3.0 T MRI pCASL技術評價腦癱患兒手術療效的應用價值

王祿偉，杜金駿，韓秉艷

作者單位：

新疆醫科大學第二附屬醫院影像中心，烏魯木齊 830028

小兒腦性癱瘓俗稱腦癱，臨床中指新生兒出生后1個月內腦發育尚未成熟階段，由非進行性腦損傷所導致的一組中樞神經障礙綜合征，以姿勢和運動功能障礙為主要表現[1]。目前，頸總動脈外膜交感神經網剝脫術是治療本病的常用手術方法之一，其作用機理與改善患兒大腦功能障礙區域腦血流量有密切關聯[2]。腦血流量是醫學公認的反映血流動力學變化的一項重要指標，可通過CT灌注成像、MRI動態增強灌注成像等多種方法進行檢測，以此評估腦癱患兒治療期間腦組織血流動力學變化情況，從而對臨床療效和預后作出準確判斷[3]。但上述檢測方法均對腦癱患兒具有一定創傷性，且對檢查配合度要求較高，故探究一種安全無創、能反復測量腦血流量的檢查技術臨床意義重大[4]。偽連續式動脈自旋標記(pseudo-continuous arterial spin labeling，pCASL)技術是經典的核磁共振腦功能無創檢測方法，對腦組織血流動力學狀態可實現定量、定性評價[5]。本研究將其應用于腦癱患兒腦血流量評價和療效評估，旨在探究其臨床價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2017年6月至2019年6月在我院行頸總動脈外膜交感神經網剝脫術治療的30例痙攣型單側腦性癱瘓患兒，設為病例組；選取同期體檢健康的30例兒童，設為正常組。整理臨床資料，病例組患兒男1 6 例、女1 4 例，年 齡4 ～1 2 歲 之 間，平 均 年 齡(6.58±3.24)歲，均因生產時缺氧缺血導致腦性癱瘓，未合并嚴重臟器功能障礙或智力障礙，能夠配合手術和檢查；正常組兒童男15例，女15例，年齡4～12歲之間，平均年齡(6.45±3.37)歲，均接受臨床體檢和篩查，排除腦性癱瘓患兒及相關中樞神經系統疾病患兒。對比兩組一般資料，性別、年齡均無統計學差異(P＞0.05)，可行對照研究。告知入組兒童及患兒家長研究內容和目的，征得書面同意；我院倫理委員會批準許可研究開展。

1.2 研究方法

1.2.1 手術方法

病例組30例患兒均接受頸總動脈外膜交感神經網剝脫術治療，采用氣管插管全身麻醉，取仰臥位，在兩肩胛間墊圓墊，使頭部后仰偏向健側；在術側頸部甲狀軟骨下1 cm左右、胸鎖乳突肌內側緣做一橫向切口，約3.0 cm長，逐層切開皮膚充分暴露頸動脈，將頸動脈鞘切開，在保護頸靜脈和迷走神經前提下游離頸總動脈；使用顯微鏡觀察并剝脫頸總動脈分叉部位，直到向下6.0 cm處動脈外膜，進行止血處理，確認無活動性出血后逐層縫合切口，等待麻醉蘇醒拔管。圍術期給予患兒全程護理。

1.2.2 掃描方法

兩組均應用3.0 T磁共振成像系統進行掃描檢查，常規序列及參數：T1WI：FL2D， TR 250 ms，TE 2.50 ms；T2WI：TSE，TR 4000 ms，TE 91 ms；FLAIR：TR 9000 ms，TE 85 ms；醫學影像診斷(diagnostic medical imaging，DMI)：平面回波成像(echo planar imaging，EPI)，TR 3133 ms，TE 91 ms，b值1000 s/mm2，層厚5 mm。ASL掃描參數：采集次數101，采集帶寬2232 Hz/Px，掃描時間248 s，激勵次數1，激發角度90°，層厚6 mm，層間距1.5 mm，層數為6，TR 2500 ms，TE 11 ms，反轉時間TI1 700 ms，TI2 1800 ms，飽和停止時間1600 ms，流速限制100 cm/s，FOV 192 mm×192 mm。將3D-pCASL原始數據轉換為4D NIFTI hdr/img格式，由MRI-Clould工作站進行后處理，獲得全腦血流圖，在pCASL原始圖像基礎上測量不同部位腦血流量。

