fMRI参数存在明显差异，病灶区ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr水平高于正常区，而NAA/Cr水平低于正常区，分析其原因可能主要与以下因素有关：(1)AE患者存在的颅内局部炎症反应会导致血脑屏障破坏，组织间水含量提高，组织水肿加重，故ADC值上升。(2)AE患者免疫应答以体液免疫和固有免疫为主，会导致大量吞噬细胞、炎症因子聚集、浸润，进而导致局部血管扩张和血流量增大，引起rCBF水平上升。(3)AE引发的炎症反应会导致神经元细胞坏死，进而引发NAA水平下降，Cho水平上升，故AE患者CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr水平相较于正常区域亦发生一定改变[9]。且预后较差的AE患者神经元损伤较为严重，故其rADC、rrCBF、NAA/Cr水平变化相较于预后较好的患者更加明显。本研究还探讨了rADC、rrCBF、NAA/Cr水平在评估AE患儿预后中的作用，经ROC曲线分析，结果显示rADC、rrCBF、NAA/Cr的临界值分别为1.430、1.775和1.295，其曲线下面积则分别为0.855、0.868、0.781，而敏感性则分别为0.882、0.882、0.765，特异性则分别为0.757、0.676、0.757，这表明rADC、rrCBF、NAA/Cr水平可用于评估AE患儿预后。但此次研究纳入样本数量较少，关于此次研究中选取的3个指标临界值的准确性仍需要大规模数据验证。

综上所述，不同预后AE患儿rADC、rrCBF、NAA/Cr水平存在显著差异，其可作为评估AE患儿预后的重要指标。