多模態磁共振成像早期診斷新生兒缺血缺氧性腦病及預后的應用進展

吳為民

（右江民族醫學院附屬醫院 放射科，廣西 百色）

0 引言

新生兒缺氧缺血性腦病（Hypoxic Ischemic Encephalopathy, HIE）是指圍產期、新生兒期由于宮內窘迫、新生兒窒息等引起的腦供血不足，腦組織呈低灌注狀態，而出現的相應的腦缺血缺氧系列臨床癥候的腦損傷性疾病，是新生兒常見病之一，是導致新生兒致殘后遺癥的重要原因，甚至死亡的重要原因。磁共振成像是以核磁共振現象作為物理學基礎的新興影像成像技術。隨著磁共振技術的發展及廣泛的臨床應用，磁共振成像從結構成像到分子成像的躍進，在疾病的早期診斷及預后評估上也獲得進步。磁共振新技術的涌現，多模態成像如腦彌散成像（Diffusion Weighted Imaging, DWI）、磁敏感（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）成像、動脈自旋標記（Arterial Spin Labeling, ASL）腦灌注成像等開始應用于臨床研究，加之磁共振成像具有圖像分辨率高、提供信息豐富、無創傷及無X 線輻射等優點，磁共振常規成像已廣泛應用于臨床。多模態磁共振成像技術的應用研究尚在起步階段。任何一種單模態的磁共振檢查技術是不能完整地顯示病變的結構、功能及分子等方面的信息，這些說明了其局限性。現代技術的發展，強調了精準醫學，因而多模態磁共振技術的應用，可以達到優勢互補，相互驗證，可以提供解剖、功能、分子等方面的信息。

1 多模態磁共振成像的特征及應用進展

1.1 磁共振常規平掃

磁共振常規平掃包括有T1WI、T2WI、T2FLAIR。磁共振運用于臨床以來，由于其具有圖像分辨率高、提供信息豐富、無創傷及無X 線輻射等優點，在醫學診斷領域得到了廣泛應用，帶來了很好的社會及經濟效果。在新生兒HIE 方面的應用研究開展廣泛，新生兒HIE 的病理基礎是缺氧性腦病，病理改變是腦水腫和腦壞死。缺氧導致腦水腫和神經元壞死，缺血主要引起腦梗塞和白質軟化。在常規磁共振成像上表現為早期無明顯特異性表現，重度HIE 患者可表現為早期T2FLAIR 高信號或等高信號，或不規則等高信號。水腫者T2WI 表現有白質高信號，T1WI 表現可為高信號、可為等信號、可為低信號。根據臨床分型不同表現不一。有出血者早期T1WI、T2WI 均為等信號或T2WI 表現低信號。有學者研究認為[1]，新生兒缺氧缺血性腦病引起T1WI 高信號有相關性。有學者研究認為正常足月新生兒出生時內囊后肢的髓鞘已經形成，在T1WI 上表現為高信號[2]。因此，筆者認為，常規磁共振成像在早期診斷新生兒HIE 方面是否存在特異性差異，有待進一步研究。有學者認為，基底節、丘腦T1WI 異常高信號可能與缺氧缺血性腦病嚴重程度相關，基底節、丘腦信號的改變可能對HIE 預后提供幫助[3]；新生兒HIE 引起腦質損傷，與預后中樞神經功能異常有相關性[4]。因此，常規磁共振成像早期診斷新生兒HIE 及預后評估尚存在敏感性、特異性欠缺的單一性成像模態。

1.2 磁共振（DWI）成像

DWI 是磁共振成像新技術，是反映生物體內水分子的熱運動狀態，當組織發生病變時，細胞的結構、功能、代謝等發生了異常，細胞間水分子的自由擴散運動就受到了影響，水分子的擴散運動增加或受限在MRI 成像上以信號形式表現出來。組織信息改變首先是水分子量及運動形式的改變，DWI 就是通過監測人體組織中水分子運動形式及受限制的程度等信息，反映組織微觀結構的變化，常用擴散系數（Diffusion Coefficient, DC）來描述。其遵循Fick's 規律，間接反映組織的微觀結構特征[5]。為精準描述水分子擴散程度，引入表觀擴散系數（Apparent Diffusion Coefficient, ADC）值 來 定 量 計 算，獲 得DWI 和ADC 圖。1990 年，Michael moseley 發現擴散成像在早期腦缺血診斷中的價值以來，磁共振DWI 成像在疾病的早期診斷及許多鑒別診斷中起著重要的作用，是檢測生物體組織發生病變的無創性成像方法。有學者研究[6]新生兒HIE 發現，16 例HIE 在DWI 上均有特征性顯示，呈高信號；在常規MRI 中只有3 例HIE 在FLAIR序列上顯示高信號，13 例HIE 在常規MRI 中未見明顯異常信號改變，顱內出血表現為T1WI 高信號，T2WI 低信號；DWI在檢測缺血方面優于MRI 常規檢查，對早期診斷有敏感性。有學者認為DWI 及ADC 對1 周內HIE 患兒異常的發現率高度一致，尤其是對皮質、腦干、內囊區。Goergen SK 等[7]的研究發現，DWI 出現內囊信號的異常提示HIE 患兒預后不良。DWI 不僅能早期發現異常，對于預后也有一定的指導作用[8]。Liauw L 等[9]在對HIE 患兒的頭顱DWI 成像的研究中發現，ADC 值在基底節區、腦干等區域上的改變與HIE 患兒預后不良有相關性。Cavalleri F 等[10]的研究發現，Barkovich 評分系統測得的彌散值對HIE 患兒預后的評估上優于ADC 值。Alderliesten T 等[11]對HIE 患兒的研究發現，常規MRI 成像及DWI 成像，預測HIE 患兒預后更有效。

