刘璐, 曲海新, 张丽娜
河北北方学院附属第一医院新生儿科, 河北 张家口 075000
2021-05-14 收稿, 2021-08-24 录用

摘要: 本研究探讨多模态磁共振成像（MRI）参数在新生儿缺氧缺血性脑病诊断中的价值。选取新生儿缺氧缺血性脑病轻度患儿54例，中度患儿34例，均给予MRI常规扫描、弥散张量成像及轻质子磁共振频谱扫描。中度患儿内囊后肢、丘脑分数各向异性（FA）值，N-乙酰天门冬氨酸（NAA）/肌酸（Cr）和NAA/胆碱（Cho）复合物明显低于轻度患儿（P < 0.05）；基底核区检测评分、分水岭区检测评分、内囊后肢FA值、丘脑FA值、NAA/Cr、NAA/Cho鉴别轻中度新生儿缺氧缺血性脑病的ROC曲线下面积均大于0.700（P < 0.05），联合检测的灵敏性和特异性达到96.00%和98.00%。MRI多模态参数在新生儿缺氧缺血性脑病诊断中有较好的价值，在鉴别病情程度中有一定价值。
关键词: 多模态参数磁共振成像新生儿缺氧缺血性脑病
The Value of Multimodal Magnetic Resonance Imaging Parameters in the Diagnosis of Mild to Moderate Neonatal Hypoxic-ischemic Encephalopathy
LIU Lu, QU Haixin, ZHANG Lina
Department of Neonatology, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China

Abstract: This study was to investigate the value of multimodal magnetic resonance imaging (MRI) parameters in the diagnosis of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. A total of 54 neonates with mild hypoxic-ischemic encephalopathy and 34 neonates with moderate hypoxic-ischemic encephalopathy were selected, and received conventional MRI scan, diffusion tensor imaging and light proton magnetic resonance spectrum scan. The fractional anisotropy (FA) values of posterior limb and thalamus, N-acetylaspartate (NAA)/creatine (Cr) and NAA/choline complex (Cho) in moderate group were significantly lower than those in mild group (P < 0.05). The area under ROC curve of basal ganglia score, watershed score, FA value of posterior limb of internal capsule, FA value of thalamus, NAA/Cr and NAA/Cho in the differentiation of mild to moderate neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy were all more than 0.700 (P < 0.05), while the sensitivity and specificity of combined detection reached 96.00% and 98.00%. MRI multimodal parameters have a good value in the diagnosis of neonatal hypoxic-is chemic encephalopathy, has a certain value in differentiating the degree of the disease.
Key words: multimodal parametersmagnetic resonance imagingnewbornhypoxic ischemic encephalopathy
新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)指的是各种围生期因素引起的部分或完全缺氧、脑血流减少或暂停而导致胎儿和新生儿的脑损伤，是新生儿窒息后的严重并发症，所形成的脑实质损害可导致死亡及永久性神经功能缺陷，对新生儿生命安全和生存质量产生严重的影响^[1]。核磁共振作为一种无创性检查手段，对于足月儿和早产儿由于各种原因造成的脑损伤的判断均有较强的敏感性，但是常规磁共振检查对损伤的功能区进行定位及预后评估敏感性和特异性尚不足。多模态磁共振成像(MRI)包括常规磁共振成像、静息态功能磁共振成像、弥散张量成像(DTI)等检查方法，各方法间功能与结构相结合，灵敏性与特异性相结合，具有互补性^[2]。为进一步提升新生儿缺氧缺血性脑病诊断效能，本研究采用多模态参数磁共振成像进行观察，目的是为临床提供指导和依据。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2019年1月至2021年1月在我院治疗的新生儿缺氧缺血性脑病患儿88例，其中轻度患儿54例，中度患儿34例，轻度和中度患儿临床资料比较见表 1，具有可比性。由于重度患儿病情重，不易完成相关检查，故未纳入研究。纳入标准：诊断符合《实用新生儿学》^[3]中的标准，轻度：出生24 h内症状最明显，过度兴奋，无惊厥发作，脑电图正常；中度：出生24~72 h内症状最明显，有意识障碍，出现惊厥等。日龄＜28 d。患儿监护人知情同意。排除标准：由外伤所致；有遗传代谢性疾病、中枢神经系统感染等其他疾病；有颅脑先天性畸形者。本次研究获得医院伦理委员会批准。
表1

