磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應用研究

樊彩芳　田培超　周瑩瑩　董　偉　張繼要　史丹丹　羅　強(通訊作者)

鄭州大學第一附屬醫院兒科中心　鄭州　450052

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磁共振波譜分析在兒童病毒性腦炎中的應用研究

樊彩芳田培超周瑩瑩董偉張繼要史丹丹羅強(通訊作者)

鄭州大學第一附屬醫院兒科中心鄭州450052

【摘要】目的通過氫質子波譜分析(1H-proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)研究病毒性腦炎患兒的顱腦異常生化代謝特點及其臨床意義。方法 對20例病毒性腦炎患兒進行回顧性分析，行頭顱3.0T MRI檢查，以病灶部位和對側正常部位為感興趣區(ROI)行1H-MRS檢查。分別測定病灶區和對照側的NAA、NAA/Cr、NAA/Cho，并進行統計學分析。結果 MRI檢查均發現病灶，多數病例為多部位受累。1H-MRS檢查結果均有異常，與對照側比較，病灶區NAA下降，NAA/Cr、NAA/Cho均降低，且病情越重，比值下降越明顯。結論Cr、Cho均可以作為腦組織代謝變化的參照指標。MRS與MRI相結合，對兒童病毒性腦炎的早期診斷有重要作用，對病情嚴重程度和評估預后有顯著價值。

【關鍵詞】磁共振波譜分析；病毒性腦炎；兒童

病毒性腦炎是兒童時期常見的中樞神經系統感染性疾病，由病毒感染造成腦膜及腦實質病變，并引起一系列相關臨床表現。患兒病情輕重不等，治療效果不同，輕者可自行緩解，預后良好，重者可遺留神經系統后遺癥，甚至死亡。既往資料多從腦脊液細胞學檢查、腦電圖、頭顱影像學檢查(MRI、CT)等方面研究病毒性腦炎。磁共振波譜(MRS)分析是目前唯一無創性定量分析人體器官組織代謝生化及化合物的方法，已廣泛應用于臨床。目前國內外關于MRS與兒童病毒性腦炎的應用研究較少。本文通過對20例病毒性腦炎患兒進行氫質子磁共振波譜(1H-MRS)檢查，探討病毒性腦炎患兒神經代謝變化特點，研究其對病情嚴重程度和預后評估的應用價值。

1資料和方法

1.1一般資料收集2013-07—2014-09我院小兒神經病區收治的20例病毒性腦炎患兒，男14例，女6例，男：女=2.3：1。年齡1～14歲，中位年齡7歲。1～3歲6例，>3～6歲4例，>6～14歲10例。

1.2入組標準 本組病例均參照《實用兒科學》兒童病毒性腦炎的診斷標準[1]。(1)臨床癥狀：急性起病，多數出現發熱、頭痛、驚厥、意識障礙等癥狀；(2)體征：臨床體征支持腦實質受累表現，病理征陽性15例(75%)；(3)腦脊液：腦脊液生化、常規異常。本組病例中腦脊液白細胞數(3～348)×106個/L，白細胞數(15～348)×106個/L 16例(80%)，單核細胞為主18例(90%)。(1)+(2)+(3)為診斷標準，(1)+(2)、(1)+(3)或僅有(1)需排除以下疾病：(1)其他病原微生物引起的中樞神經系統感染：化膿性腦膜炎、結核性腦膜炎、真菌性腦膜炎；(2)腦血管病、腦外傷后顱內感染、腦腫瘤等；(3)遺傳代謝病累積中樞神經系統、中毒性腦病等。

1.3MRI檢查利用我院德國西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對20例病毒性腦炎患兒行頭顱MRI檢查，頭部正交線圈，仰臥位，頭先進，常規行軸位掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI和FLAIR序列，FOV：22×22 cm，TR/TE=5 500/112 ms，矩陣256×256，層數24，層厚5 mm，間距1.5 mm，掃描時間1.5～2 min。

