趙萌 萬春曉

1 天津市和平區(qū)中醫(yī)醫(yī)院 （天津 300000）

2 天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院 （天津 300000）

內(nèi)容提要： 新生兒缺血缺氧性腦病是圍產(chǎn)期新生兒最多見的疾病，也是圍生期窒息的嚴(yán)重并發(fā)癥，對(duì)該類患者的早期影像學(xué)診斷與預(yù)后評(píng)估方式是關(guān)系居民素質(zhì)與生活質(zhì)量的主要問題。以往CT與MRI是新生兒缺血缺氧性腦病的主要檢查方式，但因其基于信號(hào)、密度及內(nèi)眼可見的形態(tài)學(xué)改變，早期診斷靈敏度相對(duì)較差，缺乏量化指標(biāo)。磁共振擴(kuò)散成像與磁共振波譜成像從水分子擴(kuò)散水平與細(xì)胞代謝水平方面對(duì)該病進(jìn)行深入分析，在該病量化評(píng)估、早期診斷、預(yù)后分析、功能改變等方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

新生兒缺血缺氧性腦?。℉ypoxic Ischemic Encephalopathy，HIE）好發(fā)于圍產(chǎn)期新生兒，其會(huì)增加新生兒急性死亡、慢性神經(jīng)系統(tǒng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)[1]。我國(guó)新生兒窒息發(fā)生率為7%～10%[2]，癥狀較輕的患兒經(jīng)過系統(tǒng)的治療能獲得良好的預(yù)后，但癥狀嚴(yán)重的患兒極易出現(xiàn)腦癱、智力低下、癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥（永久性）。腦缺血后腦組織損傷的時(shí)間序列與腦組織損傷的可逆性一直是臨床關(guān)注的重點(diǎn)，因此也引發(fā)了缺血半暗帶的概念[3]。由于窒息而致的新生兒缺血、缺氧過程中，迅速恢復(fù)腦部血供，糾正缺氧狀態(tài)，能有效避免或降低腦細(xì)胞不可逆性損傷，保護(hù)神經(jīng)功能；但若缺氧時(shí)間過長(zhǎng)，即便恢復(fù)血供，仍會(huì)出現(xiàn)繼發(fā)性腦細(xì)胞受損，即再灌注損傷。為此，針對(duì)該病患兒早期診斷與治療，是提升其生存率、生活質(zhì)量的關(guān)鍵[4]。核磁共振檢查（Magnetic Resonance，MR）功能成像技術(shù)能早期分析HIE腦受損情況，能有效地輔助臨床診斷，早期制定針對(duì)性治療措施，并對(duì)患兒預(yù)后狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估。本文對(duì)近年來HIE采取MR功能成像的臨床研究進(jìn)行整合，綜述如下。

1.HIE發(fā)病機(jī)制

針對(duì)新生兒缺氧缺血性疾病而言，其發(fā)生、發(fā)展與圍產(chǎn)期窒息息息相關(guān)。有較多研究顯示，造成缺氧低氧的各種因素均會(huì)造成胎兒窘迫的狀況，而在分娩前，早產(chǎn)、臍帶因素、早產(chǎn)及母體因素均會(huì)引發(fā)新生兒窒息的狀況，而新生兒缺氧缺血性腦病及圍產(chǎn)期窒息發(fā)生因素對(duì)比復(fù)雜，與其他因素也存在一定關(guān)聯(lián)系。有學(xué)者指出，新生兒缺血缺氧性腦病的病理變化主要包含神經(jīng)元壞死、腦水腫、神經(jīng)膠質(zhì)增生，還有腦神經(jīng)受損及腦細(xì)胞的能量代謝發(fā)生衰竭，新生兒在發(fā)病之后若不能給予有效的治療，會(huì)造成腦水腫持續(xù)時(shí)間在7d以上，并存在不可逆神經(jīng)元壞死狀況，嚴(yán)重影響新生兒的機(jī)體健康。