表 1 轻度和中度患儿临床一般资料比较 组别 例数 男/女 胎龄(周) 日龄(d) 体重(kg) 轻度 54 30/24 37.98±2.19 11.41±1.87 3.31±0.87 中度 34 19/15 38.10±2.51 12.03±1.95 3.27±0.91 t/χ2 0.001 －0.236 －1.490 0.206 P 0.976 0.814 0.140 0.837

表 1 轻度和中度患儿临床一般资料比较

1.2 方法常规扫描：仪器为GE Signa Hi-Speed 1.5T超导磁共振扫描仪，序列扫描方向平行前颅窝底部，层厚5 mm，间隔1.0 mm，视野16 cm。T1WI参数设置：TR 2200 ms，TE 11 ms，FOV 16 cm×12 cm，矩阵384×256，进行轴面扫描。T2WI参数设置：TR 6000 ms，TE 102 ms，FOV 16 cm×12 cm，矩阵384×256，进行轴面扫描。
弥散张量成像(DTI)扫描：所有对象均用10%水合氯醛鼻饲或灌肠，剂量0.25~0.5 mL/kg，待其熟睡后扫描，DWI参数设置：单次激发，全方向弥散梯度，TR 7000 ms，TE 102 ms，矩阵128×128，采用医学影像工作站处理DWI原始数据得到感兴趣区表面扩散系数(appraent diffusion coefficient，ADC)图，对ADC值、各向异性分数(fractional anisotropy，FA)值测量。
氢质子磁共振波谱(¹H-MRS)扫描：采用点分辨频谱法测定，TR 1500 ms，TE 135 ms，128次采集，2048频谱数据点，频宽2500 Hz，一次测量时间为3 min 58 s，在轴位左侧基底节和丘脑区划定感兴趣区，体素大小为15 mm×15 mm×15 mm，接收发射增益调节、体素内匀场和水抑制扫描等步骤由自动预扫描程序完成，达到半高全宽小于5 Hz，水抑制99%水平。通过计算机软件获得N-乙酰天门冬氨酸(N-acetate aspartic acid，NAA)、肌酸(creatine，Cr)、胆碱(choline，Cho)，并计算NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr值。
MIR基底核区检测评分、MIR分水岭区检测评分：应用计算机自带软件得出二维部分各向异性分数值图及彩色FA方向图，在FA图上可见造影剂通过的整个路径，于其通过的大脑脚区选用两侧对称的设置相等面积的感兴趣区，测量患者两侧大脑脚区的FA值，计算出患者两侧大脑脚区FA值比率(rFA值)＝患侧大脑脚区FA值/健侧大脑脚区FA值。病灶在分水岭区域表现为楔形病灶，尖端指向侧脑室前角，基底朝向脑膜凸面，MRI显示长T1、长T2信号。
1.3 统计学处理数据分析采用SPSS 22.0软件，ADC值、FA值等资料采用平均值±标准差(x±s)表示，组间比较使用t检验；计数资料采用n(%)表示，组间比较使用χ²检验；采用受试者操作特征(ROC)曲线、Logistic回归分析参数鉴别诊断价值。检验水准：α=0.05。
2 结果2.1 轻中度患儿常规MRI评分比较中度患儿常规MIR基底核区检测评分与MIR分水岭区检测评分明显高于轻度患儿(P＜0.05)。见表 2。
表2

表 2 轻中度患儿常规MRI评分比较 组别 例数 基底核区检测评分(分) 分水岭区检测评分(分) 轻度 54 1.10±0.32 1.21±0.30 中度 34 1.78±0.21 1.80±0.24 t －10.979 －9.676 P 0.000 0.000

表 2 轻中度患儿常规MRI评分比较

2.2 轻中度患儿DTI扫描参数ADC、FA值比较轻中度患儿各部位ADC值比较差异无统计学意义(P＞0.05)；中度患儿内囊后肢、丘脑FA值明显低于轻度患儿(P＜0.05)。见表 3。
表3

