功能磁共振成像在評估自身免疫性腦炎患兒預后中的應用價值分析

李 新

河南宏力醫院影像科,河南省長垣縣 453400

自身免疫性腦炎(Autoimmune encephalitis，AE)是一種由發生在中樞神經系統內的異常免疫反應引發的炎性疾病，患者臨床表現與病毒性腦炎較為相似,且該病具有病程長、易反復發作特點，如不及時治療極易引發各種神經系統后遺癥，甚至導致患者死亡[1]。近年來，臨床關于兒童AE的相關研究不斷深入，但多集中于早期診斷和治療，而評估患兒預后的相關研究較少。功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是在磁共振成像(MRI)基礎上發展而來的一種新型神經影像技術，相較于傳統MRI，fMRI能更清晰反映腦組織水腫、血流灌注、腦組織代謝等情況，其已在多種神經系統疾病診斷中發揮重要作用[2]。基于此，本文探討了fMRI在評估AE患兒預后中的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年1月—2020年1月我院收治的54例AE患兒，其中男30例，女24例；年齡1～9歲，平均年齡(5.24±1.86)歲；病程16～63d，平均病程(39.81±5.22)d。本研究獲得院倫理委員會批準。

1.2 入選標準 (1)納入標準：①AE診斷符合《中國自身免疫性腦炎診治專家共識》[3]中的相關標準；②病程<3個月；③年齡≤14歲；④入組前未接受過激素治療；⑤家屬簽署知情同意書。(2)排除標準：①病灶位于幕下等特殊部位；②伴有其他中樞神經系統疾病；③影像資料不完整或隨訪丟失；④存在MRI檢查禁忌者；⑤其他原因導致的癲癇、認知障礙；⑥重要臟器功能不全；⑦惡性腫瘤。

1.3 方法 使用Philips Achieva 3.0T X-series磁共振掃描儀和8通道頭顱線圈進行檢查，首先行常規MRI平掃，T2WI序列掃描參數：重復時間(TR)、回波時間(TE)、回波鏈長度(ETL)分別為 2 860ms、120ms、12ms，矩陣320×224，層厚、間距分別為4mm、2mm，激勵次數為1。T1WI序列掃描參數：TR、TE、ETL分別為1 500ms、24ms、10ms，矩陣384×192，層厚、間距分別為4mm、2mm，激勵次數為1。FLAIR序列掃描參數：TR、TE、反轉時間(TI)分別為8 000ms、120ms、2 000ms，矩陣128×93，層厚、間距分別為5mm、2mm。常規掃描完成后以5ml/s的速度于患兒肘靜脈注射0.1mmol/kg的釓噴酸葡胺注射液(Bayer Inc.，國藥準字J20171008)，然后行磁共振擴散加權成像(DWI)、動脈自旋標記灌注成像(ASL)和磁共振波譜(1H-MRS)掃描，DWI掃描參數：TR、TE分別為5 000ms、99ms，層厚5mm，視野(FOV)為240mm×240mm，矩陣128×128，b=0.800s/mm2，激勵次數為1。ASL掃描參數：TR、TE分別為3 500ms、99ms，FOV為240mm×240mm，層厚、間距分別為6mm、1mm，矩陣416×224，翻轉角(FA)為90°，標記后延遲時間(PLD)為1.5s，激勵次數為2。1H-MRS掃描參數：TR、TE分別為150ms、144ms，層厚10mm，FOV為200mm×185mm，感興趣空間(VOI)為100mm×100mm，激勵次數為4。

圖像處理：將掃描所得原始圖像導入GE ADW 4.7工作站進行圖像處理。DWI圖像處理方式：處理圖像得到表觀擴散系數(ADC)圖，選擇病變最明顯的區域為感興趣區(ROI)，選取相應面積ROI(面積為16mm2) 進行ADC測量。另選擇對側相同區域測定ADC值，計算相對表觀擴散系數(rADC)值。ASL圖像處理方式：選取病灶最大徑面為ROI，另選擇對側相同區域，對病灶區域和對側區域進行圖像處理獲取局部腦血流量(rCBF)，并計算相對局部腦血流量(rrCBF)。1H-MRS圖像處理方式：避開出血、鈣化和壞死區域，結合T2高信號選擇ROI。觀察膽堿(Cho)、N-乙酰天冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)等波峰下面積，并計算CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr。

1.4 觀察指標 (1)對比所有患兒病灶區和正常區ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr的fMRI參數差異性。(2)所有患兒均持續隨訪1年，末次隨訪時使用改良Rankin量表(mRS)評估患兒預后(mRS評分>3分為預后不良)，對比不同預后患兒fMRI參數差異。并建立ROC曲線，分析fMRI參數在評估患兒預后中的價值。

2 結果

2.1 患兒病灶區和正常區fMRI參數對比 患兒病灶區ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr水平均高于正常區，而NAA/Cr水平低于正常區(P<0.05)，見表1。

