新生儿HIE影像学应用诊断进展
来源：岁月联盟
时间：2010-07-12
新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE)或称为缺氧缺血性脑损伤(HIBD)。自世纪20世纪90年代以来，该病一直是国内外医学界研究的热点，也是目前新生儿急救医学广泛研究的课题。是围生期新生儿脑损伤常见病，严重者可致新生儿早期死亡或造成不可逆的脑损害，如智能低下、脑性瘫痪、生长发育落后、癫痫等［1，2］。早期采用影像学检查，尤其是磁共振成像（MRI）新技术的应用，更有利于HIE的及时诊断及，并能评估预后，降低HIE的病死率及减少后遗症。
1 HIE的医学影像应用现状
近二十年来国内外许多学者都在研究如何早期预报HIE患儿的预后，此类研究多是对各种临床资料进行统计和对比分析后所得结果，不是直接观察神经元损伤情况，因此其准确性有限。对具体某个病例只能说发生后遗症可能性有多大，而不能肯定其有或无后遗症。进入20世纪90年代，国外采用磁共振波谱直接检测局部神经细胞代谢情况、从而判断是否会有永久性损害而遗留神经后遗症，90年代后期国内也进行了该方面的研究［3，4］。随着医学影像的迅速，应用于新生儿 HIE的诊断，可直观反映颅内病变的部位、类型、程度及演变过程，有无合并颅内出血和出血类型，为临床早期诊断、早期治疗及评估预后提供了客观依据。
2 B超（US）与CT的应用
2.1 脑水肿
颅脑B超检查表现为不同程度和范围的强回声，与HIE临床分度基本平行。轻度者：强回声范围局限，多集中在脑室旁，脑室边缘尚存或稍模糊，其回声强度低于脉络丛。其它脑解剖结构显示正常，血管搏动清晰可辨，3天左右可恢复正常；中至重度：双侧大脑半球呈弥漫性强回声，脑结构模糊，沟回影像不清，脑室受压变窄。脑室旁回声与脉络丛回声等同，脑血管搏动减弱或损失、恢复正常约7～10天；严重者2～3个月可出现囊变的无回声区。脑水肿：CT平扫可出现脑叶的低密度区，轻度HIE一般受损在2个区城内，范围小，多在额叶两前角的前外侧。中度者在2～4个脑叶区域，重度可发生在全脑叶，多在6个区域以上。
2.2 颅内出血
新生儿HIE的颅内出血多见于硬膜下、蛛网膜下腔、大脑镰、小脑幕、小脑后方窦汇附近及脑实质的斑点状出血，也有脑室内出血。
B超对出血较敏感，脑实质出血早期，B超显示为云雾状、边缘不清淡薄的强回声，出血加重回声强度增加，边缘渐清楚。对脑室至其周围出血有特异性诊断价值，室管膜下出血常可在尾状核头部区域探及边缘不规则的强回声团，并可渐渐向脑室前角扩展。出血量多时，侧脑室前角、枕角、体部扩大。应用B超可动态了解颅内出血的转归，一般出血静止后1周，强回声影始局限，其强度在原基础上增高，后渐弱至消失。出血量较多时，达完全恢复至少需3周以上，或者出现囊变；显示为无回声囊性病变。明显的脑室扩张，需2～3个月才恢复，如果脑室持续扩张，提示有梗阻存在。
颅内出血CT平扫显示脑实质内大小不等的斑点状高密度影，2周后可能变为等密度，3周以后如果出现囊变，可呈周边光滑的低密度区。CT检查对蛛网膜下腔出血价值更高，可见脑池、窦、裂高密度影，颅骨内板有时可见“半月型”、直窦及窦汇呈“Y”型高密度影，沿小脑幕上部的出血则呈“M型”。
3 常规MRI对HIE的应用
新生儿HIE的MRI表现在T1WI上明显，在T2WI上不明显。王宏伟等［5］对45例足月新生儿HIE患者进行的HRI研究发现。
3.1 皮层及皮层下白质
①沿脑回走行的点状及迂曲条状T1WI高信号，这是由于HIE时多为不完全性血管阻塞，一旦毛细血管灌注恢复，就有反应性充血，这些新生毛细血管无血脑屏障，红细胞及血浆蛋白渗出，因而造成点状及条状高信号；②皮层下白质在T1WI上呈低信号、T2WI上呈高信号小囊状影。这是由于神经元坏死，于2～4周形成空洞及胶质增生。