1.4MRS檢查 利用我院德國西門子公司Trio Tim 3.0T磁共振儀對20例入組患兒行頭顱1H-MRS檢查，結合頭部MRI檢查結果，分別以頭部MRI發現的病灶部位和對側正常部位為感興趣區(ROI)。MRS掃描采用點分辨自旋回波序列(Press序列)，TR=1 700 s，TE=135 ms，AVE4次，頻寬1 200 Hz，體素10 mm×10 mm×10 mm。掃描結束后，使用磁共振掃描儀自帶軟件完成基線校正，識別代謝物，繪制代謝物波譜曲線，測量N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)、肌酸復合物(Cr)的峰下面積，完成NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的計算。

2結果

2.1MRI檢查結果 20例患兒均發現病灶，表現為片狀或斑片狀長T2信號，部分病例為長T1長T2信號(圖1-a、b)，受累部位包括丘腦(10例)、基底節(4例)、額葉(4例)、中腦(3例)、腦橋(3例)、顳葉(3例)，胼胝體、海馬亦有累計，大多數病例為多部位受累，部分為雙側累及。臨床表現越重的患兒，頭MRI表現異常部位越多，受累程度越廣泛。

2.21H-MRS檢查結果 入組病例1H-MRS檢查結果均有異常，病灶區與對照側相比(見圖1c、d)，NAA下降，Cho升高(10例)或降低(10例)，NAA/Cr降低，NAA/Cho降低。病灶區與對照側NAA/Cr、NAA/Cho分別進行比較，差異有統計學意義(P值均<0.05)。見表1。病灶區的NAA/Cr、NAA/Cho比較差異無統計學意義(t值=0.180，P=0.858)。

圖1　病毒性腦炎患兒頭顱MRI表現及1H-MRS檢查NAA、Cho、Cr波譜圖a：標記處為右側額葉片狀長T1信號　b：標記處為右側額葉片狀長T2信號　c：以病變區為“ROI”的代謝物波譜曲線　d：以對側相應區為“ROI”的代謝物波譜曲線

組別NAA/CrNAA/Cho病變區0.92±0.300.90±0.32對照側1.44±0.341.45±0.50t值8.4576.230P值0.0000.000

3討論

MRS是根據磁共振成像技術和化合物中原子的化學位移現象，直接測量活體組織器官的化合物及代謝物的無創性、功能性影像技術。目前應用于臨床的MRS主要為1H-MRS和31P-MRS。1H-MRS可以檢測到N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)、肌酸復合物(Cr)、乳酸(Lac)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)等代謝物在組織器官的相對濃度。NAA主要位于神經元和軸索中，是神經損傷標志物，峰值減低可反映神經元的活性減低或喪失、數量減少。Cho是細胞膜磷脂代謝主要成分膽堿總水平和細胞膜的合成與降解，可在細胞增殖、炎癥及發生脫髓鞘病變時增高。Cr是能量代謝的物質，是神經元胞質的高能磷酸儲備。有研究表明[2]，Cr在同一個個體腦內不同代謝條件下相對穩定，故可作為參照以衡量其他代謝物的濃度變化。MRS現已廣泛應用于神經腫瘤、腦梗死、顳葉癲癇、顱腦外傷、帕金森病、前列腺癌等疾病，對疾病的病理生理變化、早期診斷、治療效果及判斷疾病預后均有重要的意義[3]。

病毒性腦炎的診斷主要依據流行病學、臨床表現、神經系統體征、腦脊液檢查、腦電圖及影像學等輔助檢查，同時排除化膿性腦膜炎、結核性腦膜炎、隱球菌腦膜炎、支原體腦炎等其他中樞神經系統感染性疾病。治療上以抗病毒治療為主，對癥支持治療是僅次于抗病毒的重要治療措施，包括精心護理、維持內環境穩定、營養支持、降溫與止驚、降顱壓、早期激素及丙種球蛋白的應用等。多數病毒性腦炎患兒預后良好，80%～95%可存活，重癥病例致殘率高達20%，文獻報道后遺癥發生率為50%，甚至達70%[4]，部分甚至死亡。神經系統后遺癥有智力落后、癲癇、運動障礙、語言障礙、精神行為異常等。