2.HIE影響因素

新生兒缺血缺氧性腦病與較多因素息息相關(guān)，例如母體貧血、妊娠期高血壓、產(chǎn)程異常及腎功能不全、自然分娩、羊水污染及產(chǎn)前定時(shí)產(chǎn)檢等，上述因素均會(huì)影響新生兒缺血缺氧性疾病的發(fā)生。妊娠期高血壓是一種較多見的妊娠期合并癥，針對(duì)伴有妊高癥孕婦而言，往往會(huì)存在程度不一的全身小血管痙攣，從而導(dǎo)致胎盤供血不足，胎盤功能降低，并會(huì)出現(xiàn)程度不一的急慢性宮內(nèi)缺氧發(fā)生，引發(fā)各種臟器供血不足，進(jìn)而增加新生兒缺血缺氧性腦病風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)產(chǎn)程異常，尤其是第二產(chǎn)程，會(huì)造成胎兒宮內(nèi)窘迫風(fēng)險(xiǎn)增加，新生兒缺血缺氧性腦病風(fēng)險(xiǎn)也隨之提升；當(dāng)產(chǎn)婦處于貧血狀態(tài)，也會(huì)造成胎兒供血不足，腦供血缺乏；羊水污染會(huì)造成羊水中含氧量降低，造成胎兒在母體內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀況，引發(fā)缺血缺氧性腦病的發(fā)生。同時(shí)，不同分娩方式對(duì)于新生兒缺血缺氧性腦病的發(fā)生也會(huì)產(chǎn)生影響，有研究發(fā)現(xiàn)，選擇自然分娩，新生兒缺血缺氧性腦病發(fā)生率相對(duì)更低，為此，需盡可能選擇自然分娩，降低疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

3.HIE的腦損傷改變

HIE病理生理機(jī)制及損傷特點(diǎn)較為繁雜，缺氧是其根本發(fā)病原因，以腦血流動(dòng)力學(xué)紊亂因素為主。易損區(qū)域的分布與缺血缺氧的速度與程度存在相關(guān)性[5]。慢性、部分缺血缺氧狀況下，通常會(huì)導(dǎo)致輕、中度HIE，該類患兒會(huì)出現(xiàn)2次血流分配，NMDA受體密集區(qū)、骨鞘形成旺盛區(qū)及腦血管分水嶺地帶是該類患兒的易損區(qū)域（早產(chǎn)兒為腦室旁白質(zhì)區(qū)）；若出現(xiàn)急性、完全性缺血缺氧會(huì)導(dǎo)致重度HIE，該類患兒腦組織血流無代償，極易損傷丘腦-腦干區(qū)域[6]。

3.1 腦缺血半暗帶

腦缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）最初在20世紀(jì)70年代末期被Abtrup等人提出[7]，腦缺血病灶由核心區(qū)及周圍的半暗帶組成，并將其定義為：圍繞梗死中心的周圍缺血性腦組織，該區(qū)域電活動(dòng)停止，但其結(jié)構(gòu)完整，能維持正常的離子平衡?，F(xiàn)如今，有學(xué)者對(duì)半暗帶提出新定義，即半暗帶表示潛在可逆的腦缺血組織[8]。依據(jù)IP理論，核心部位、周圍區(qū)域缺血腦組織的血流量降低具有梯度變化。核心區(qū)腦組織的血流量減至20mL·100g·min-1時(shí)，腦細(xì)胞出現(xiàn)梗死，但周圍腦組織血流量能維持在25～40mL·100g·min-1，其腦細(xì)胞出現(xiàn)蛋白合成障礙、電信號(hào)異常、無氧酵解活化與神經(jīng)遞質(zhì)釋放，若及時(shí)回復(fù)供血，部分細(xì)胞能恢復(fù)正常生理狀態(tài)[9]。

對(duì)IP的及時(shí)挽救極為重要，其較大程度上關(guān)系到患兒預(yù)后狀況，針對(duì)成年人而言，IP是腦缺血后溶栓治療與綜合治療的目標(biāo)。對(duì)新生兒而言，更有著不能忽視的重要性，IP的及時(shí)挽救能最大程度降低HIE而致的后遺癥[10]。MR能為治療“時(shí)間窗”提供理論依據(jù)，使減輕腦損傷的神經(jīng)保護(hù)措施及時(shí)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)HIE早診斷、早干預(yù)，保障良好的預(yù)后。