1.3 磁共振（SWI）成像

SWI 是在傳統梯度回波T2WI 基礎上研發的功能磁共振成像新技術，三維數據采集，具有薄層、分辨率高的成像特點，后處理后獲得相位圖、幅度圖及后處理融合圖，對顯示血液代謝物敏感性極高[12]。SWI 對新生兒HIE 少量出血顯示敏感[13-14]。SWI 對新生兒HIE 缺氧的程度及出血更為敏感。有學者研究得出，SWI 在新生兒HIE 腦病中，對伴有出血的HIE 病人檢出率為57.7%[15]。SWI 應用于新生兒HIE 的研究，開展廣泛，但在新生兒HIE 早期方面的精確診斷尚無定論，仍在研究中。SWI 在新生兒HIE 出血灶檢出率上具有優勢，聯合SWI、DWI 分別與常規MRI 序列對新生兒HIE檢出陽性率之間的差異具有統計學意義，HIE 檢出率明顯提高[16]。有學者研究，SWI 與新生兒HIE 分度有相關性[17]。SWI 成像在新生兒HIE 早期診斷上，對于伴有微量出血方面有優勢。

1.4 動脈自旋標記（ASL）腦灌注成像。

ASL 方法是對動脈血作磁標記作為內源性示蹤劑，對灌注進行定量測量的一種無創技術。它利用磁標記動脈血液中的水分子作為內源性對比劑。ASL 是一種新型的無創MRI 灌注成像技術，對成像層面流入的動脈血進行示蹤磁標記，得到血流灌注影像，通過后處理分析測量相對腦血流量（relative Cerebral Blood Flow, rCBF），通過rCBF 了解HIE患兒腦血流灌注情況。史浩等[18]對正常新生兒與HIE 患兒的rCBF 進行研究發現，rCBF 值能夠有效檢測HIE 患兒腦組織灌注的異常。Massaro AN 等[19]對第2 周末新生兒行常規MRI 及ASL 成像發現，HIE 患兒的rCBF 有統計學意義，MRI 表現正常與HIE 患兒的rCBF 存在負相關，這可能與rCBF 的假正常化有關。De Vis JB 等[20]的研究發現，HIE 患兒ASL 成像的rCBF 值結合常規MRI 表現對HIE 患兒的預后評估更具有臨床價值。

比較于傳統靜脈團注對比劑的灌注成像，ASL 灌注磁共振成像最突出的優點在于它的非侵襲性，可以測量任何年齡組實驗者的腦血流量（Cerebral Blood Flow, CBF）值，不存在累積效應，可在短時間內反復測量，而且磁共振掃描用6 min左右即可完成。近年來，隨著ASL 灌注成像技術上的進展，已經使其從可行性研究階段躍升到臨床應用的前沿[21]。腦部低灌注是新生兒HIE 的病理改變的始動因素，CBF 反映腦的灌注狀況、代謝需求和神經功能，是評價兒童腦損傷和恢復的重要參數。過去灌注應用于新生兒受到限制，是因為需要注射釓-噴酸葡胺對比劑。冀旭等[22]研究發現：ASL 對足月HIE 患兒頂葉皮層和基底節區的CBF 值存在差異，有統計學意義（P＜0.01）；白質區和灰質區血流量（CBF）存在差異有統計學意義（P＜0.01）。實驗組各感興趣區8～24 h，CBF值與正常對照組水平相比明顯降低（P＜0.05）；缺血缺氧后48 h，實驗組白質CBF 值與正常對照組無明顯差異，基底節區和頂葉皮層的CBF 顯著高于正常對照組（P＜0.05)；7～12 d 實驗組與對照組各感興趣區CBF 無明顯差異。在出生后48 h，實驗組頂葉皮層和基底節區出現充血現象（P＜0.05），研究說明ASL 早期診斷新生兒HIE 性病具有臨床應用價值。Pienaa R等[23]研究認為，缺血性損傷的腦組織表觀擴散系數（ADC）降低的程度與灌注改變密切相關。有研究認為，HIE 患兒在出生7 h 后再進行CASL 檢查可能已經無臨床意義。ASL 在新生兒HIE 診斷方面可以從血供上進行判斷，在早期診斷及預后評估上存在不同的看法，有待進一步研究。

2 討論

因此，筆者認為，多模態磁共振成像應用于新生兒方面的研究應用上有優勢，多模態磁共振成像可以提供解剖信息、基礎生化、病理信息等，相互取長補短，從而在新生兒HIE 早期診斷及鑒別診斷、治療及轉歸上具有優勢。多模態磁共振成像隨著研究的深入，在新生兒缺氧缺血性腦損傷的精準診斷與臨床干預中將得到廣泛應用。多模態磁共振成像在新生兒HIE 的早期診斷及預后評估有待進一步研究，為新生兒HIE 精準診斷提供經濟適用的檢查模式。