磁共振成像ADC 联合血清IGF-1水平对早产儿脑白质损伤诊断和预后评估的临床价值

张茜，李婧，袁慧，朱小华，张晓倩

1 南京医科大学第一附属医院儿童保健科，南京 210036；2 江苏省妇幼保健院儿童保健科

脑白质损伤（PWML）是早产儿最常见、最严重的脑损伤形式，主要是由于脑缺血、缺氧、感染等原因所致。据报道，约50%极低出生体质量早产儿存在PWML，而PWML 可导致神经发育延迟、认知功能障碍、注意力缺陷、协调能力差等神经发育障碍，并且还会增加脑瘫的发生风险［1］。目前，临床对PWML的早期诊断和预后评估主要依靠临床症状、神经系统体格检查以及影像学检查。颅脑磁共振成像（MRI）是识别和量化PWML 的重要影像学检查方法，对PWML的早期诊断和预后评估具有重要价值［2］。MRI中的扩散张量成像（DTI）可通过测量水分子的扩散方向和速率，从而提供脑外伤后脑白质的完整性和微观结构信息。表观扩散系数（ADC）是DTI的重要参数。ADC异常提示脑白质微观结构改变和完整性被破坏，可用于评估新生儿缺氧缺血性脑病所致的PWML［3］。但单独ADC 对PWML 诊断及鉴别诊断的价值有限。胰岛素样生长因子1（IGF-1）是一种在分子结构上与胰岛素类似的低分子多肽，可通过与IGF-1受体特异性结合而促进细胞生长、增殖和分化，具有保护神经细胞并抑制其凋亡的作用，能够促进神经元轴突再生［4］。有研究报道，血清IGF-1水平在脑损伤早期诊断和预后评估中具有重要价值［5］。但目前ADC、血清IGF-1 水平对早产儿PWML 诊断和预后评估的临床价值尚不清楚。鉴于此，本研究探讨了ADC 联合血清IGF-1 水平对早产儿PWML 诊断和预后评估的临床价值。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2020年3月—2022年10月江苏省妇幼保健院儿童保健科收治的PWML 早产儿114例（观察组）。早产儿是指妊娠满28周至不足37周分娩的新生儿，PWML诊断依据《早产儿脑损伤诊断与防治专家共识》［6］。纳入标准：①符合PWML 早产儿诊断标准；②单胎妊娠；③临床病历资料完整。排除标准：①合并其他颅脑疾病者；②合并先天性心脏病、唐氏综合征、珠蛋白生成障碍性贫血等先天性疾病者；③合并血液系统疾病者；④合并感染性疾病或自身免疫性疾病者。其中，男65例、女49例，胎龄30～36（33.52 ± 2.04）周，出生体质量1.89～2.96（2.43 ± 0.21）kg，新生儿Apgar 评分7～9（8.21 ±0.63）分，PWML 病情程度［7］：轻度35 例、中度46 例、重度33例。同期另选在江苏省妇幼保健院分娩的、无颅脑疾病的早产儿34例（对照组），男21例、女13例，胎龄31～36（33.62 ± 2.11）周，出生体质量1.92～3.01（2.49 ± 0.23）kg，新生儿Apgar 评分7～10（8.33 ± 0.59）分。两组性别、胎龄、出生体质量、新生儿Apgar评分具有可比性。本研究经江苏省妇幼保健院伦理委员会批准（审批编号：2021FY004），所有早产儿监护人对本研究知情并签署书面知情同意书。

1.2 MRI检查 所有早产儿出生2周内接受颅脑MRI检查。检查前予10%水合氯醛0.4～0.6 mL/kg镇静，外耳道放置弹性耳塞降低噪声，海绵垫固定头部减少运动伪影。采用3T MRI扫描仪、8通道阵列线圈常规行DTI扫描。DTI采用自旋回波平面成像序列，采集6个b值扩散加权成像，扩散梯度分别为0、200、400、600、800、1 000 s/mm2。DTI扫描参数：重复时间28 ms，回波时间20 ms，扫描层厚2.0 mm，视野范围230 mm ×230 mm，激励次数1 次。采用西门子singo Workstation进行图像后处理，使用纤维束成像软件包进行白质纤维束成像，选取感兴趣区测量ADC。

1.3 血清IGF-1 检查 所有早产儿出生2 周内采集外周静脉血3 mL，注入干燥试管，室温静置，待血液自然凝固后，2 460 × g 离心15 min，留取上层血清，采用ELISA 法检测血清IGF-1。试剂盒购自武汉菲恩生物科技有限公司。所有操作严格按试剂盒说明进行。

