三維動脈自旋標記技術在新生兒缺氧缺血性腦病早期診斷中的價值

劉娜，李玉澤，佟晶，金蓉，陳梅，卑貴光

（北部戰區總醫院 1.放射診斷科；2.新生兒科，沈陽 110812）

新生兒缺氧缺血性腦?。╤ypoxic ischemic encephalopathy，HIE）多見于足月新生兒，主要是圍產期缺氧導致腦血流量減少所致。HIE為新生兒急性腦損害的主要原因之一，研究［1-3］顯示1 000個新生兒中有2個HIE患兒。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是評估新生兒圍產期腦損傷最敏感的神經影像學方法。相對腦血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）與大腦新陳代謝緊密相關，研究［4］表明rCBF降低可以引起腦內一系列生物化學反應，導致急性腦組織損傷，復蘇后腦血流量恢復正常時仍可出現腦組織功能異常，引起繼發性腦損傷。三維動脈自旋標記（three-dimensional arterial spinlabeled，3DASL）技術是非侵入性評估腦灌注并可以直接定量測量rCBF的方法，主要優點是在安全無創的前提下可以多次重復測量rCBF，能夠發現常規磁共振不能發現的異常灌注，可以揭示足月新生兒腦灌注出現的微小異常。有研究［5］報道rCBF能夠早期發現新生兒腦灌注異常，可早期提示新生兒腦損傷的預后發展。擴散加權成像（diffusion weightedimaging，DWI）是反映機體組織細胞水分子不規則運動的無創活體定量研究方法，表觀擴散系數（apparentdiffusion coefficient，ADC）可以定量分析水分子彌散和毛細管微循環程度的變化［6］。ADC值在一定程度上反映腦白質發育的成熟度［7］，但是隨著新生兒HIE的發生發展，缺血缺氧區由早期的細胞毒性水腫向血管源性水腫及細胞壞死轉變，這一轉變可導致ADC值假正常化，如果檢查時間在ADC值假正?；瘏^間，DWI可以表現為陰性，因此ADC值對新生兒腦損傷的預后評估可信度存在異議［8］。本研究與DWI技術比較，探討3DASL技術在足月新生兒HIE早期診斷中的價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料及分組

選取2016年6月至2018年6月我院新生兒科臨床診斷為HIE的足月患兒為HIE組。納入標準：（1）診斷符合中華醫學會兒科學分會修訂的新生兒HIE標準［9］；（2）發病因素為窒息抽搐、吸引器及產鉗輔助生產、羊水及胎糞吸入、臍帶繞頸等。排除標準為無缺氧史、神經系統畸形，發育不良、早產兒以及對鎮靜劑過敏、不能使用鎮靜劑者。共納入43例，其中男23例、女20例?；純耗赣H孕周為37～42周，平均胎齡（39.2±3.2）周，平均體質量（3.1±0.6）kg。另選取同期我院因懷疑產傷但無明顯缺氧史或其他非缺氧性病因而進行MRI檢查的37例足月新生兒為對照組。其中男20例，女17例?；純耗赣H孕周為37～42周，平均胎齡（40.3±2.2）周，平均體質量（3.3±0.2）kg，患兒性別、胎齡和體質量比較無統計學差異（P＞0.05），具有可比性。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，入選新生兒家長均已知情同意并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法及圖像處理

檢查儀器為GE discovery 750W 3.0T MRI，檢查前使用苯巴比妥（10 mg/kg）鎮靜、患兒熟睡后進行常規MRI序列檢查，包括自旋回波T1FLAIR 序列（TR=330 ms，TE=24 ms）、快速自旋回波T2WI（TR=7 800 ms，TE=125 ms）、T2FLAIR（TR=9 000 ms，TE=100 ms）掃描，隨后進行功能序列（DWI及ASL序列）檢查。3DASL掃描參數：TR 4 389 ms，TE10.5 ms，層厚6 mm，激勵次數3次。DWI采用EPI，TR 4 000 ms，TE50 ms，層厚4 mm，層距0.5，b值為0、1 000 s/mm2，激勵次數2次。FOV=200 mm×200 mm。DWI及3DASL圖像數據傳輸至工作站，獲取全腦灌注圖及表觀擴散圖，選擇感興趣區（region of interest，ROI）并勾畫（11～14 mm2），分別測量2組基底節區、頂葉皮質及半卵圓區ADC值及rCBF值，測量時避開腦脊液、靜脈竇、腦溝腦裂。各ROI兩側對稱測量3次，取平均值。

1.3 統計學分析

采用SPSS 23.0統計軟件進行統計分析，計量資料以表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析HIE組rCBF、ADC的診斷效 能，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組DWI及3DASL檢查結果比較

結果顯示，對照組DWI表現為皮髓質分界清晰，腦組織信號未見異常，雙側腦室系統對稱，無擴張，DWI未見異常信號影（圖1）。3DASL表現雙側大腦半球灌注顏色分布均勻對稱、雙側rCBF值基本相同。灌注顏色由低向高依次是藍色、綠色、紅色；腦白質灌注較低，顯示為藍色；基底節區因其血流量介于灰白質間、顏色顯示為綠色；腦灰質灌注較高，顯示為紅色（圖2）。

