磁共振成像在儿童颅脑急症方面的应用

陈夜，肖东琼，李熙鸿

（四川大学华西第二医院急诊医学科，出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室，四川 成都 610041）

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是一种 用于放射学的医学成像技术，能从组织中产生各种基于质子的信号对比，由于信号泛型的巨大灵活性，MRI技术正在不断发展以便于临床应用[1]。此外，MRI的安全性和非电离性使其成为一种适合儿童的成像方式[2]。MRI在儿科成像中接受度高，因它无电离辐射，成为一种适合于多次扫描和重复检查的方法。对临床医生而言，合适的MRI检查提供临床信息的广度和深度，可增强诊断信心。

由于噪音、恐惧和无法保持静止状态，儿科人群的MRI通常需配合镇静获得高质量的图像[3]。尽管有上述限制，但儿科MRI的使用愈加广泛，包括越来越多的儿童急症。这种转变内在的反映相对于计算机断层扫描（computerized tomography，CT），MRI在描述软组织疾病过程方面的优势，及与人群对相关的辐射暴露的更高意识。本文旨在讨论MRI在各种常见的儿童颅脑急症方面的应用。

1 创伤性脑损伤

创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）是钝性机械外力导致的脑损伤，广泛定义为由外力引起的脑功能改变或其他脑病理证据，是全球范围内至关重要的公共卫生和社会经济问题[4]。TBI的发病率逐年攀升，同时也是儿童致死、致残的主要原因。TBI后发生局灶性或弥漫性脑损伤的病理过程包括轴突剪切、细胞水肿、血管损伤和神经元死亡等[5]。这些损伤原发表现通常为骨折、颅内出血、挫伤和外伤性轴索损伤。继发性损伤的机制多种多样，与血脑屏障的破坏、活性氧的产生和氧化应激、代谢功能障碍、炎症和兴奋性毒性相关。在TBI中存活的儿童可能会有长期后遗症[6]。CT和MRI成像技术是检测该类型损伤的有效方式[7]，影像学在TBI的评价和诊断中起至关重要的作用。特别重要的是，其在急性情况下的分类可确定哪些患者需神经外科紧急干预。因此，临床医师和放射科医师必须熟悉TBI的各种影像学表现及其对临床表现、治疗和预后的影响。

CT在急性颅脑损伤中仍是首选的影像学检查，不仅方便，且在检测骨折、出血方面具有更高的敏感性[8]。此外，这些患者通常需同时对其他非中枢神经系统器官或系统进行CT成像。虽然MRI可能无需在紧急创伤时进行，但在后期所有头部创伤患儿的神经功能缺陷的检查中，MRI是必不可少的。MRI在描述脑损伤程度方面敏感度高于CT，因其能更好地检测实质挫伤、梗死、蛛网膜下腔出血、小轴外血肿、轴突剪切损伤及脑干损伤[9]。在儿童群体中，撞击后大脑的任何旋转运动均可能伸展，有时甚至撕裂大脑白质区域内的轴突，即“弥漫性轴索损伤”，轴突可能被拉伸和神经纤维束被破坏。损伤的典型位置包括灰白色交界处、胼胝体和脑干[10]。传统的CT扫描无法检测到上述损伤，但MRI能检测到上述变化。MRI可有效避免颅顶骨骼干扰，清晰显示颅凹组织，且软组织分辨率高，可利用冠状面、矢状面扫描清晰显示脑顶、颅底周围病变，利于明确病变部位、性质及检出较小病灶[11]，且MRI可检出CT检查难以检测的病灶（脑神经、脑干等），MRI对脑叶挫伤、脑深部挫伤的检出率及整体损伤部位的检出率均高于CT[12]。

以上表明，MRI是一种合理的、甚至在某些方面可替代CT的影像学检查，有可能消除每年数以万计儿童的电离辐射暴露。MRI低风险成像的可实用性对脑实质变化敏感的模态可通过允许对患有TBI的儿童进行连续成像促进脑损伤研究[13]。

