3D T2-FLAIR增强在儿童感染性脑膜炎诊断中的应用研究

尹　燕，李君伟，李　璐，金　科（通讯作者）（湖南省儿童医院　放射科，湖南长沙410007）



3D T2-FLAIR增强在儿童感染性脑膜炎诊断中的应用研究

尹燕，李君伟，李璐，金科（通讯作者）
（湖南省儿童医院放射科，湖南长沙410007）

〔摘要〕目的：比较3D T2-FLAIR增强以及T1WI增强对感染性脑膜炎的检出效能。方法：我们研究了73例患者临床怀疑的感染性脑膜炎患者，分别行MRI平扫及增强检查，评价3D T2-FLAIR增强以及T1WI增强序列中脑膜强化的程度。结果：73例患者中59例患者在磁共振检查前、后48 h内，经脑脊液的细胞学和生化检查，被诊断为感染性脑膜炎或脑膜脑炎，其中化脓性脑膜炎34例，病毒性脑膜炎或脑膜脑炎15例，结核性脑膜炎8例，隐球菌性脑膜炎2例。3D T2-FLAIR增强与T1WI增强的敏感性相似，而3D T2-FLAIR增强的特异性高于T1WI增强。59例感染性脑膜炎患者中3D T2-FLAIR增强37例异常强化的脑膜明显显示，而T1WI增强中仅13例明显显示。结论：3D T2-FLAIR增强对于脑膜病变的显示优于T1WI增强，3D T2-FLAIR增强结合FLAIR平扫后，能作为T1WI增强对感染性软脑膜病变评价的补充，尤其是当T1WI增强的病灶不确定时。

〔关键词〕磁共振成像；液体衰减反转恢复；颅内感染；脑膜炎

感染性脑膜炎或软脑膜炎是一种可能导致永久性神经功能损伤和高死亡率的严重疾病[1]。因此，及时的诊断和及早治疗是必要的。感染性脑膜炎的诊断主要依赖于临床表现、实验室检查以及影像学检查，早期感染性脑膜炎的临床表现，如头痛、发热等，多不具有特异性。感染性脑膜炎确诊主要根据脑脊液检查，脑脊液的培养需要较长时间，如结核、真菌等的脑脊液培养常常需要数周，常延误病情的诊断和治疗。MRI是一种无创性检查，目前被广泛应用于临床，脑膜病变因邻近脑脊液，与脑脊液在常规T1WI及T2WI信号相似而不易显示，而容易漏诊，因此脑膜病变需增强检查才能准确显示，T1WI成像是目前MRI增强所用的最常用的序列，特别是在区分硬脑膜和软脑膜的强化。但是，软脑膜病变的检测常常会很困难，因为正常脑膜也能发生一定程度的强化及由于正常血管中的对比介质的存在引起的T1时间缩短可能会导致混淆[2]。这些影响在儿童中更加麻烦，大部分的感染性脑膜炎都发生于这个年龄段。液体衰减反转恢复 （FLAIR） MRI序列是通过施加特定的反转时间可有效抑制脑脊液信号的反转恢复脉冲。因为它有一个长的回波时间，FLAIR序列在抑制脑脊液信号的同时可获得较高的T2WI对比图像，有研究表明快速FLAIR序列在低对比剂浓度时对T1缩短效应敏感，而在高对比剂浓度时对T2缩短效应敏感[3-4]。Mathews等[3]研究发现对比剂浓度低于0.5 mmol/L时，FLAIR上的水模/脑组织信号比明显高于T1WI，尤其当浓度在0.01～0.1 mmol/L之间时，FLAIR上的水模/脑组织信号比为T1WI上的3～4倍。3D T2-FLAIR序列是一种新型的容积扫描序列，分辨力高，对伪影的抑制效果好。近期国内外一些研究表明FLAIR增强成像在脑实质肿瘤和软脑膜疾病诊断中是有效的[5-17]。

本实验拟对临床拟诊感染性脑膜炎的患儿，在发病期间行MRI平扫及增强检查，比较3D-T2WI-FLAIR增强与T1WI增强对儿童感染性脑膜炎的强化效果，寻求较佳的检测感染性脑膜炎的磁共振成像序列，为感染性脑膜炎的诊断及治疗提供有效的影像学依据。

1　材料与方法

1.1临床资料

2012年5月至2014年5月73例（男44例，女29例，年龄7 d～13岁4月，平均3.07岁）临床拟诊感染性脑膜炎的患者。

1.2患者入选标准[9]

