準連續動脈自旋標記技術評價腦癱患兒腦血流量改變的研究

王祿偉，謝 超，王云玲

（新疆醫科大學第二附屬醫院影像中心，新疆 烏魯木齊 830028）

腦性癱瘓（Cerebral palsy，CP），簡稱腦癱，是由于各種圍生期因素所引起。一般是指自受孕開始至嬰兒期發生的非進行性腦損傷和發育缺陷綜合征，主要表現為肌張力異常、肌無力、共濟失調等，同時多伴有智力低下、視覺和聽力異常、語言表達障礙、癲癇等[1-2]。在我國，CP是新生兒致殘的最主要的疾病之一，嚴重影響患兒的生活質量，為患兒及其家屬帶來沉重的經濟負擔和精神壓力，因此早診斷、早治療對于改善CP患兒的預后十分關鍵[3]。腦血流量（Cerebral blood flow，CBF）動態監測是目前評價CP患兒腦損傷的最重要的參數指標之一，對CP的診斷和治療具有重要的指導意義[4]。準連續動脈自旋標記（Pseudo-continuous arterial spin labeling，pCASL）是一種新興的動脈自旋標記腦灌注成像技術，主要是利用一串間隔時間很短的射頻脈沖模擬pCASL序列中的連續射頻脈沖，從而實現流動下的磁化矢量絕熱反轉效應[5]。本項研究通過采用pCASL測定CP患兒接受頸總動脈交感神經網剝脫術后CBF的改變，旨在探討pCASL在CP患兒診斷和治療中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

本項研究選取2015年10月—2017年3月期間在我院兒科住院并接受頸總動脈交感神經網剝脫術的患兒50例，男27例，女 23例，年齡2～12歲，平均（4.3±2.5）歲。 根據 2006 年第 9 屆全國小兒腦癱康復學術會議上提出的CP最新定義[6]，即自受孕開始至嬰兒期非進行性腦損傷和發育缺陷所導致的綜合征，確診為CP患兒，包括手足徐動型患兒12例，偏癱型患兒17例，混合型CP患兒21例。另外選擇20例正常受試兒童作為對照組，男12例，女8例，年齡 2～9 歲，平均（4.5±1.9）歲。 本項研究經我院倫理委員會批準，并由患兒家屬或法定監護人簽署知情同意書。

1.2 入選標準

①根據歐洲CP監測組織（Surveillance of cerebral palsy in Europe，SCPE）指定的臨床分型中年齡規定，選擇2～12歲的因缺氧缺血導致的痙攣型單側CP患兒；②術后恢復良好，無并發癥及相關的臨床處置經過；③能配合完成MRI檢查者；④由患兒家屬或監護人簽署知情同意書。

1.3 排除標準

①術前服用營養腦神經藥物的患兒；②心肺功能異常的患兒。

1.4 手術方法

CP患兒進入手術室后，常規檢測心電圖、心率、血氧飽和度、無創血壓及經橈動脈穿刺有創血壓。氣管插管全麻生效后，于術側頸部設計一長約3.0 cm橫行切口，常規消毒鋪巾后，逐層切口皮膚暴露頸動脈，游離頸動脈分叉部以下約4 cm頸總動脈，保護頸靜脈及迷走神經，于顯微鏡下環形剝脫雙側頸動脈外膜約4 cm，徹底止血，檢查無活動性出血，逐層關閉出口。術畢，麻醉清醒拔管后返回病房。

1.5 pCASL 檢查方法

術前1周、術后7 d，6月進行pCASL檢查。掃描前20～30 min，患兒需口服或鼻飼10%水合氯醛0.5 mg/kg，待患兒熟睡后進行磁共振掃描。掃描全程密切監測患兒呼吸和心率。本項研究采用Philips 3.0T聚源磁共振掃描系統進行MRI，采用絕熱IR系列標記雙側頸動脈進行pCASL成像，標記層面為中心層面下方32mm，標記時間2200ms，延遲900ms；采用單次激發SE-EPI序列分別掃描標記前后的腦實質層面，重復時間（TR）4 500 ms，恢復時間（TE）50 ms，視野（FOV）180 mm，矩陣 64×64，層厚 8 mm，層間距1 mm，層數5，掃描持續時間6 min。