2 急性缺血性脑卒中

急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）是由于脑血管狭窄和闭塞，造成的脑供血不足现象，脑组织因血液循环障碍缺血、缺氧后，引起一系列的病理变化，逐渐转变为脑细胞急性死亡和神经细胞凋亡[14]。近年来，儿童AIS的发病率和死亡率呈明显升高趋势。基于人群的对AIS的研究，病死率接近4%，＞50%的幸存者有持续性的神经、认知或精神缺陷，给家庭和社会带来巨大的经济损失[15]。AIS的诊断通常会延迟，因急性神经功能缺损可能难以在幼儿中发现。AIS后如果不进行治疗，易发生神经系统后遗症[16]。因此，神经影像学在AIS患儿的治疗中起至关重要的作用，具有诊断、治疗和观测预后方面的意义[17]。

儿童临床怀疑AIS，MRI为首选检测方式。然而，临床仍常规采用CT检查排除其他的诊断，如颅内出血，肿瘤或脓肿。但急性缺血性病变在CT上可能是隐匿的。除获得常规MRI序列外，磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）应同时进行，MRA敏感度高于CT血管造影，是一种有效的筛查工具[18]。MRA可与常规MRI序列同时进行，以降低其他替代品的辐射暴露[19]。已有研究表明，经MRI检查治疗的患者效果优于CT检查，症状性脑出血率低于CT检查[20]。紧急情况下的MRI既可解决神经成像的主要目标（即检测梗塞和出血的可能性），又可解决神经成像的次要目标（即识别动脉闭塞的部位，组织表征以定义梗塞核心和半影，并确定原因和机制）[21]。MRI成像可准确诊断AIS，并可鉴别AIS与其他潜在的脑血管病[22]。对症状不明或已知症状发作至24 h内的AIS患者，先进的MRI成像可指导机械取栓治疗[23]。AIS逐渐成为导致儿童神经系统后遗症和死亡的重要原因，MRI对AIS的敏感度和特异度均高于CT，在AIS的诊断和治疗中起至关重要的作用[24]。

3 中枢神经系统感染

中枢神经系统和邻近结构的感染往往危及生命，并有可能产生后遗症的风险，严重影响儿童的预后及生长发育。神经影像学在典型病变的可视化中是至关重要的，不仅可快速诊断，还为后续的治疗决定提供依据。MRI技术在中枢神经系统感染性病变的评估中提供额外的诊断信息，能评估儿童各种中枢神经系统感染的表现，并结合临床和生化结果，确定病变的病因和范围，以便进行快速的影像学诊断和早期治疗。

3.1 细菌性脑膜炎 细菌性脑膜炎（bacterial meningitis，BM）是儿童常见的严重颅内感染性疾病，常因儿童血脑屏障发育不完善、抵抗力差而发病。儿科人群中的中枢神经系统感染与成人一样，可能导致严重并发症，甚至死亡[25]。BM包括脑膜和脑室的炎症，在放射学上表现为脑室的软脑膜和室管膜增强。炎症可扩展至脑血管，促进血管炎和血管痉挛，导致脑梗死。血管周围的炎症也可扩展至脑实质，诱发脑炎，进而发展成脑脓肿[26]。通常根据临床体征和症状结合腰椎穿刺诊断典型BM。

但各级医疗机构均存在部分不合理使用抗生素的情况，不仅影响脑脊液培养结果，还在一定程度上掩盖BM的发病情况。国内有研究[27]指出，儿童最常见致病菌为大肠埃希菌、凝固酶阴性葡萄球菌和肺炎链球菌。病原菌分布与国外报道存在明显差异，国外B组链球菌和大肠杆菌是BM的两种最常见病原体，利用大脑MRI进行独立的盲法检查，发现B组链球菌性脑膜炎的患者更易出现梗死，而患有大肠杆菌脑膜炎的患者更易发生脑积水[28]。另一项回顾性研究纳入2001年至2011年在达拉斯儿童医学中心住院且经培养证实的细菌性脑膜炎患儿。在脑脊液培养结果为阳性的440例患儿中，进行大脑MRI研究，结果提示有23%的儿童接受神经外科手术干预[29]。所以MRI不仅可确定BM患儿相关的大脑影像学改变，并可为BM的诊断提供依据，另一方面，可能改变临床治疗，特别是神经外科的干预。