表 3 轻中度患儿DTI扫描参数ADC、FA值比较 参数 轻度(n=54) 中度(n=34) t P ADC值(×10-3 mm2/s) ??????皮质脊髓束 1.17±0.12 1.18±0.11 －0.393 0.695 ??????扣带回 1.30±0.10 1.28±0.12 0.845 0.400 ??????上纵束 1.23±0.09 1.22±0.10 0.486 0.628 ??????内囊前肢 1.25±0.08 1.24±0.09 0.544 0.588 ??????内囊后肢 1.15±0.08 1.17±0.10 －1.036 0.303 ??????丘脑 1.16±0.07 1.18±0.12 －0.988 0.326 FA值 ??????皮质脊髓束 0.37±0.12 0.38±0.11 －0.393 0.695 ??????扣带回 0.30±0.13 0.29±0.12 0.362 0.718 ??????上纵束 0.27±0.11 0.25±0.09 0.889 0.377 ??????内囊前肢 0.23±0.08 0.21±0.09 1.088 0.280 ??????内囊后肢 0.37±0.10 0.21±0.08 7.872 0.000 ??????丘脑 0.44±0.12 0.24±0.10 8.103 0.000

表 3 轻中度患儿DTI扫描参数ADC、FA值比较

2.3 轻中度患儿¹H-MRS扫描参数NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr比较中度患儿NAA/Cr和NAA/Cho明显低于轻度患儿(P＜0.05)。见表 4。
表4

表 4 轻中度患儿1H-MRS扫描参数NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr比较 组别 例数 NAA/Cr NAA/Cho Cho/Cr 轻度 54 1.17±0.15 0.70±0.12 1.70±0.26 中度 34 0.77±0.12 0.52±0.11 1.60±0.25 t 13.120 7.072 1.783 P 0.000 0.000 0.078

表 4 轻中度患儿1H-MRS扫描参数NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr比较

2.4 各参数鉴别轻中度新生儿缺氧缺血性脑病的价值MIR基底核区检测评分、MIR分水岭区检测评分、内囊后肢FA值、丘脑FA值、NAA/Cr、NAA/Cho鉴别轻中度患儿的灵敏性和特异性等数据见表 5。
表5

表 5 各参数鉴别轻中度新生儿缺氧缺血性脑病的价值 指标 曲线下面积 P 截断值 灵敏性 特异性 基底核区检测评分 0.801 0.000 2分 55.30 100.00 分水岭区检测评分 0.781 0.000 2分 51.90 100.00 内囊后肢FA值 0.882 0.000 0.31 88.20 72.20 丘脑FA值 0.871 0.000 0.33 82.40 77.80 NAA/Cr 0.977 0.000 0.95 94.10 90.07 NAA/Cho 0.839 0.000 0.59 76.50 81.50