1.3 觀察指標

記錄正常組兒童與病例組患兒術前、術后14 d時測得的大腦雙側額葉、頂葉、顳葉、中央前回、基底節區、丘腦、小腦和內囊部位腦血流量，進行統計學分析。

1.4 統計學方法

研究數據均采用統計學軟件SPSS 20.0處理，計數資料(%)和計量資料(±s)分別以χ2、t檢驗，設定P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 正常組與病例組術前腦血流量比較

詳見表1。與正常組兒童相比，病例組患兒術前各部位腦血流量均出現明顯下降(圖1)，組間差異存在統計學意義(P＜0.05)。

2.2 正常組與病例組術后腦血流量比較

詳見表2。與正常組兒童相比，病例組患兒術后各部位腦血流量均得到不同程度改善，兩組頂葉、基底節區和內囊區域血流量差異無統計學意義(P＞0.05)；大腦雙側額葉、顳葉、中央前回、丘腦及小腦區域血流量差異有統計學意義(P＜0.05)。

2.3 病例組患兒手術前后腦血流量比較

詳見表3。比較病例組患兒手術前后各部位腦血流量變化(圖2)，小腦部位差異無明顯統計學意義(P＞0.05)；其余各部位血流量均有統計學差異(P＜0.05)。

表1 正常組與病例組術前腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 1 Comparison of preoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

表1 正常組與病例組術前腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 1 Comparison of preoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 正常組(30例) 病例組(30例) t值 P值額葉 61.03±3.72 45.11±2.48 19.503 0.000頂葉 57.32±4.18 43.23±3.02 14.965 0.000顳葉 59.39±3.65 41.98±3.15 19.779 0.000中央前回 50.46±3.47 38.49±3.67 12.981 0.000基底節區 33.43±3.24 24.25±2.53 12.232 0.000丘腦 22.68±3.52 15.28±2.34 9.589 0.000小腦 62.83±3.57 44.23±3.11 21.517 0.000內囊 33.71±3.92 26.34±2.62 8.562 0.000

表2 正常組與病例組術后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 2 Comparison of postoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

表2 正常組與病例組術后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 2 Comparison of postoperative cerebral blood flow between normal group and case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 正常組(30例) 病例組(30例) t值 P值額葉 61.03±3.72 58.68±2.17 3.854 0.000頂葉 57.32±4.18 56.53±3.72 0.773 0.443顳葉 59.39±3.65 57.54±2.95 2.159 0.035中央前回 50.46±3.47 48.17±3.22 2.650 0.010基底節區 33.43±3.24 32.03±4.74 1.336 0.187丘腦 22.68±3.52 17.02±2.18 7.488 0.000小腦 62.83±3.57 45.27±4.56 16.608 0.000內囊 33.71±3.92 32.45±4.67 1.132 0.262

表3 病例組患兒手術前后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 3 Comparison of cerebral blood flow before and after operation in case group (mL/100 g/min, ±s)

表3 病例組患兒手術前后腦血流量比較(ml/100 g/min，±s)Tab. 3 Comparison of cerebral blood flow before and after operation in case group (mL/100 g/min, ±s)

部位 手術前(30例) 術后14 d (30例) t值 P值額葉 45.11±2.48 58.68±2.17 21.425 0.000頂葉 43.23±3.02 56.53±3.72 15.203 0.000顳葉 41.98±3.15 57.54±2.95 19.748 0.000中央前回 38.49±3.67 48.17±3.22 10.859 0.000基底節區 24.25±2.53 32.03±4.74 7.931 0.000丘腦 15.28±2.34 17.02±2.18 2.980 0.004小腦 44.23±3.11 45.27±4.56 1.032 0.306內囊 26.34±2.62 32.45±4.67 6.250 0.000