研究發現病毒性腦炎主要通過兩種方式累計腦實質[5]：(1)病毒直接侵犯腦實質，誘導細胞凋亡；(2)病毒感染后觸發機體自身免疫反應，可以引起腦白質脫髓鞘性損害。病毒性腦炎患兒行顱腦MRI檢查可以明確病變部位及范圍，特點為[6]：(1)病灶廣泛，多發，雙側均可發現病灶，少數病例為單側；(2)可累及額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節、丘腦等，灰質與白質均可受累；(3)皮質病灶可表現為大片狀、小片狀或團塊狀，白質表現為脫髓鞘性改變；(4)彌漫性腦組織腫脹；(5)病灶內可伴有顱內出血。本組病例頭顱MRI檢查均發現異常信號，病灶較為廣泛，雙側受累，以丘腦為主，基底節、額葉、腦橋、中腦、顳葉等亦多見，與上述基本一致。

磁共振成像對病毒性腦炎的早期診斷有重要意義[7]，MRI可以精確地確定病變的范圍，MRS則可以反映出神經組織的代謝狀態。有研究表明NAA降低不僅出現在神經元受損階段，在病情的潛伏期即可出現[8]。MRS可早于MRI發現神經功能損傷。本文顯示，病灶區NAA含量較對照側下降，與病毒侵犯腦實質，誘導神經元凋亡、神經細胞功能受損有關。NAA是神經元和軸索的重要成分，是神經損

傷的標志物。在兒童病毒性腦炎中，病灶區NAA含量降低，提示神經細胞受損。且受損程度與NAA降低量呈正相關。侯曉軍等認為在兒童病毒性腦炎中，MRS檢查發現病灶處代謝物Cho升高。本文病例顯示病灶區的Cho部分升高，部分降低。分析上述差異，筆者認為可能與病例選擇有關。病毒性腦炎早期臨床表現缺乏特異性，易被忽視，貽誤病情。本組病例行波譜分析時距發病的中位時間為12 d，1～7 d 8 例，～14 d 4例，～21 d 4例，～30 d 3例，～60 d 1例。病毒性腦炎時，由于細胞炎癥水腫、細胞膜崩解、白質脫髓鞘病變，細胞代謝功能發生變化，Cho升高，隨病情進展，軟化灶形成，或病灶區細胞數量進行性減少[9]，膜結構喪失，導致Cho降低。

Cr在個體大腦中含量相對穩定，故許多學者把Cr作為腦組織代謝的參照值，以衡量其他代謝物的含量變化。因為兒童的神經系統中NAA、Cho含量變化與成人有所不同，亦有人提出以NAA/Cho作為判斷神經細胞的受損程度[10]。本文分別比較病灶區和對照側的NAA/Cr、NAA/Cho，結果顯示病灶區的NAA/Cr、NAA/Cho較對照側均明顯減低，提示神經元損傷，比值越低，腦損傷程度越重。將患兒大腦病灶區的NAA/Cr、NAA/Cho分別作為獨立的樣本進行比較時，二者差異無統計學意義。故筆者認為，在兒童病毒性腦炎中，Cr、Cho均可作為神經系統代謝物測量的參照標準，用來衡量NAA等代謝物的含量變化。

綜上所述，病毒性腦炎患兒臨床表現缺乏特異性，部分患兒預后欠佳，可遺留嚴重后遺癥。MRI可以明確病變部位及范圍，MRS更能從細胞分子水平判斷神經元損傷程度。結合頭顱MR早期行MRS檢查，不僅可以為病毒性腦炎明確診斷提供依據，而且能夠評估病情嚴重程度，加強綜合治療，對判斷預后有十分重要的意義。

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(收稿2015-04-23)

【中圖分類號】R512.39

【文獻標識碼】A

【文章編號】1673-5110(2016)05-0056-02