圖1 對照組新生兒DWI圖像

圖2 對照組新生兒rCBF圖像

HIE組DWI表現為皮層或皮層下白質點片狀短T1WI，長T2WI信號，部分可見少許短T2信號影，T2-FLAIR為高信號，DWI呈等或高信號（圖3A）。35例表現為皮層及皮層深部有點、條狀高信號和（或）胼胝體高信號，1例蛛網膜下腔出血，1例硬膜下出血，4例T1WI示基底節異常信號，1例額頂顳葉出血及頭皮下血腫，1例為重度HIE合并小腦半球及腦室內出血。3DASL檢查結果顯示，32例出現腦灰質低灌注區，10例呈紅色高灌注區，主要位于基底節區及丘腦典型表現（圖3C）。其中1例臨床缺氧缺血癥狀嚴重，DWI未見異常彌散受限信號、ADC圖未見明確信號減低區，3DASL呈現典型缺血缺氧灌注表現，顯示基底節區及丘腦病灶呈明顯高灌注，側腦室后角旁及枕葉白質呈明顯低灌注（圖4）。

圖3 HIE組患者基底節及丘腦區高灌注圖像

圖4 HIE組患者DWI正常而rCBF異常的圖像

2.2 2組rCBF值及ADC值比較

結果顯示，rCBF值基底節區HIE組高于對照組；半卵圓區HIE組低于對照組，差異均有統計學意義（均P＜ 0.01）。而頂葉皮質2組比較無統計學差異（P＞0.05）。ADC值基底節區及半卵圓區HIE組均低于對照組（均P＜ 0.01），而頂葉皮質2組比較無統計學差異（P＞ 0.05），見表1。

表1 2組新生兒rCBF及ADC比較

2.3 ROC曲線分析HIE組rCBF、ADC的診斷效能

結果顯示，HIE組rCBF的ROC曲線曲線下面積為0.847，靈敏度和特異度分別為94.80%、74.64%。ADC ROC曲線曲線下面積為0.685，靈敏度及特異度分別為82.01%、45.33%，rCBF對于HIE患兒的靈敏度及特異度均高于ADC。見圖5。

圖5 HIE組rCBF、ADC診斷效能的ROC曲線

3 討論

研究［10］顯示，常規MRI及DWI僅能反應HIE新生兒缺氧水腫的程度及范圍，不能反映腦血流灌注信息。3DASL是對入腦動脈內血液中自由擴散的水質子進行標記，被標記的血液與未標記圖像對比而獲得全腦灌注圖像。3DASL技術簡便、安全、無創，適用于新生足月兒［11］。3DASL參數rCBF值是反映腦血流量的特征性指標。足月新生兒腦損傷主要表現在需氧量高的矢狀旁區、基底節區及丘腦區［12］。新生兒一旦發生HIE，腦部出現血流低灌注使代謝需求增加、神經功能異常，而rCBF值降低。本研究結果顯示，與對照組比較，HIE組基底節區、丘腦呈明顯高灌注，半卵圓區呈低灌注，這種影像表現充分證實了新生兒缺氧缺血事件后“再灌注現象”［13-14］，與冀旭等［15］、孟琳琳等［16］研究結果一致。而頂葉皮質區2組比較無統計學差異（P＞ 0.05），考慮可能是HIE組缺氧缺血時間短、癥狀輕，供血優先保證基底節區及丘腦，因此頂葉皮質血流量變化不明顯所致。

DWI在HIE患兒常規MRI序列未見異常信號顯示時就能顯示缺氧腦組織，因細胞毒性水腫而表現為明顯的高信號，ADC值降低。有研究［17-19］表明腦損傷程度與ADC值呈正相關。DWI在診斷新生兒HIE存在局限性，ADC值可呈假陰性結果［20］。原因可能包括：（1）輕度HIE患兒腦血流灌注差變化不明顯，可能會出現ADC值正?；蜉p度下降，因此ADC值并不能真實反映腦組織內的神經元損傷，從而導致HIE病情誤判［21-22］；（2）早期HIE導致的細胞毒性水腫與代謝產物堆積引起的血管通透性改變趨于平衡，ADC值可能存在偽正常。3DASL技術避免了這種假陰性結果，它可以早期定量評估腦血流量，較DWI技術能更早、更大范圍顯示缺血病灶。本研究結果中1例患兒臨床缺氧缺血癥狀嚴重、常規MRI、DWI及ADC均呈陰性改變，而3DASL灌注圖像上顯示基底節區呈明顯高灌注、白質區呈明顯低灌注。研究［23］顯示動脈自旋標記優勢在于它可以評估遲發性細胞死亡的再灌注現象，為治療提供更早的時間窗，進而提高HIE新生兒的預后。

綜上所述，3DASL技術可以反映HIE時腦組織血流灌注變化，對足月HIE患兒的早期診斷具有重要價值，診斷效能高于DWI。本研究樣本量偏小，今后需擴大樣本量，同時提高圖像后處理技術以獲得優質圖像及精確參數來進一步論證。