3 討論

3.1 腦癱患兒的發生及外科手術治療方法

小兒腦性癱瘓是發生于嬰幼兒腦發育未成熟階段的常見中樞神經障礙綜合征，病變位置在腦，累及四肢，患兒常常伴有智力缺陷、癲癇、行為異常、精神障礙以及視覺、聽覺和語言障礙等癥狀[6]。本病可影響患兒運動控制和日常生活活動能力，如不能及早診斷和治療將形成終身殘疾。臨床治療腦癱方法多種多樣，包括中醫治療、康復治療、外科手術治療等，其中關節矯正術、選擇性脊神經后根切斷術和頸總動脈外膜交感神經網剝脫術均為常用手術方案[7]。關節矯正術主要目的在于矯正患兒畸形姿勢，從而松解痙攣和攣縮，改善步態及負重線；選擇性脊神經后根切斷術則通過改善患兒下肢痙攣，來提高坐、爬等基本活動能力[8]。單側痙攣型腦癱者患側大腦半球腦灌注不足從而引起神經元的死亡，白質纖維的斷裂、破壞及稀疏[9]，而頸總動脈外膜交感神經網剝脫術作用機理在于去除交感神經部分收縮顱內血管作用，解除其對肌張力和靶器官的支配效應，改善患兒顱內血流狀態，從而緩解痙攣肌肉興奮性、減輕流涎、吞咽困難等癥狀。該術式配合長期的功能訓練，還有利于提高患兒腦認知功能，改善預后效果，臨床應用相對廣泛。

3.2 pCASL技術及優點

頸總動脈交感神經網剝脫術是治療痙攣型腦癱的一個重要手術方法，但常規MRI提供的信息不足以滿足臨床對該手術治療痙攣型單側腦性癱瘓患兒的療效進行評估[10]，但腦血流量是客觀反映腦癱患兒顱內血流動力學狀態變化的重要指標，其檢測結果對手術療效具有重要的評估作用，因此臨床選用一種安全無創的檢測方法具有必要性[11]。pCASL技術即將內源性血液中的水作為自由擴散示蹤劑，提供感興趣區腦血流量參數，屬于一種非侵入性技術，現已在部分中樞神經系統疾病相關研究中顯示出潛在價值[12]。pCASL技術結合了連續式ASL和脈沖式ASL優點，是一種全新無創容積灌注成像技術[13]，相較于其他檢測方法，它具備高信噪比、磁敏感偽影少以及腦組織顯影對比度強等突出優勢，在實際應用中，該技術無需外源性對比劑，成像速度快，操作簡便，能準確評價腦血流量，反映腦代謝功能，尤其在兒童腦損傷患者中可行性顯著提高[14]。使用3.0 T MRI pCASL技術測量腦癱患兒腦血流量，評估顱內血流動力學改變，對判斷手術療效和預后效果有著重要意義。

3.3 腦血流量改變的意義

本研究以30例正常兒童作為對照，發現腦癱患兒術前大腦雙側額葉、頂葉、顳葉、中央前回、基底節區、丘腦、小腦和內囊部位腦血流量明顯降低。造成該結果的原因可能與人體運動功能支配區腦分布情況有關，中央前區主要為第一軀體運動功能支配區，左右交叉支配對側肢體運動；基底核處于大腦白質內，有研究報道其中含有紅核、黑質及丘腦底核[15]，與運動功能密切相關；人體大腦皮質、基底核與小腦對軀體肌張力、姿勢反射和隨意運動具有協同調節作用。正常兒童這些腦區域血流量呈均勻對稱分布，而腦癱患兒血流量分布不對稱，呈一側或局部降低，故而表現出姿勢異常、智力障礙和功能障礙等癥狀[16]。腦癱患兒術后各部位腦血流量與正常兒童相比，大腦皮質及中央前區血流量明顯升高，基底節血流量也有所升高，表明頸總動脈外膜交感神經網剝脫術能夠有效增加腦癱患兒大腦皮質和中央前區腦血流量，改善大腦低灌注、低循環狀態，降低交感神經對肌張力的興奮性，從而改善運動異常癥狀，對全身肌張力過高也有良好的緩解效果。

丘腦作為運動功能整合中心，一旦出現缺血缺氧即可導致肢體力量不協調；小腦主要起肌緊張度調節作用，以維持姿勢平衡、完成隨意運動[17]。手術前后30例腦癱患兒丘腦和小腦區域血流量差異相對較小，而丘腦和小腦區域由大腦后動脈與椎動脈分支予以供血，該結果可提示手術后對大腦后循環血流量改善效果不明顯。

綜上所述，腦癱患兒手術前后使用3.0 T MRI pCASL技術可準確測量各部位腦血流量，反映顱內血流動力學狀態，在評價臨床療效和預后效果中有著較高應用價值。

利益沖突：無。