临床检查中无免疫抑制、 严重营养不良、 酗酒的迹象或艾滋病病毒感染。临床症状和体征包括剧烈头痛、 颈项强直、 发热、 呕吐、乏力、 畏光、 恶心、 出汗过多，肌肉痛、意识障碍，Brudzinski、Lasegue和 Kernig 征等阳性。

1.3MR检查

采用SIEMENS AVANTO 1.5 T磁共振成像系统，患儿需在安静状态下进行扫描，对不能合作的患儿，检查前半小时口服水合氯醛0.4 ml/kg镇静。所有患儿依次行MRI平扫及增强扫描。平扫：轴位T1WI、T2WI和FLAIR，分别为TR450 ms，TE9.9 ms、TR9000 ms，TE99 ms和TR9000 ms，TE266 ms，TI2200 ms，层厚5 mm，间隔1.5 mm，视野220 cm×220 cm，矢状位T1WI（TR450 ms，TE9.9 ms），层厚5 mm，间隔1.5 mm，视野220 cm×220 cm。增强扫描：经静脉注射钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）0.3 mmol/kg，扫描轴位、冠状位、矢状位T1WI以及轴位3D T2-FLAIR，增强T2-FLAIR及T1WI扫描在注入对比剂后交替随机首先进行。1.4 图像分析

3D-T2WI-FLAIR增强和T1WI增强的强化效果被单独评价。每个序列的评价都是分别由2名影像诊断医师在不知道患者身份、其脑脊液结果和他们的临床结局的情况下进行，主要分析脑膜强化程度、范围、数量等，将脑膜强化分为三级：未显示、可显示和明显显示（未显示标记为0，可显示标记为1，明显显示标记为2），2人意见不一的情况下经讨论达成一致意见。

1.5统计学处理

评价2种增强序列对感染性脑膜病变显示程度差别采用秩和检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.173例患者中59例在磁共振检查前、后48 h内，经脑脊液的细胞学和生化检查，被诊断为感染性脑膜炎或脑膜脑炎，其中化脓性脑膜炎34例，病毒性脑膜炎或脑膜脑炎15例，结核性脑膜炎8例，隐球菌性脑膜炎2例。不同的病因所致的脑膜炎在MR图像上均表现为异常的脑膜强化（图1～6），结核性脑膜炎和真菌性脑膜炎中脑膜强化主要位于基底池和蛛网膜下腔，然而化脓性脑膜炎的脑膜强化主要位于大脑凸面及外侧裂。8例患者有脑实质的改变，如脑炎及结核瘤，增强后表现为脑实质内局灶性高信号。

2.259例脑脊液检查阳性、14例脑脊液检查阴性患者的MRI结果分别见表1、2，结果显示3D T2-FLAIR增强与T1WI增强的敏感性相似，而3D T2-FLAIR增强的特异性高于T1WI增强。

表1　脑脊液结果阳性患者的MRI结果

表2　脑脊液阴性患者的MRI结果

2.33D T2-FLAIR增强及T1WI增强对59例临床确诊感染性脑膜炎的脑膜强化效能的比较见表3，统计分析结果表明3D T2-FLAIR增强对脑膜病变的显示优于T1WI增强（Z=-3.235，P<0.05）。

表3　3D T2-FLAIR增强及T1WI增强的对临床确诊的脑膜炎

3　讨论

感染性软脑膜炎是中枢神经系统 （CNS） 感染最常见的形式[1]。可以将它划分为3类： 急性化脓性脑膜炎 （通常为细菌感染），淋巴细胞性脑膜炎 （通常为病毒性感染） 和慢性脑膜炎 （常见的是结核病和球孢子菌病）[1]。脑膜炎的病理特点是血脑屏障的破坏和血管内皮损伤。接下来内皮细胞的通透性增加，中性粒细胞和淋巴细胞浸润以及广泛的纤维蛋白渗出物形成。脑膜炎的诊断是由临床病史、体格检查和实验室诊断，特别是脑脊液诊断来确定的。MRI由于近脑表面脑实质没有骨伪影和部分容积效应，因此它优于CT。MRI也在评价中某些脑脊液检查模棱两可、细菌培养需要等数天或数周的感染很有帮助[10]。