如果婴儿持续发热、脑脊液培养呈阳性、局部神经体征、晚期癫痫发作或意识下降，应进行神经影像学检查。但当腰椎穿刺创伤性或不成功时，BM的诊断仍较为困难，神经影像学可检测到中枢神经系统异常，大脑MRI的异常反映BM的病理生理学[30]。BM的影像学表现与其病理变化密切相关，脑膜异常强化是影像学诊断颅内感染最直接、准确的证据。MRI可清晰显示脑实质、脑沟裂、蛛网膜下腔及脑室内的病变部位、性质、范围及程度[31]。MRI有良好的软组织分辨率，能更清楚的识别大脑灰质和白质，对新生儿而言，MRI在一定程度上对评价BM严重程度及预后判断提供客观依据[32]。在中枢神经系统感染中，MRI是比CT更好的成像方式，且MRI对BM及其相应并发症的评估价值更高[33]。

3.2 病毒性脑炎 病毒性脑炎（viral encephalitis，VE）是常见于儿童的由不同病毒引起的急性中枢神经系统感染性疾病，病变可侵犯脑膜甚至扩散至脑实质，导致如脑膜脑炎，脑脊髓炎和脑脊髓神经炎[34]。VE可由柯萨奇病毒、单纯胞疹病毒（simple herpes virus，HSV）、巨细胞病毒（cytomegalovirus，CMV）等上百种病毒引起，其中80%为肠道病毒（enterovirus，EV）所致，其次为虫媒病毒、HSV等其他病毒。临床表现具有异质性，症状多样，轻重悬殊，检测方法的快慢直接影响患儿的治疗和预后。病毒可引起脑组织炎症，进而破坏神经细胞，引起出血和脑损伤，部分轻微，可完全恢复，但导致严重脑炎，如出血性或坏死性脑炎，预后较差，产生严重后遗症或死亡。VE的严重程度取决于病毒的强弱和宿主免疫系统功能。患者可出现发烧，头痛，意识改变，癫痫发作，神经功能缺损或感觉异常。该病诊断主要依据病史、体格检查、脑脊液检查、病原学检查和影像学检查如头颅CT、MRI等手段，病原学检查通常为确诊依据，但病毒培养对实验室条件要求极高，且需耗费大量时间，脑组织活检病毒分离仅适合于诊断困难病例，均较难以在基层医院开展[35]。

MRI作为普遍应用于临床的无创性的检查方式，可帮助医师了解颅脑病变范围及病变部位、数量、大小、程度等情况，为VE诊断提供有效信息[36-37]。MRI的发现可能是非特异性的或特异性的，可帮助确定特定病毒以明确临床诊断[38]。VE病理改变为脑膜及脑实质细胞水肿、充血并伴有淋巴细胞浸润，可见典型的弥漫性套袖样分布，血管壁纤维素样变性，周围组织神经细胞变性、坏死、髓鞘崩解，组织水肿，病理改变多呈弥漫分布[39]。MRI对脑实质的检查较CT敏感，能更早发现大脑内的病灶，增强扫描可显著提升儿童VE阳性检测率，还可用于鉴别VE与占位病变，且其能做体积扫描，显示三维图像，使脑白质和灰质截然分明，准确定位。因此，与CT比较，MRI能清晰显示颅脑内各组织结构的病变情况，对VE的阳性检出率高于CT，表明MRI在VE诊断中与CT比较更具优势[40]。

综上所述，通过实验室检测（生物化学、病毒PCR、培养）和中枢神经系统成像（CT、MRI），尽快诊断疾病，建立早期治疗，以防止疾病的发展和可能的并发症[41]。

4 局限性

CT因具有方便和可用性等优点，已成为儿科颅脑急症的一线成像方式。而MRI需在夜间和周末时间召集技术人员，可能导致诊断的重大延误。此外，快速获取CT图像，标准扫描时间为≤30 s，有时甚至免除儿童人群镇静的需要。相比之下，MRI可能需＞30 min获得图像，大部分儿童需镇静。尽管如此，在评估小儿颅脑急诊时，MRI仍具有明显优势。CT虽优于评估骨解剖和血管造影，但由于MRI的优越组织对比分辨率，可更准确地评估颅内病理。此外，CT所涉及的电离辐射也是需考虑的问题。

5 结语

对儿科MRI，减少扫描时间和镇静药的使用仍是临床的目标[42-43]。患有颅脑急症的儿童面临危及生命的紧急情况，需尽早评估和处理，以尽可能减少死亡率和后遗症风险。而放射影像学在诊断中起至关重要的作用，MRI通过高软组织对比度和空间分辨率提供良好的解剖结构，有助于鉴别诊断，以快速得出正确诊断，从而优化患者的治疗和管理。