1.4 预后评估 PWML 早产儿确诊后予减少不良刺激、优化呼吸管理、维持血压和电解质平衡、积极控制感染及惊厥等规范治疗。6 月龄后，采用北京市儿科研究所修订的Gesell发育诊断量表（GDDS）［8］评估PWML 早产儿的智能发育情况，其中预后良好85例、预后不良29例。

1.5 统计学方法 采用SPSS25.0 统计软件。符合正态分布的计量资料以xˉ±s表示，多组间比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用LSD-t检验；两组间比较采用独立样本t检验。计数资料比较采用χ2检验。预测效能分析采用受试者工作特征（ROC）曲线，曲线下面积（AUC）比较采用DeLong 检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组ADC和血清IGF-1水平比较 见表1。

表1 两组ADC和血清IGF-1水平比较（ ± s）

组别观察组对照组n 114 34 t P ADC（× 10-3 mm2/s）923.65 ± 37.08 1 495.35 ± 351.72 17.173＜0.01 IGF-1（µg/L）46.35 ± 8.19 85.92 ± 10.34 23.216＜0.01

2.2 不同病情程度PWML早产儿ADC和血清IGF-1水平比较 见表2。

表2 不同病情程度PWML早产儿ADC和血清IGF-1水平比较（±s）

注：与轻度比较，*P＜0.05；与中度比较，#P＜0.05。

PWML病情程度轻度中度重度n IGF-1（µg/L）51.65 ± 2.03 46.29 ± 6.42*40.81 ± 1.39*#53.866＜0.01 35 46 33 F P ADC（× 10-3 mm2/s）941.35 ± 16.72 926.35 ± 21.45*901.11 ± 11.69*#45.042＜0.01

2.3 ADC和血清IGF-1水平对早产儿PWML的诊断价值 ADC、血清IGF-1水平单独和联合诊断早产儿PWML的AUC分别为0.772、0.762、0.960，ADC、血清IGF-1水平联合诊断早产儿PWML的AUC高于二者单独（Z分别为3.951、5.033，P均＜0.05），见图1、表3。

图1 ADC和血清IGF-1水平诊断早产儿PWML的ROC曲线

表3 ADC和血清IGF-1水平对早产儿PWML的诊断价值结果

2.4 PWML 早产儿不同预后者ADC 和血清IGF-1水平比较 见表4。

表4 PWML早产儿不同预后者ADC和血清IGF-1水平比较（±s）

表4 PWML早产儿不同预后者ADC和血清IGF-1水平比较（±s）

PWML早产儿预后预后不良者预后良好者n 29 85 t P ADC（× 10-3 mm2/s）909.42 ± 10.39 928.50 ± 11.65 7.818＜0.01 IGF-1（µg/L）43.26 ± 2.31 47.40 ± 3.62 5.762＜0.01

2.5 ADC 和血清IGF-1 水平对PWML 早产儿预后的预测价值 ADC、血清IGF-1 水平单独和联合预测PWML 早产儿预后的AUC分别为0.722、0.636、0.950，ADC、血清IGF-1 水平联合预测PWML 早产儿预后的AUC高于二者单独（Z分别为3.887、5.292，P均＜0.05），见图2、表5。

图2 ADC和血清IGF-1水平预测PWML早产儿预后的ROC曲线

表5 ADC和血清IGF-1水平对PWML早产儿预后的预测价值结果

3 讨论

早产很容易引起多种合并症或后遗症，是导致新生儿死亡的重要原因。PWML 是早产儿最常见、最严重的脑损伤类型。由于神经系统发育不成熟，PWML 早产儿缺乏特异性的神经系统症状和体征。因此，PWML 早产儿单纯依靠临床症状和体征很难确诊。

