磁共振成像在兒童顱腦急癥方面的應用

陳夜，肖東瓊，李熙鴻

（四川大學華西第二醫院急診醫學科，出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室，四川 成都 610041）

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是一種 用于放射學的醫學成像技術，能從組織中產生各種基于質子的信號對比，由于信號泛型的巨大靈活性，MRI技術正在不斷發展以便于臨床應用[1]。此外，MRI的安全性和非電離性使其成為一種適合兒童的成像方式[2]。MRI在兒科成像中接受度高，因它無電離輻射，成為一種適合于多次掃描和重復檢查的方法。對臨床醫生而言，合適的MRI檢查提供臨床信息的廣度和深度，可增強診斷信心。

由于噪音、恐懼和無法保持靜止狀態，兒科人群的MRI通常需配合鎮靜獲得高質量的圖像[3]。盡管有上述限制，但兒科MRI的使用愈加廣泛，包括越來越多的兒童急癥。這種轉變內在的反映相對于計算機斷層掃描（computerized tomography，CT），MRI在描述軟組織疾病過程方面的優勢，及與人群對相關的輻射暴露的更高意識。本文旨在討論MRI在各種常見的兒童顱腦急癥方面的應用。

1 創傷性腦損傷

創傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）是鈍性機械外力導致的腦損傷，廣泛定義為由外力引起的腦功能改變或其他腦病理證據，是全球范圍內至關重要的公共衛生和社會經濟問題[4]。TBI的發病率逐年攀升，同時也是兒童致死、致殘的主要原因。TBI后發生局灶性或彌漫性腦損傷的病理過程包括軸突剪切、細胞水腫、血管損傷和神經元死亡等[5]。這些損傷原發表現通常為骨折、顱內出血、挫傷和外傷性軸索損傷。繼發性損傷的機制多種多樣，與血腦屏障的破壞、活性氧的產生和氧化應激、代謝功能障礙、炎癥和興奮性毒性相關。在TBI中存活的兒童可能會有長期后遺癥[6]。CT和MRI成像技術是檢測該類型損傷的有效方式[7]，影像學在TBI的評價和診斷中起至關重要的作用。特別重要的是，其在急性情況下的分類可確定哪些患者需神經外科緊急干預。因此，臨床醫師和放射科醫師必須熟悉TBI的各種影像學表現及其對臨床表現、治療和預后的影響。

CT在急性顱腦損傷中仍是首選的影像學檢查，不僅方便，且在檢測骨折、出血方面具有更高的敏感性[8]。此外，這些患者通常需同時對其他非中樞神經系統器官或系統進行CT成像。雖然MRI可能無需在緊急創傷時進行，但在后期所有頭部創傷患兒的神經功能缺陷的檢查中，MRI是必不可少的。MRI在描述腦損傷程度方面敏感度高于CT，因其能更好地檢測實質挫傷、梗死、蛛網膜下腔出血、小軸外血腫、軸突剪切損傷及腦干損傷[9]。在兒童群體中，撞擊后大腦的任何旋轉運動均可能伸展，有時甚至撕裂大腦白質區域內的軸突，即“彌漫性軸索損傷”，軸突可能被拉伸和神經纖維束被破壞。損傷的典型位置包括灰白色交界處、胼胝體和腦干[10]。傳統的CT掃描無法檢測到上述損傷，但MRI能檢測到上述變化。MRI可有效避免顱頂骨骼干擾，清晰顯示顱凹組織，且軟組織分辨率高，可利用冠狀面、矢狀面掃描清晰顯示腦頂、顱底周圍病變，利于明確病變部位、性質及檢出較小病灶[11]，且MRI可檢出CT檢查難以檢測的病灶（腦神經、腦干等），MRI對腦葉挫傷、腦深部挫傷的檢出率及整體損傷部位的檢出率均高于CT[12]。

以上表明，MRI是一種合理的、甚至在某些方面可替代CT的影像學檢查，有可能消除每年數以萬計兒童的電離輻射暴露。MRI低風險成像的可實用性對腦實質變化敏感的模態可通過允許對患有TBI的兒童進行連續成像促進腦損傷研究[13]。