采用飛利浦Pride軟件對MRI圖像進行處理分析，選取雙側基底節區（Basal ganglia，BG）、雙側頂葉灰質（Cortical gray matter，GM）、雙側放射冠白質（White matter，WM）作為感興趣區，測量CBF值。

1.6 統計學處理

本資料采用SPSS 20.0統計學軟件進行兩組之間t檢驗、卡方檢驗等，計量資料采用配對t檢驗進行兩組間的數據比較，采用方差分析進行組內比較；計數資料采用卡方檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

CP患兒術前CBF結果與對照組比較：CP患兒術前經pCASL評價各興趣區CBF明顯低于正常對照組受試兒童，有統計學差異，P＜0.05。 見表1。

表1 CP患兒術前CBF結果與正常對照組比較

CP患兒術前和術后CBF比較：術后7 d和術后6月，復查患兒CBF變化情況，結果顯示，CP患兒術后腦部CBF得到明顯改善，與術前相比，有統計學差異，P＜0.05；且術后 6 月改善更為明顯，P＜0.05。 見表2。

表2 CP患兒術前和術后7 d、6月CBF結果比較

CP患兒術后CBF結果與對照組比較：術后7 d，CP患兒各興趣區CBF與正常對照組受試兒童比較，存在統計學差異，P＜0.05。 術后6月，雖然CP患兒各興趣區CBF較術前和術后7 d改善更為明顯，但是與正常對照組受試兒童比較，仍然存在統計學差異，P＜0.05。 見表3。

CP患兒術后臨床癥狀觀察：術后6月，CP患兒語言障礙、肌張力異常、共濟失調、斜視、流涎等臨床癥狀得到明顯改善，有統計學差異，P＜0.05。見表4。

表3 CP患兒術后CBF結果與正常對照組比較

表4 CP患兒術后6月臨床癥狀改善情況

圖1 男，4歲，正常兒童。圖1a：常規T2WI。圖1b：pCASL圖（BG 51.42 mL/（100g·min），GM 40.86 mL/（100g·min），WM 19.31 mL/（100g·min））。Figure 1. Male，4 years old，normal child.Figure 1a：Routine T2WI.Figure 1b：pCASL image(BG 51.42 mL/（100g·min），GM 40.86 mL/（100g·min），WM 19.31 mL/（100g·min）).

圖2 女，3歲，左側腦發育不全的CP患兒。圖2a，2b：術前常規T2WI及pCASL圖。圖2c，2d：術后常規T2WI及pCASL圖。術后雙側基底節區的 CBF 明顯高于術前 （術前：BG 34.21mL/（100g·min），GM 28.73mL/（100g·min），WM 12.01mL/（100g·min）； 術后：BG 49.64mL/（100g·min），GM 38.13 mL/（100g·min），WM 17.52 mL/（100g·min））。Figure 2.Female，3 years old，left cerebral dysplasia of CP.Figure 2a，2b：The routine T2WI and pCASL image before operation.Figure 2c，2d：The routine T2WI and pCASL image after operation.The CBF of basal ganglia matter after operation was significantly higher than that before operation （Before operation：BG 34.21mL/（100g·min），GM 28.73mL/（100g·min），WM 12.01mL/（100g·min）.After operation：BG 49.64mL/（100g·min），GM 38.13 mL/（100g·min），WM 17.52 mL/（100g·min）).

