磁共振在新生儿缺氧缺血性脑病中的应用

方汉贞， 陈镇城， 黄日华， 郑晓丹， 黄泽彬， 陈少贤

惠来县人民医院放射科(广东惠州 515200)

围生期窒息而导致的新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxia ischemic encephalopathy，HIE)是世界范围内新生儿死亡或致残的主要原因，发病率为(1～6)/1 000[1]；40%幸存者可留下轻度至重度神经发育残疾[2]，如智力低下、脑瘫等。新生儿HIE的病理变化和胎龄、损伤性质及程度密切相关，包括选择性神经元损伤、脑水肿、缺血性脑梗死及继发性颅内出血等多样的病理改变[3]。磁共振(MRI)多参数、多序列扫描，软组织分辨率高,无放射性损害，是目前公认对新生儿 HIE最理想的影像学检查方法；MRI技术的进步提高了我们评估损伤的时机、严重程度的能力。本研究通过回顾性分析新生儿HIE MRI不同扫描序列的影像学表现，评估不同扫描序列在诊断中的应用价值，探讨MRI分度与临床分度一致性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院 2017 年 12月至 2018年 12月临床诊断为新生儿 HIE 的76例患儿，男50 例，女26 例，胎龄或纠正胎龄 36～42 周，年龄 1～22 d,体重2.1～7.7 kg，所有患儿均行cMRI(T1WI、T2 WI、T2-FLAIR)、DWI以及EWSAN 检查。

1.2 影像学检查方法 采用 GE 公司 Signal 1.5T，头颅正交头线圈，T1WI-FLAIR序列、T2WI-FLAIR 序 列，T2-FLAIR序 列， DWI 序 列，ESWAN序列；T1WI-FLAIR序列TR2100 ms/TE30 ms；T2WI-FLAIR序列TR3200 ms/TE90 ms；T2-FLAIR 序列TR8000 ms/TE100 ms；DWI序列(b=0,1 000)TR4000 ms/TE Minimun；SAG T1WI TR1800/TE38；ESWAN TR Minimun 层厚2.0～4.0 mm 层间距 1.0 mm， FOV16-18 距阵 256×192，采集次数1～3。

1.3 图像分析 图像分析均由2名具备10年以上影像医师共同完成，以保障影像分析准确性。根据MRI表现分为轻度、中度、重度，MRI分度标准参考相关文献[4]，建立MRI计分系统对划定的5个区域，通过T1加权、T2加权和DWI序列异常信号，按计分规则分别进行计分，计算计分总和，按照分度标准确定损伤分度。MRI计分系统：(1)区域划定：(a)皮质下：尾状核、苍白球和壳核、丘脑和内囊后肢(PLIC)；(b)白质；(c)皮质；(d)小脑；(e)脑干。(2)计分规则： 0=无异常信号，1=异常信号区域<25%，2=异常信号区域在25%～50%之间，3=弥漫性损伤，范围>50%；在T1WI、T2WI序列，PLIC 计分0=内囊后肢髓鞘化良好(≥50%)，2=髓鞘化不佳，3=缺乏髓鞘化；在DWI序列，PLIC计分 无弥散受限=0，广泛弥散受限=3。(3)计分方法：各个区域T1WI+T2WI+DWI独立计分，MRI损伤分度：5个区域计分总和0=无损伤；1～11=轻度损伤；12～32=中度损伤；33～138=重度损伤。

1.4 统计学方法 应用SPSS 19.0统计软件，计数资料采用2检验，以P<0.05为差异有统计学意义；MRI分度与临床分度一致性分析通过Kappa值分析，Kappa值≥0.75为一致性高，Kappa值在0.4～0.74为一致性良好，Kappa值<0.4为一致性差。

2 结果

2.1 76例新生儿HIE患儿MRI表现 (1)皮质下深部核灰质受损：包括尾状核、苍白球/壳核、丘脑，表现为斑点状T1WI高信号，T2WI呈低信号。(2)T1WI内囊后肢(PLIC)正常高信号消失。(3)脑皮层及脑白质受损：表现为条状或斑点状T1WI高信号，T2WI呈低信号，DWI呈高信号。(4)脑干/小脑受损：表现为斑点状T1WI高信号，T2WI呈低信号，DWI呈高信号。(5)脑水肿：表现为局灶或弥漫性T1WI低信号，T2WI呈高信号。(6)颅内出血：按部位分硬膜下出血、脑实质出血、脑室内出血、蛛网膜下腔出血等类型，表现为T1WI高信号，T2WI呈低信号，DWI呈高、低信号，ESWAN呈低信号。见图1、2。

