波谱成像联合弥散成像诊断早产儿缺氧缺血性脑病研究进展

王东军 赵瑞峰 刘升瑞

波谱成像联合弥散成像诊断早产儿缺氧缺血性脑病研究进展

王东军 赵瑞峰 刘升瑞

氢质子磁共振波谱；弥散加权成像；早产儿缺氧缺血性脑病；早期诊断

围产期新生儿多见于新生儿缺血缺氧性脑病（Hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE）主要是因为宫内缺氧产后窒息而有效地呼吸未建立的这段时间所导致的缺氧缺血性脑损害，是造成小儿神经系统伤残的一个重要原因。HIE一般对新生儿的脑部影响较为严重，病情重、病死率高，甚至可产生永久性功能性神经功能缺陷，如智力障碍、癫痫、脑性瘫痪等[1]。对HIE的早期诊断和治疗非常重要，对改善预后，降低婴儿病死率和伤残率以及人口素质的提高均有着重大意义。该病造成的脑细胞坏死在1～6h升高不明显，至12h开始升高，24h后则明显升高，一般在5d后达到高峰。因此，在脑细胞坏死达到高峰之前是对HIE造成脑损伤最佳的治疗时机，故HIE的早期诊断显得尤为重要[2]。但该病缺乏特异性的临床症状和体征，临床评估非常困难，一般采用影像学检查，明确病变的部位、范围。除了常规的超声波、CT、MRI检测外[3-4]，近年来氢质子磁共振波谱（Proton magnetic resonance spectroscopy,1HMRS）与弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging,DWI）技术也逐渐在HIE的早期诊断及其微观病理生理学机制探究上引起了医学界的重视，本文将对这一方向研究的进展进行综述。

1 波谱成像（MRS）在HIE早期诊断的应用

1.1 1HMRS简介化学位移与J-耦合是波谱成像的主要原理。化学位移指的是由于相同原子核在不同化合物中所处化学环境不同导致周围磁场强度差别，因此即便是同一种原子核的共振频率也不尽相同。原子核之间存在共价键的自旋磁距相互作用形成自旋耦合称之为J-耦合现象，J为常数，J值越大，耦合越强，波的分离越宽。有了1HMRS的这两个特性，我们可在频率轴上将含有同种原子核的不同化合物或同一化合物中不同的分子基团区分出来。

1.2 1HMRS诊断HIE 组织化学成分和结构可以被1HMRS技术用来定量分析，新生儿脑的生化代谢过程由于涉及到细胞能量代谢、神经元功能和神经递质活动等相关信息，因此医学上更适合用此技术进行研究。

目前有一研究认为，HIE患儿的1HMRS的特征性表现主要为：氧化磷酸化不足主要由缺血缺氧所导致，无氧呼吸中糖酵解增加，因此双峰状乳酸波在 1～3ppm处出现。NAA、NAA/Cho和NAA/Cr的比值的持续下降，Lac/Cho、Lac/Cr和Lac/NAA的比值则持续增高，这些现象都提示了患儿将会出现预后不良[5-6]。另外值得一提的是，有研究表明，对 HIE预后的评价有重要价值的1HMRS分级方法是按Lac/Cr比值大小进行。脑内-Glx在中、重度HIE患儿是升高的，且与HIE的Sarnat临床分级密切相关[7]；提示细胞膜的受损指标是Cho增高。Robertson[8]研究了HIE患儿血清细胞因子水平，试图探究利用1HMRS测得的脑内代谢物水平的相关性及其与预后的关系。以上学者们各种有益的探索与尝试均为开发新型治疗方案提供了新的思路。

2 弥散成像（DWI）在HIE早期诊断的应用

2.1 DWI简介DWI技术是一种布朗运动，借助于水分子可以很好地反映水分子的弥散特性，对水分子随机运动动态分布的情况也可以进行评价，从而成为无创性反映活体组织功能状态的一种磁共振成像技术。其原理是在常规自旋回波(SE)T2加权序列的1800脉冲两侧各施加一个扩散敏感梯度脉冲，常用b值来表示，这两个梯度脉冲的方向相反、强度和持续时间完全相同，使梯度场方向上的水分子布朗运动活跃，相位离散加剧，信号降低，而b值越大，信号减低就越明显，扩散敏感梯度 b = r2G2d2(s-d/3)，而其中b值的改变则通过调整G、d、s的值来实现[9]。

2.2 DWI在HIE诊断中的应用有研究表明在HIE动物模型中结扎颈总动脉1h就可以让ADC信号发生改变。同时，动物模型也能反映缺氧缺血损伤的整个过程，缺血损伤的顺序在家兔模型显示最早出现在大脑皮层，然后是皮层下白质和同侧基底节，最后是对侧基底节[10]。早期HIE病灶内存有可逆的脑组织区域在新生猪模型中被发现。郭岳霖等[11]采用新生猪建立HIE模型，并以在此基础上的研究提出了HIE治疗时间窗的存在。

DWI的优势是可以发现常规CT及MR无法发现的病灶，对梗死范围的预测更准确。Wolf的一项研究表明，常规的MRI对病灶的发现没有DWI及ADC图敏感。内囊后肢ADC值是脑缺氧水平的指标被 Hunt等提出来，而且可以用来作为判断 HIE预后的客观因素。Rutherford等提出要获得更全面的信息，必须将DWI检查结合常规MRI，还要同时综合考虑检查的时间。不过，还是有部分医生对于上述观点持保留态度。

3 波谱成像（MRS）与弥散成像（DWI）的联用及展望

目前，DWI和MRS在新生儿HIE的影像学诊断中逐渐成为研究的热点，但大多数研究尚还处于起步阶段，临床应用报道较少。DWI和MRS对新生儿HIE的临床诊断有着重要的临床意义，将两者有机地结合，对评价脑损伤的严重程度更科学，值得深入研究。

综上所述，波谱成像（MRS）与弥散成像（DWI）的联用能够在脑组织代谢和水分子运动的水平上更好地评价脑损伤的严重程度，可以作为HIE的临床诊疗依据，值得在临床上的广泛推广应用。

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牡丹江医学院附属二院影像科，黑龙江牡丹江 157009