3 討論

自1861年William首次提出“腦性癱瘓”的概念以來，CP一直是國內外學者研究的重點和熱點[7]。CBF的變化是腦損傷發生的重要機制之一[8]。腦部低灌注是CP患兒腦部組織發生病理性損傷的始動因素，將引發一系列細胞水平的惡性事件[9]。CBF是血流灌注性損傷的重要參數之一[10]。提高CBF是治療CP患兒的一種重要手段。局部CBF及血容量的增加，導致局部氧合血紅蛋白增加，提高腦組織抗氧化的能力及腦組織代謝，進而改善腦功能，緩解痙攣的癥狀。本項研究采用pCASL灌注成像技術對比CP患兒術前和術后CBF的變化情況，以及與正常對照組受試兒童CBF的差異。結果顯示，CP患兒治療前，各個興趣區域CBF均值均低于正常兒童，有統計學差異，P＜0.05。接受頸總動脈交感神經網剝脫術后7 d，CP患兒的CBF已經得到改善，但是與正常受試兒童相比，仍然存在統計學差異，P＜0.05；術后6月，CP患兒的CBF值雖然較術后7 d得到更進一步改善，與術前和術后7 d相比，有統計學差異，P＜0.05；也依然稍低于正常受試兒童，P＜0.05，但是差別并不顯著。CP患兒術后CBF明顯高于術前。

連續性動脈自旋標記磁共振灌注成像是一種采用磁標記的動脈血水分子作為內源性示蹤劑，用于測量腦組織血流灌注的非電離、非侵入式的MRI技術，由于其無創性，安全性較高，可重復性強，在兒科具有較大的應用優勢[11]。但是由于連續性動脈自旋標記對硬件要求較高，需要連續施加長時間的射頻脈沖，因此需要獨立的頸動脈射頻發射線圈，以減少磁化轉移效應帶來的信號衰減。隨著MRI技術的發展，逐漸出現了pCASL，不僅標記效率高，而且對硬件的要求相對較低，操作簡單。盡管pCASL在我國應用的時間較短，但是越來越多的醫院和研究機構引入該項技術，重點診斷或研究缺血缺氧性腦病患兒腦血流灌注狀態的變化，但研究結果不盡一致。本項研究選擇雙側基底節區、雙側頂葉灰質、雙側放射冠白質作為感興趣區，尤其是BG區是最容易發生損傷的區域。結果發現，正常對照組受試兒童，BG區 CBF 均值為 （58.19±12.46） mL/（100g·min），而GM和WM區CBF均值低于BG區，結果與黎芳麗等[12]研究結果一致，但是與國外的一些研究報道相比[13]，數值偏高，可能與口服水合氯醛麻醉引發腦血管擴張有關。

CP的治療以綜合治療為主，早期發現、早期實施適當的手術和正規的康復治療可以在很大程度上減輕患兒的殘疾程度，達到生活自理、回歸社會的目的。雖然之前臨床上有很多醫生認為頸總動脈交感神經網剝脫術機制復雜且尚不十分清楚，并不主張臨床推廣該項手術[14]，但是本項研究通過采用pCASL灌注成像技術對CP患兒術前、術后CBF變化的研究，也進一步證實了頸總動脈交感神經網剝脫術的療效以及可能的作用機制，為以后更深入的研究提供了潛在的方向。根據解剖學原理，刺激網狀附著于頸動脈周圍的交感神經可誘發動脈收縮，因此去除頸總動脈交感神經后，血pCO2對腦血管反應性增強；另外傳導機能失調，血管張力應激性下降可擴張腦血管[15]。而CBF的變化與臨床癥狀的改善也密切相關。CP患兒術后CBF增加，使部分發育停滯的腦組織恢復其生理功能，從而改善了對上行、下行神經纖維信號的支配功能。

綜上所述，pCASL可用于CP患兒頸總動脈交感神經網剝脫術后CBF改善情況評估及頸總動脈交感神經網剝脫術后療效的動態觀察，值得臨床推廣；另外頸總動脈交感神經網剝脫術作用機制復雜，pCASL作為一種無創的影像學檢查方法，對評估頸總動脈交感神經網剝脫術的臨床價值和作用機制提供了潛在的研究方向。