注：女2 d龄，重度HIE，MRI计分系统总分50分。A、B：分别T1WI和T2WI，双侧大脑半球弥漫性脑肿胀，灰白质分界不清；T1WI图像评分，皮质6分、白质6分，双侧背侧丘脑高信号2分，双侧内囊后肢(PLIC)高信号消失6分；T2WI图像评分，皮质6分、白质6分；C为DWI，示双侧大脑半球、胼胝体、PLIC高信号，图像评分，皮质6分、白质6分，PLIC 6分。

图1重度HIE患儿MRI检查

注：男 5 d龄。A、B分别为T1WI和T2WI，T1WI示双侧脑室旁斑片状高信号，相应T2WI呈低信号；C为ESWAN，示左侧丘脑斑片状低信号，代表左侧丘脑出血。

图2中度HIE患儿MRI检查

2.2 新生儿HIE MRI不同扫描序列组合的患儿检出例 76例新生儿 HIE患儿中，cMRI+DWI+SWI 共检出76例， cMRI 共检出阳性病例73例，cMRI+DWI 共检出76 例。

2.3 新生儿HIE不同序列出血灶检出率 根据出血部位分为：①区(硬膜下血肿)、②区(脑实质出血)、③区(脑室内出血)、④区(蛛网膜下腔出血)。76例HIE患儿ESWAN序列明确检出颅内出血23例，阳性率30.2%。其中轻度8例，中度15例，重度0例；不同序列颅内出血检出率及出血分布部位见表1。

2.4 新生儿HIE MRI分度与临床分度一致性 按照2004-11于长沙修订的《新生儿缺氧缺血性脑病诊断标准》，将76例新生儿HIE患儿分为轻度45 例，中度28 例，重度3 例。76例患儿MRI计分为1～50分，根据MRI计分系统进行MRI分度，以临床分度为标准， MRI正确分度67例，其中轻度正确分度 40例，分度过高5 例；中度准确分度24例，分度不足4例，分度过高0例；重度准确分度3例，分度不足0例。表2。

表1 不同序列出血灶检出例及分布部位情况例(%)

注：②区域()代表脑实质出血灶数目；⑤代表2个或2个以上区域出血

表2 76例HIE患儿MRI分度与临床分度比较 例

注：MRI分度与临床分度一致性高(Kappa值=0.789)

3 讨论

HIE cMRI影像表现T1加权比T2加权更明显，T1加权表现为皮层及皮层下白质点状、条状高信号，朱世军等[5]认为这是由于缺氧缺血导致血管不完全阻塞，当血流再灌注，发生反应性充血，毛细血管管壁通透性高，红细胞及血红蛋白渗出所致。皮层下灰质核团(包括尾状核、苍白球/壳核、丘脑等)以及脑干、小脑等区域T1加权高信号，可能由于细胞坏死，细胞内蛋白质释放且聚集，或者是缺血后再灌注所致的出血灶[6]。内囊后肢T1加权高信号缺乏，提示髓鞘化不良，病理基础为水肿或梗死[7]。当HIE急性期发生脑水肿时，表现为局灶或弥漫性T1加权低信号，T2加权高信号。Soul等[8]通过对HIE患儿研究发现，cMRI在发生缺氧缺血6 h内，无异常发现，32 h才开始出现信号改变。由此可见，发生缺氧缺血早期，cMRI对HIE的诊断有局限性。Barkovich等[9]研究认为cMRI不适合用于评估新生儿HIE早期改变，适用于随访。新生儿HIE可造成颅内出血，cMRI序列T1加权及T2加权，结合T2-FLAIR对于硬膜下、脑室内、蛛网膜下腔及较大范围的脑实质出血可以明确诊断。对发生于脑实质内的微小出血灶，cMRI显示效果欠佳，需要结合EWSAN序列。本组76例HIE患儿颅内出血23例，cMRI检出率为60.8%，其中硬膜下、脑室内、蛛网膜下腔出血诊断准确率达100%、100%及75.0%；11例HIE患儿脑实质出血灶总数84个，cMRI检出7例，病灶数25个，检出率仅29.7%，检出效果明显不如ESWAN。