2 急性缺血性腦卒中

急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）是由于腦血管狹窄和閉塞，造成的腦供血不足現象，腦組織因血液循環障礙缺血、缺氧后，引起一系列的病理變化，逐漸轉變為腦細胞急性死亡和神經細胞凋亡[14]。近年來，兒童AIS的發病率和死亡率呈明顯升高趨勢。基于人群的對AIS的研究，病死率接近4%，＞50%的幸存者有持續性的神經、認知或精神缺陷，給家庭和社會帶來巨大的經濟損失[15]。AIS的診斷通常會延遲，因急性神經功能缺損可能難以在幼兒中發現。AIS后如果不進行治療，易發生神經系統后遺癥[16]。因此，神經影像學在AIS患兒的治療中起至關重要的作用，具有診斷、治療和觀測預后方面的意義[17]。

兒童臨床懷疑AIS，MRI為首選檢測方式。然而，臨床仍常規采用CT檢查排除其他的診斷，如顱內出血，腫瘤或膿腫。但急性缺血性病變在CT上可能是隱匿的。除獲得常規MRI序列外，磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）應同時進行，MRA敏感度高于CT血管造影，是一種有效的篩查工具[18]。MRA可與常規MRI序列同時進行，以降低其他替代品的輻射暴露[19]。已有研究表明，經MRI檢查治療的患者效果優于CT檢查，癥狀性腦出血率低于CT檢查[20]。緊急情況下的MRI既可解決神經成像的主要目標（即檢測梗塞和出血的可能性），又可解決神經成像的次要目標（即識別動脈閉塞的部位，組織表征以定義梗塞核心和半影，并確定原因和機制）[21]。MRI成像可準確診斷AIS，并可鑒別AIS與其他潛在的腦血管病[22]。對癥狀不明或已知癥狀發作至24 h內的AIS患者，先進的MRI成像可指導機械取栓治療[23]。AIS逐漸成為導致兒童神經系統后遺癥和死亡的重要原因，MRI對AIS的敏感度和特異度均高于CT，在AIS的診斷和治療中起至關重要的作用[24]。

3 中樞神經系統感染

中樞神經系統和鄰近結構的感染往往危及生命，并有可能產生后遺癥的風險，嚴重影響兒童的預后及生長發育。神經影像學在典型病變的可視化中是至關重要的，不僅可快速診斷，還為后續的治療決定提供依據。MRI技術在中樞神經系統感染性病變的評估中提供額外的診斷信息，能評估兒童各種中樞神經系統感染的表現，并結合臨床和生化結果，確定病變的病因和范圍，以便進行快速的影像學診斷和早期治療。

3.1 細菌性腦膜炎 細菌性腦膜炎（bacterial meningitis，BM）是兒童常見的嚴重顱內感染性疾病，常因兒童血腦屏障發育不完善、抵抗力差而發病。兒科人群中的中樞神經系統感染與成人一樣，可能導致嚴重并發癥，甚至死亡[25]。BM包括腦膜和腦室的炎癥，在放射學上表現為腦室的軟腦膜和室管膜增強。炎癥可擴展至腦血管，促進血管炎和血管痙攣，導致腦梗死。血管周圍的炎癥也可擴展至腦實質，誘發腦炎，進而發展成腦膿腫[26]。通常根據臨床體征和癥狀結合腰椎穿刺診斷典型BM。

但各級醫療機構均存在部分不合理使用抗生素的情況，不僅影響腦脊液培養結果，還在一定程度上掩蓋BM的發病情況。國內有研究[27]指出，兒童最常見致病菌為大腸埃希菌、凝固酶陰性葡萄球菌和肺炎鏈球菌。病原菌分布與國外報道存在明顯差異，國外B組鏈球菌和大腸桿菌是BM的兩種最常見病原體，利用大腦MRI進行獨立的盲法檢查，發現B組鏈球菌性腦膜炎的患者更易出現梗死，而患有大腸桿菌腦膜炎的患者更易發生腦積水[28]。另一項回顧性研究納入2001年至2011年在達拉斯兒童醫學中心住院且經培養證實的細菌性腦膜炎患兒。在腦脊液培養結果為陽性的440例患兒中，進行大腦MRI研究，結果提示有23%的兒童接受神經外科手術干預[29]。所以MRI不僅可確定BM患兒相關的大腦影像學改變，并可為BM的診斷提供依據，另一方面，可能改變臨床治療，特別是神經外科的干預。