表1 患兒病灶區和正常區fMRI參數對比

2.2 患兒預后情況及不同預后患兒fMRI參數對比 本研究共納入AE患兒54例，末次隨訪結果顯示17例患兒預后不良，預后不良率為31.48%。預后不良的患兒rADC、rrCBF水平高于預后良好的患兒，而NAA/Cr水平低于預后良好的患兒(P<0.05)；不同預后患兒CHo/NAA、Cho/Cr水平無組間差異(P>0.05)。見表2。

表2 不同預后患兒fMRI參數對比

2.3 fMRI參數診斷AE預后不良的ROC曲線分析 (1)以rADC水平做ROC曲線，曲線下面積為0.855(95%CI：0.734～0.975)，計算約登指數，當rADC水平為1.430時約登指數最大，此時敏感性為0.882，特異性為0.757。(2)以rrCBF水平做ROC曲線，曲線下面積為0.868(95%CI：0.771～0.965)，計算約登指數，當rrCBF水平為1.775時約登指數最大，此時敏感性為0.882，特異性為0.676。(3)以NAA/Cr水平做ROC曲線，曲線下面積為0.781(95%CI：0.646～0.916)，計算約登指數，當NAA/Cr水平為1.295時約登指數最大，此時敏感性為0.765，特異性為0.757。見圖1。

圖1 fMRI參數診斷AE預后不良的ROC曲線

3 討論

AE是多種免疫細胞、多種免疫因子共同參與的炎性疾病，患者多呈急性或亞急性起病，癲癇、精神異常、認知障礙是AE患者主要臨床表現，其發病率占所有腦炎的10%～20%[4]。AE相關研究是目前神經免疫領域的研究熱點，但關于AE發病原因和機制目前尚不明確，感染、腫瘤、藥物、妊娠以及自身免疫性疾病導致的免疫功能紊亂是AE發生的主要原因[5]。AE可發生于任何年齡段，其中兒童亦是高發群體，雖然近年來關于兒童AE的相關研究在不斷增多，但關于其預后評估一直缺乏量化標準。

fMRI是一種利用磁共振造影來測量神經元活動所引發的血液動力學改變和細胞代謝物濃度變化的檢測手段，具有無創、時間和空間分辨高的特點，對疾病的早期診斷、鑒別、療效評估有重要意義[6]。DWI、ASL和1H-MRS成像掃描是fMRI檢查中3種常用的掃描序列，其聯合應用可精確反映腦組織水腫、血流灌注及細胞代謝情況。其中DWI利用水分子在不同方向彌散運動的各向異性成像，能有效監測水分子的微觀運動；而ASL能有效反映腦組織局部血流動力學變化[7]；1H-MRS則可顯示局部代謝產物含量，進而評估機體生理功能，其中Cho、NAA、Cr是1H-MRS掃描中常用的3個監測指標，神經元細胞膜降解增加會導致Cho水平上升；NAA則主要位于神經元內，其濃度降低多與線粒體功能失調和神經元細胞膜破壞有關；而Cr是能量代謝的標志物，其峰值一般較穩定，常作為參照物來比較NAA、Cho的水平波動[8]。本文結果顯示AE患兒病灶區和正常區fMRI參數存在明顯差異，病灶區ADC、rCBF、CHo/NAA、Cho/Cr水平高于正常區，而NAA/Cr水平低于正常區，分析其原因可能主要與以下因素有關：(1)AE患者存在的顱內局部炎癥反應會導致血腦屏障破壞，組織間水含量提高，組織水腫加重，故ADC值上升。(2)AE患者免疫應答以體液免疫和固有免疫為主，會導致大量吞噬細胞、炎癥因子聚集、浸潤，進而導致局部血管擴張和血流量增大，引起rCBF水平上升。(3)AE引發的炎癥反應會導致神經元細胞壞死，進而引發NAA水平下降，Cho水平上升，故AE患者CHo/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr水平相較于正常區域亦發生一定改變[9]。且預后較差的AE患者神經元損傷較為嚴重，故其rADC、rrCBF、NAA/Cr水平變化相較于預后較好的患者更加明顯。本研究還探討了rADC、rrCBF、NAA/Cr水平在評估AE患兒預后中的作用，經ROC曲線分析，結果顯示rADC、rrCBF、NAA/Cr的臨界值分別為1.430、1.775和1.295，其曲線下面積則分別為0.855、0.868、0.781，而敏感性則分別為0.882、0.882、0.765，特異性則分別為0.757、0.676、0.757，這表明rADC、rrCBF、NAA/Cr水平可用于評估AE患兒預后。但此次研究納入樣本數量較少，關于此次研究中選取的3個指標臨界值的準確性仍需要大規模數據驗證。

綜上所述，不同預后AE患兒rADC、rrCBF、NAA/Cr水平存在顯著差異，其可作為評估AE患兒預后的重要指標。