神经影像学检查是颅脑疾病最常用的辅助检查手段，如超声、CT、MRI 等。超声可评价脑发育成熟度、判断脑损伤程度，很容易检查出典型的PWML，但对于无囊腔形成的PWML 漏诊率较高，并且超声辅助诊断PWML十分依赖操作者的经验。PWML在颅脑CT上主要表现为低密度信号，但由于早产儿本身白质未髓鞘化，呈低密度影，故难以确诊和鉴别PWML。MRI 对PWML 诊断的灵敏度较高，但常规序列扫描在损伤早期不显示，在损伤后期才呈现高信号。随着科学技术不断进步，涌现出了许多新的MRI 扫描序列和技术，已成为现代医学影像学检查不可或缺的重要工具。DTI 可通过测量水分子的扩散方向和速率，从而提供组织完整性和内部微观结构信息。有研究报道，DTI 能够早期诊断脑梗死、脑囊肿、脑肿瘤等神经系统疾病［9］。ADC 可表征水分子在组织中的扩散能力，从微观水平上反映脑细胞排列致密程度和细胞膜完整性，量化脑白质纤维数量和完整性。脑组织受损早期由于缺血缺氧会导致细胞膜上的ATP 酶功能障碍，引起细胞毒性脑水肿，细胞内水分子扩散减慢，导致ADC 降低，在DTI 图像上可呈现高信号［10-11］。本研究结果发现，观察组ADC 显著低于对照组；随着病情程度增加，PWML 早产儿ADC 逐渐降低。这与PWML 早期脑水肿有关，脑水肿可影响水分子的扩散运动，导致ADC 偏低，并且ADC 越低，PWML 越严重。本研究ROC 曲线分析显示，ADC 诊断早产儿PWML的AUC为0.772，提示ADC 对早产儿PWML 具有一定的诊断价值。本研究结果还发现，PWML 早产儿预后不良者ADC 低于预后良好者；ROC 曲线分析显示，ADC 预测PWML 早产儿预后的AUC为0.722。结果表明，ADC 可提示PWML 早产儿预后不良。有研究报道，DTI 可量化PWML 引起的认知功能障碍，ADC 与记忆力、注意力等认知功能损伤密切相关［12］。究其原因，脑水肿可导致脑容积增大，从而压迫周围神经组织导致神经功能缺损和智力发育障碍，并且ADC 越低，脑水肿程度越严重，神经功能缺损和智力发育障碍越明显。但DTI 检测时间过长，易受心脏搏动、呼吸、肢体移动、T2 透过效应等因素的影响，导致单独ADC 对PWML 诊断及鉴别诊断的价值有限，通常需联合其他手段来提高诊断效能［13］。

IGF-1 是一种在分子结构上与胰岛素类似的低分子多肽，可通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/丝裂原活化蛋白激酶信号通路刺激神经元、胶质细胞、少突胶质细胞和雪旺细胞中的蛋白质合成，促进神经元存活，抑制细胞凋亡，在大脑生长、发育和髓鞘形成中起重要作用［14］。动物研究表明，IGF-1表达下调与镰状细胞病引起的PWML有关，补充IGF-1可诱导缺氧诱导因子1α 表达，避免缺血缺氧引起的PWML［15］。本研究结果发现，观察组血清IGF-1水平明显低于对照组；随着病情程度增加，PWML早产儿血清IGF-1 水平逐渐降低。提示血清IGF-1 水平与PWML 早产儿病情程度有关。本研究结果还发现，血清IGF-1水平诊断早产儿PWML 的AUC为0.762；进一步研究发现，PWML 早产儿预后不良者血清IGF-1 水平低于预后良好者，血清IGF-1 水平预测PWML 早产儿预后的AUC为0.636。结果表明，血清IGF-1 水平对早产儿PWML 诊断和预后评估均有一定临床价值。IGF-1 能够诱导血管内皮生长因子、表皮生长因子、脑源性神经营养因子等神经营养因子释放，促使神经元、少突胶质细胞再生和新生血管形成［16］。炎症可引起少突胶质细胞向促炎表型极化，分泌大量炎症细胞因子和神经毒素，从而导致PWML［17］。IGF-1 可下调Toll 样受体4 和核因子κB表达，抑制炎症细胞因子合成，减轻神经炎症，抑制神经细胞凋亡，促进受损脑组织修复［18］。因此，IGF-1缺乏可诱导神经炎症，促使少突胶质细胞凋亡，从而增加PWML的发生风险。

本研究结果发现，ADC 和血清IGF-1 水平联合诊断早产儿PWML 的AUC高于二者单独；ADC 和血清IGF-1 水平联合预测PWML 早产儿预后的AUC高于二者单独。表明ADC 联合血清IGF-1 水平对PWML早产儿诊断和预后评估的临床价值较高。

综上所述，PWML 早产儿ADC 和血清IGF-1 水平均降低，二者变化与PWML 早产儿病情程度加重和预后不良有关；ADC、血清IGF-1 水平对PWML 早产儿诊断和预后评估均有一定临床价值，二者联合临床价值更高。