4.MR功能成像在HIE中的應(yīng)用

4.1 擴(kuò)散加權(quán)成像

擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）借助測(cè)量水分子在組織擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀況，對(duì)比相關(guān)參數(shù)評(píng)估病變狀況。該方式能對(duì)HIE早期細(xì)胞毒性水腫而致的彌散受限進(jìn)行評(píng)估，可鑒別細(xì)胞水腫類型[11]。表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）是一種描述不同水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)速度和范圍的參數(shù)。ADC與DEI信號(hào)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其與DWI信號(hào)高低息息相關(guān)，但DWI測(cè)量的ADC值與水?dāng)U散率呈正相關(guān)關(guān)系[12]。水分子在細(xì)胞內(nèi)外的擴(kuò)散有所不同，在細(xì)胞內(nèi)水分子的擴(kuò)散受到蛋白質(zhì)、細(xì)胞器等高分子物質(zhì)的限制；細(xì)胞外水分子擴(kuò)散無明顯制約，DWI對(duì)細(xì)胞內(nèi)水腫狀況具有較高的敏感性，可及時(shí)顯示細(xì)胞毒性腦水腫。

圍產(chǎn)期HIE的病理生理過程較為繁雜，在其病理過程中會(huì)造成水分子擴(kuò)散率的改變，相較于成人腦缺血性損傷過程相似。新生兒腦組織含水量較高，使用常規(guī)MRI的T1、T2加權(quán)成像，難以在早期發(fā)現(xiàn)腦缺血病灶，難顯示腦梗死區(qū)域。但DWI成像，細(xì)胞外是能提供低信號(hào)背景，而缺血區(qū)域由于細(xì)胞內(nèi)水腫呈現(xiàn)高信號(hào)，更易顯示。白潔等[13]研究顯示，在HIE患兒腦損傷的早期檢測(cè)方面，DWI比常規(guī)MRI更加敏感，可較早的反映缺血缺氧性腦損傷并對(duì)患兒的預(yù)后做較好的預(yù)測(cè)。郭劍波等[14]研究發(fā)現(xiàn)，針對(duì)HIE腦損傷，使用DWI及其ADC值能早期評(píng)估新生兒缺血缺氧性腦損傷并作出預(yù)測(cè)。DWI成像在新生兒HIE中具有較高的診斷價(jià)值，新生兒腦含水量比成人高，因而顯示水?dāng)U散的增強(qiáng)。

4.2 磁共振波譜分析

磁共振波譜分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）能顯示腦組織代謝產(chǎn)物濃度。其常用方式為1H MRS，檢測(cè)代謝產(chǎn)物包含[15]：N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、乳酸（Lac）、肌酸-磷酸肌酸（Cr+Pr）、膽堿（Cho）、谷氨酰氨和谷氨酸復(fù)合物（GLX）?，F(xiàn)如今，MRS在HIE臨床中應(yīng)用逐漸廣泛，Lac是無氧酵解的產(chǎn)物，在正常腦組織中檢測(cè)不到乳酸峰，而缺血發(fā)生后出現(xiàn)Lac增多狀況，說明有氧代謝至無氧酵解的轉(zhuǎn)變，但其僅是組織缺血的標(biāo)志，其水平高低不能表示不可逆損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示[16]，缺血6h后核心區(qū)Lac水平降低，顯示局部組織無乳酸產(chǎn)生，腦細(xì)胞代謝活動(dòng)中止，腦細(xì)胞出現(xiàn)不可逆性損傷；周圍IP的Lac在24h內(nèi)持續(xù)上升，提示局部低灌注，是組織存活的標(biāo)志。趙好果等[17]研究發(fā)現(xiàn)，1H-MRS與DTI聯(lián)合檢測(cè)可提高新生兒缺氧缺血性腦病的診斷效能，有助于新生兒缺血缺氧性腦病的早期診斷及臨床控制。杜奕等[18,19]研究發(fā)現(xiàn)，1H-MRS可客觀反映足月新生兒腦代謝變化，可為顱腦代謝異常提供參考指標(biāo)，有助于早期、客觀的診斷足月兒HIE。