静脉对比剂中常用于在各种中枢神经系统疾病，如肿瘤、炎症和感染的过程中的评估血脑屏障的破坏。最常用的对比剂是Gd-DTPA，当它在组织中聚集时能缩短组织的T1和T2弛豫时间。然而，在常规剂量（0.1～0.3 mmol/kg）时，它的主要影响是缩短T1弛豫时间。因此， MR增强检查通常采用T1WI序列。然而T1WI增强对软脑膜病变的检测会很困难，因为正常脑膜也能发生一定程度的强化，且正常血管中的对比介质引起的T1时间缩短可能会导致混淆[2]。

在检测蛛网膜下腔疾中，FLAIR是一个敏感的序列。虽然FLAIR成像通常认为是抑制脑脊液的T2WI，在这些图像中能观察T1强化，因此，由钆引起的T1时间的缩短在这些图像上表现为高信号。因此，T1WI增强后出现强化的区域在FLAIR增强图像上也能出现强化。

在以前的研究中，FLAIR增强图像表明在检测中枢神经系统病变脑实质或脑膜的强化非常有效。由于FLAIR序列抑制了脑脊液的信号强度，病灶更好的显示，尤其是邻近脑脊液的脑膜病灶。此外，缓慢流动的血液在FLAIR增强的图像上通常不是高信号，但在T1WI增强上通常是高信号，FLAIR图像在一定程度上能更明确的区分脑膜的强化和皮质静脉的强化。我们的结果支持上述结论。回顾分析3D-T2-FLAIR增强假阳性的图像，我们发现经常出现信号异常的部位在大脑的底部，可能是因为脑脊液流动造成的伪影。T1WI增强假阳性可能是由于软脑膜血管的过度强化被错误的认为是脑膜强化，尤其是它们连续数层都能显示时，而我们的患者均为儿童，儿童脑表面的血管又特别丰富，很容易误诊。

1997年，Tsuchiya等[18]对比了FLAIR平扫与T1WI增强在诊断脑脓肿、脑膜炎、脑囊虫及硬膜下积脓图像并得出结论快速FLAIR平扫在发现颅内感染的病理改变方面，优于或与常规T2WI、PDWI相似。然而，T1WI增强在显示脑脓肿、脑膜炎、脑囊虫病以及硬膜下积脓方面优于FLAIR平扫。然而，值得注意的是结核性脑膜炎在脑池病变的显示方面，FLAIR平扫优于T2WI或PDWI，因为它们在FLAIR图像上表现为蛛网膜下腔的高信号。

在2006年，Parmar等[19]研究了FLAIR增强在感染性脑膜病变的作用，并指出在发现软脑膜强化方面，FLAIR增强与T1WI增强的敏感性相似，但特异性更高，与我们的研究的研究结果相似。

在另一项研究中，Singer等[20]报道FLAIR平扫序列优于T1WI增强。原因可能是FLAIR诊断脑膜炎依赖于脑脊液中的蛋白浓度，脑脊液中的蛋白浓度差使FLAIR更敏感。一些研究指出T1WI增强优于FLAIR增强，可能是由于这些患者的脑脊液中蛋白浓度较低。其他原因可能是因为成像参数不同、MRI的型号不同以及样本量不同。

Galassia等[21]研究发现FST1WI增强图像中35例能看到阳性的异常脑膜强化，33例在FLAIR增强上能发现。他们的结论是在检测颅内脑膜病变方面，FST1WI增强优于FLAIR增强。这个结论与我们的不一致。可能是由于样本量少造成的。他们的研究中总共才24例。24例患者进行了35次检查。然而，我们的研究中有59例。

我们FLAIR增强的研究结果与Aneel等[5]的研究相比，在他们的研究中总共50例， 49例在增强FLAIR呈阳性，34例增强T1WI为阳性。一例假阳性，其脑脊液分析发现恶性细胞（软脑膜癌病）。在脑膜炎的诊断中，增强后FLAIR序列的敏感度为96%，特异度为85.71%，而增强T1WI序列的敏感度为68%，特异度为85.71%。其研究结果与我们的不完全一致，但大致相似，可能因为所选患者年龄范围不一致所致。

4　结论

我们的研究结果表明3D T2-FLAIR增强与T1WI增强对于软脑膜强化检测的敏感性相似，但3D T2-FLAIR增强的特异性比T1WI增强高。3D T2-FLAIR增强对于脑膜病变的显示优于T1WI增强。FLAIR增强，特别是结合FLAIR平扫后，能作为T1WI增强对感染性软脑膜病变评价的补充，尤其是当T1WI增强的病灶不确定时。

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收稿日期：2015-06-30

〔中图分类号〕R729

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376（2015）10-0009-04