DWI对微观水分子扩散限制较为敏感，在急性缺氧缺血早期，细胞膜Na-K泵功能障碍，细胞膜通透性增加，导致Na+内流，细胞外水分子进入细胞内，造成水分子扩散受限，DWI 表现为高信号，相应ADC 值降低，能够早期反映 HIE 细胞毒性水肿病理改变。HIE造成的脑损伤，DWI最早能在24～72 h内发现，结合T1加权、T2加权序列，2～5 d时间窗内能提供脑损伤时间的指示[10-13]。但DWI检查存在损伤程度被低估、假阴性以及假正常化现象[14]。特别是随着病情的发展，大约1周，细胞毒性水肿向血管源性水肿转换，水分子扩散受限少，DWI常出现假阴性。Barkovich等[9]通过对7例HIE患儿DWI及cMRI检查对比后发现，在发病后24 h 内，cMRI检查为阴性，而DWI可见异常高信号；在1周后随访复查时，cMRI检查多表现为阳性，而DWI检查已表现为阴性。本组76例HIE患儿，DWI阳性病例44例，38例患儿年龄1～7 d，与报道基本相符。其中6例DWI阳性患儿年龄超过7 d，笔者认为此时DWI高信号可能是未吸收脑出血灶或新发脑损伤所致。所以，DWI能够比cMRI更早、更容易发现HIE患儿早期病理生理改变，提高早期诊断准确率。同时，DWI(b=0,1 000)具有T2*效应，对颅内出血引起的磁场不均匀性较敏感。本组病例DWI对硬膜下、蛛网膜下腔出血的显示不如cMRI敏感，但对脑室内出血、脑实质内出血的显示较cMRI敏感。

磁敏感加权成像(ESWAN)是一种通过在3个方向上完全流动补偿的T2*脉冲序列，具有高分辨率、薄层三维、高信噪比的特点，主要反映组织磁化属性，借助不同组织之间磁敏感特性的差异而产生影像对比，通过相位后处理，能清晰显示出血、钙化等顺磁性物质，尤其对微小出血灶的检测最为敏感[15]。Babikian等[16]通过研究，发现合并颅内出血的HIE患儿，脑出血灶的体积与1～4年后儿童智力、神经系统功能密切相关。所以，早期发现颅内出血对于HIE的诊断和分度，以及预后评估具有重要意义。王晓虎等[17]通过研究后发现，轻度HIE患儿，颅内出血检出率明显低于中、重度HIE患儿；而中、重度HIE患儿，颅内出血检出率无显著差异。本组76例HIE患儿ESWAN明确检出颅内出血者23例，阳性率30.2%，表现为硬膜下出血、脑实质内出血、脑室内出血及蛛网膜下腔出血；ESWAN检出23例(100%)，明显高于cMRI 14例(60.8%)及DWI 15例(65.2%)；检测结果差异有统计学意义(2=8.840 8，P<0.05；2=7.414 5，P<0.05)；其中轻度8例(34.8%)，中度15例(65.2%)；轻度HIE患儿颅内出血检出率显著低于中度HIE患儿，轻、中度HIE患儿颅内出血率检测结果差异有统计学意义(2=4.260 9，P<0.05)，与报道结果基本相符。由于本组病例重度HIE患儿较少，没有发现颅内出血病例。

cMRI在反映HIE亚急性期病变方面效果较好，特别适用于随访。DWI能够提供早期脑损伤时间的指示，反映HIE早期病理改变。EWSAN对HIE合并颅内出血的检测较cMRI及DWI 敏感，能够提高新生儿颅内出血的检出率。cMRI+DWI + EWSAN 多序列组合扫描能全面反映新生儿 HIE不同时期多样的病理变化，提高诊断准确率，是新生儿 HIE检查的最佳序列组合。

本组76例HIE患儿，MRI分度与临床分度总符合率为88.15%，轻度符合率为88.88%，中度符合率为82.76%，重度符合率为100%，Kappa值为0.789，一致性高。对于存在的偏差，笔者认为HIE患儿临床评估与MRI检查存在一定时间差，脑组织可能发生一定程度病理生理改变，加上治疗干预等因素，影响MRI分度准确性。

总之，新生儿HIE可有多样病理改变，在MRI上呈现出不同影像，常规扫描序列结合DWI、ESWAN扫描能更早期准确深入地揭示新生儿 HIE解剖、病理改变，与临床分度一致性高，能早期准确的诊断，以及为脑损伤程度、预后评估提供科学的依据。