如果嬰兒持續發熱、腦脊液培養呈陽性、局部神經體征、晚期癲癇發作或意識下降，應進行神經影像學檢查。但當腰椎穿刺創傷性或不成功時，BM的診斷仍較為困難，神經影像學可檢測到中樞神經系統異常，大腦MRI的異常反映BM的病理生理學[30]。BM的影像學表現與其病理變化密切相關，腦膜異常強化是影像學診斷顱內感染最直接、準確的證據。MRI可清晰顯示腦實質、腦溝裂、蛛網膜下腔及腦室內的病變部位、性質、范圍及程度[31]。MRI有良好的軟組織分辨率，能更清楚的識別大腦灰質和白質，對新生兒而言，MRI在一定程度上對評價BM嚴重程度及預后判斷提供客觀依據[32]。在中樞神經系統感染中，MRI是比CT更好的成像方式，且MRI對BM及其相應并發癥的評估價值更高[33]。

3.2 病毒性腦炎 病毒性腦炎（viral encephalitis，VE）是常見于兒童的由不同病毒引起的急性中樞神經系統感染性疾病，病變可侵犯腦膜甚至擴散至腦實質，導致如腦膜腦炎，腦脊髓炎和腦脊髓神經炎[34]。VE可由柯薩奇病毒、單純胞疹病毒（simple herpes virus，HSV）、巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）等上百種病毒引起，其中80%為腸道病毒（enterovirus，EV）所致，其次為蟲媒病毒、HSV等其他病毒。臨床表現具有異質性，癥狀多樣，輕重懸殊，檢測方法的快慢直接影響患兒的治療和預后。病毒可引起腦組織炎癥，進而破壞神經細胞，引起出血和腦損傷，部分輕微，可完全恢復，但導致嚴重腦炎，如出血性或壞死性腦炎，預后較差，產生嚴重后遺癥或死亡。VE的嚴重程度取決于病毒的強弱和宿主免疫系統功能。患者可出現發燒，頭痛，意識改變，癲癇發作，神經功能缺損或感覺異常。該病診斷主要依據病史、體格檢查、腦脊液檢查、病原學檢查和影像學檢查如頭顱CT、MRI等手段，病原學檢查通常為確診依據，但病毒培養對實驗室條件要求極高，且需耗費大量時間，腦組織活檢病毒分離僅適合于診斷困難病例，均較難以在基層醫院開展[35]。

MRI作為普遍應用于臨床的無創性的檢查方式，可幫助醫師了解顱腦病變范圍及病變部位、數量、大小、程度等情況，為VE診斷提供有效信息[36-37]。MRI的發現可能是非特異性的或特異性的，可幫助確定特定病毒以明確臨床診斷[38]。VE病理改變為腦膜及腦實質細胞水腫、充血并伴有淋巴細胞浸潤，可見典型的彌漫性套袖樣分布，血管壁纖維素樣變性，周圍組織神經細胞變性、壞死、髓鞘崩解，組織水腫，病理改變多呈彌漫分布[39]。MRI對腦實質的檢查較CT敏感，能更早發現大腦內的病灶，增強掃描可顯著提升兒童VE陽性檢測率，還可用于鑒別VE與占位病變，且其能做體積掃描，顯示三維圖像，使腦白質和灰質截然分明，準確定位。因此，與CT比較，MRI能清晰顯示顱腦內各組織結構的病變情況，對VE的陽性檢出率高于CT，表明MRI在VE診斷中與CT比較更具優勢[40]。

綜上所述，通過實驗室檢測（生物化學、病毒PCR、培養）和中樞神經系統成像（CT、MRI），盡快診斷疾病，建立早期治療，以防止疾病的發展和可能的并發癥[41]。

4 局限性

CT因具有方便和可用性等優點，已成為兒科顱腦急癥的一線成像方式。而MRI需在夜間和周末時間召集技術人員，可能導致診斷的重大延誤。此外，快速獲取CT圖像，標準掃描時間為≤30 s，有時甚至免除兒童人群鎮靜的需要。相比之下，MRI可能需＞30 min獲得圖像，大部分兒童需鎮靜。盡管如此，在評估小兒顱腦急診時，MRI仍具有明顯優勢。CT雖優于評估骨解剖和血管造影，但由于MRI的優越組織對比分辨率，可更準確地評估顱內病理。此外，CT所涉及的電離輻射也是需考慮的問題。

5 結語

對兒科MRI，減少掃描時間和鎮靜藥的使用仍是臨床的目標[42-43]。患有顱腦急癥的兒童面臨危及生命的緊急情況，需盡早評估和處理，以盡可能減少死亡率和后遺癥風險。而放射影像學在診斷中起至關重要的作用，MRI通過高軟組織對比度和空間分辨率提供良好的解剖結構，有助于鑒別診斷，以快速得出正確診斷，從而優化患者的治療和管理。