4.3 灌注加權(quán)成像

灌注加權(quán)成像（perfusion-weighted imaging，PWI）能無創(chuàng)性的呈現(xiàn)單位體積腦組織的血流灌注狀況，具有較高的分辨率，能評(píng)估組織活性[20-22]。PWI在技術(shù)上使用團(tuán)注對(duì)比劑與動(dòng)脈近端內(nèi)源性水標(biāo)記兩種方式，前者在臨床上應(yīng)用較為廣泛。靜脈內(nèi)團(tuán)注對(duì)比劑能引發(fā)局部相對(duì)弛豫率改變，根據(jù)對(duì)比劑團(tuán)通過阻滯的時(shí)間-濃度曲線，獲得相關(guān)參數(shù)。其能對(duì)超急性期腦缺血能迅速、準(zhǔn)確的分析血流動(dòng)力學(xué)改變，提供毛細(xì)血管再灌注狀況，從而評(píng)估缺血區(qū)關(guān)注與組織病理生理學(xué)的相關(guān)性變化。通常而言，灌注不足與灌注過度同時(shí)存在，這些區(qū)域會(huì)向壞死方向發(fā)展，表現(xiàn)為DWI上異常高信號(hào)逐漸增大、增強(qiáng)。為此急性腦缺血后，過度灌注與持續(xù)灌注不足均是導(dǎo)致腦組織損傷的重要因素。

但將PWI應(yīng)用于新生兒將會(huì)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因PWI需快速大劑量給予靜脈團(tuán)注對(duì)比劑，而新生兒外周靜脈血管細(xì)小，難以承受。導(dǎo)致該疾病在HIE中受到制約，而不需要對(duì)比劑的PWI技術(shù)，例如流動(dòng)敏感交互反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，仍需臨床進(jìn)一步探討。

4.4 彌散張量白質(zhì)束成像

其能清楚的顯示白質(zhì)纖維束的走向及空間分布，顯示腦內(nèi)病變對(duì)白質(zhì)束形態(tài)、結(jié)構(gòu)的直接或間接影響?，F(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)外研究主要集中于腦腫瘤病變彌散張量白質(zhì)束成像方面，新生兒缺血缺氧性腦病彌散張量白質(zhì)束成像逐漸成為臨床熱議重點(diǎn)。HIE極易出現(xiàn)白質(zhì)纖維走行區(qū)域，特別是PVL，彌散張量白質(zhì)束成像能清晰顯示軟化區(qū)白質(zhì)纖維束減少或缺如，從而確定病情程度和范圍。

擴(kuò)散張量成像技術(shù)是目前臨床用于研究HIE較新穎的技術(shù)，其能從量與方向顯示HIE患兒腦組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散過程，其對(duì)患兒白質(zhì)發(fā)展過程中的異常較敏感，同時(shí)該檢查方式具有無創(chuàng)性，可用于神經(jīng)纖維束的定位與定量測(cè)定與預(yù)后評(píng)估。但其也存在一定局限性，即：①磁場(chǎng)不均勻性會(huì)造成圖像變形扭曲；②彌散梯度回引發(fā)渦流，導(dǎo)致纖維束方向不確定；③較小的纖維束或白質(zhì)纖維的分叉與交叉時(shí)顯示不佳。

5.小結(jié)

總而言之，HIE一直是臨床研究的熱點(diǎn)，也是新生兒急救醫(yī)學(xué)廣泛研究的課題。近年來，MR功能成像技術(shù)的深入研究，掌握HIE發(fā)生發(fā)展的病理生理機(jī)制，有效降低HIE的致殘率與急性病死率。相較于MRI常規(guī)序列所顯示的解剖結(jié)構(gòu)改變，MRI功能成像能顯示功能改變，有助于早期評(píng)估HIE的發(fā)生、發(fā)展，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)腦髓鞘化進(jìn)程。同時(shí)MRI功能成像與MRI常規(guī)序列相結(jié)合，能更客觀、精準(zhǔn)的分析腦內(nèi)病變狀況，評(píng)估新生兒HIE病理改變及損傷程度，有助于臨床制定針對(duì)性治療方案、評(píng)估預(yù)后狀況。