表 5 各参数鉴别轻中度新生儿缺氧缺血性脑病的价值

2.5 各参数回归方程分析将MIR基底核区检测评分、MIR分水岭区检测评分、内囊后肢FA值、丘脑FA值、NAA/Cr、NAA/Cho建立Logistic回归分析，结果显示，联合检测灵敏性和特异性达96.00%和98.00%。
3 讨论新生儿缺氧缺血脑病属于围生儿最为常见的疾病，主要是由于围生期新生儿发生窒息导致脑组织出现缺氧缺血损伤，进而出现神经系统异常，脑血流出现改变及脑组织代谢异常，严重的会导致脑萎缩，严重影响患儿生存质量和生命健康^{[3, 4]}。研究显示，足月新生儿在胎儿期会经历神经管形成、神经元和神经胶质细胞增殖、移行、神经突触形成等过程，脑部会建立正常脑沟回，且新生儿期大脑仍有较大发育空间，神经细胞胞体会持续增大，大脑不断分化形成错综复杂的神经网络^{[5, 6]}。近年来，临床对于HIE缺乏特异性评估患儿病情和预后的重要指标，以往临床采用NBNA评分系统作为监测新生儿脑损伤的评估指标，通过对新生儿开展NBNA评分了解患儿情况，达到早期诊断和早期治疗的目的，改善预后^{[7, 8]}。核磁共振在临床广泛应用，具有较高的软组织分辨率，但常规MRI扫描只能基于脑部形态、体积及血供情况的改变做出判断，存在一定的局限。大量研究显示脑功能可塑性与脑发育的关键期密切相关，这一时期脑在结构和功能上均有很强的适应及重组能力，可塑性指的不是神经细胞的再生，而是由于突触再生所造就的神经回路的巨大潜力，这种能力在婴儿早期表现的尤其明显，特别是进行早期干预和康复训练后脑功能可塑性更加明显^{[9, 10]}。
磁共振弥散加权成像是非侵入性检测活体组织内水分子运动的技术，在病变的检出中具有重要价值。弥散运动包括细胞内、细胞外、跨细胞运动及微循环灌注，其中细胞外水分子运动及微循环灌注是形成DWI信号的主要因素，在快速增长高能量循环的组织中，细胞一般表现为核大、核质比高、细胞排列紧密、细胞外间隙少，因而水分子运动受限，扩散能力下降，在DWI图像上表现为高信号^[11]。研究^[12]发现，DTI反映脑的髓鞘化更为敏感，目前可反映HIE造成的脑白质损伤情况，与病变的轻重和预后有一定的相关性。本研究中，中度患儿内囊后肢、丘脑FA值明显低于轻度患儿，提示HIE患儿病情越重时，内囊后肢、丘脑FA值明显降低，考虑可能是内囊后肢和胼胝体压部白质属于密实型白质，较疏松型白质纤维排列紧密、具有单方向性的特点，且在解剖位置上易于辨识和规范测量，受损伤后更易被DTI探测^[13]。本研究发现，中度患儿常规MRI评分基底核区检测评分和分水岭区检测评分明显高于轻度患儿，提示HIE患儿病情越重基底核区检测评分和分水岭区检测评分越高。¹H-MRS扫描发现中度患儿NAA/Cr和NAA/Cho明显低于轻度患儿，提示HIE患儿病情越重，NAA/Cr和NAA/Cho值越低。
磁共振波谱成像则是通过人体组织生物物质代谢波谱信息进行数值或谱线定量表达的方法，观察病变组织中特定代谢产物含量变化，进而对疾病进行诊断，波峰谱线代表了组织内部代谢物的微观变化，反映出组织内肿瘤生长、增殖等生物学特性^[14]。本研究发现，基底核区检测评分、分水岭区检测评分、内囊后肢FA值、丘脑FA值、NAA/Cr、NAA/Cho鉴别轻中度患儿具有较好的诊断价值，灵敏性和特异性达到96.00%和98.00%。¹H-MRS扫描能在分子水平上反映脑的能量代谢障碍、细胞内酸中毒和神经元损伤等情况，可以通过检测脑组织内的各种代谢物的浓度来监测脑部疾病的病理生理变化，对早期诊断和预后判断均有十分重要的意义^[15]，研究中感兴趣区主要集中在基底节和丘脑区，增加生化指标检测敏感性的同时也可以避免因脑边缘部脂肪波及颅骨的干扰而影响波峰的观察及乳酸波的准确测定，其准确的测定取决于感兴趣区的合理选择，由于基底节和放射冠是足月新生儿代谢活跃的区域，该区域最易受到缺氧缺血的损伤^[6]。
本研究分析了多模态磁共振参数应用在HIE患儿中的诊断价值，发现多模态磁共振参数对于患儿病情诊断具有良好的诊断效能，可以为早期诊断及预后评估提供较为全面客观的信息，有利于临床及早制定针对性的治疗方案。但是本研究病例样本量较小，特别是重度病例偏小，不可避免会引起偏差，有必要更深入的研究，如进一步增大样本量、均衡各组比例，同时加大随访追踪力度，延长随访时间，并将临床随访结果与影像随访结果结合起来，更好地提高诊断效能。
综上，MRI多模态参数在新生儿缺氧缺血性脑病诊断中有较好的价值，在鉴别病情程度中有一定价值。

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