3.2 深部白质
①两侧额叶白质见对称点状稍高信号，是由于缺氧导致大脑深部静脉淤血扩张或出血性梗塞所致；②沿两侧室壁边缘条带状T1WI高信号。
3.3 基底节与丘脑
基底节与丘脑病变两侧有斑片状T1WI高信号。丘脑腹外侧在T1WI上呈对称性高信号，内囊后支正常髓鞘化受到障碍，正常T1WI高信号消失而呈低信号，呈大理石样变。
3.4 脑室及脑外间隙 ①脑室内出血(IVH)；②蛛网膜下腔出血(SAH)。
DWI是反映水分子在组织内的不规则运动（扩散）的成像技术，对微观水分子的限制性扩散非常敏感。Wolf RL等［6］动物实验显示，急性脑缺血区表观扩散系数(ADC)降低，DWI呈明显高信号，且ADC值的下降与细胞毒性水肿的程度呈线性相关，与缺血损伤的程度密切相关。有关DWI对HIE 的应用研究报道不多，且存在争议。多数学者［6,7］认为急性HIE所致脑梗塞及脑损伤均可出现DWI高信号。Soul［8］通过1例呼吸循环骤停所致新生儿窒息的DWI动态观察，认为DWI较常规MRI能更早地发现HIE所致的脑损伤，ADC值随时间的变化可为临床神经保护治疗提供时间窗，HIE脑损伤6h，DWI可显示基底节、丘脑及脑干背侧的高信号，而常规T1WI、T2WI未见异常信号，此时双侧基底节、丘脑ADC值降低，而大脑灰白质及小脑ADC值正常，至32h脑内大部分区域ADC值均降低，ADC值的渐进性降低可能与胶质细胞毒性水肿有关。
DWI还能探测缺氧缺血所致早期白质损伤，包括脑室旁白质束、胼胝体、内囊及皮层下连结纤维等［8,9］。Johnso等［10］对26例新生儿做DWI检查，发现12例阳性，对其短期随访，其中10例有神经系统障碍，因此认为DWI可以预测HIE的预后，敏感性为83%。与常规MRI相比，DWI在早期诊断HIE并揭示其微观病理生的演变有明显优势。但Forbes等［11］通过对14例HIE患儿进行15项检查后发现，DWI对HIE的检出率还不如常规MRI高，且对HIE的检出率受缺血损伤方式影响，对深部灰质核团损伤的敏感性较皮层低，因此为了可探测亚急性缺血区，T2WI序列应作为DWI的补充［12］。
４ 灌注成像(Perfusion weighted imaging，PWI)的应用
PWI可定量分析毛细血管水平的血流灌注情况，反映病理情况下脑组织的血液动力学状态，评估局部组织活力及功能。有作者将PWI与DWI结合起来评估新生兔HIE的进展［13］，采用颈血动脉结扎及低氧技术，半小时后首先病变侧皮层出现ADC值降低，DWI高信号，随后病变扩展到同侧皮层下白质及基底节，进而发展到对侧。PWI亦显示相应区域的脑血流容积缺乏，与DWI相应区域非常匹配，该研究显示DWI与PWI联合应用可探测缺血后急性细胞肿胀。
５ 磁共振波谱分析(magnetic resonace spectroscopy，MRS)的应用
MRS是用短的射频脉冲激励原子核，将采集到自由感应衰减信号通过傅立叶转换变成波谱。1H在人体组织内含量最丰富及其固有敏感性最高，目前在HIE的研究中使用较多的是1H-MRS，其共振峰主要包括：
5.1 NAA N－乙酰天门冬氨酸，位于2.0 ppm，在正常1H-MRS中NNA是最高的峰。NAA主要存在于神经元及其轴索，被认为是神经元的内标志物，NAA的降低反映了神经元的丧失或其量代谢障碍。
5.2 Cho 主要包括磷酸胆碱和磷酸乙酰胆碱，共振峰位于3.2ppm。正常情况下是1H-MRS的第２高波峰。Cho与细胞膜磷脂的分解和合成有关，参与细胞膜的构成。Cho峰增高，与细胞分裂增殖活跃及细胞膜代谢异常增高有关，脱髓鞘可引起胆碱增高。
53 Cr 主要包括肌酸和磷酸肌酸，与能量代谢有关，共振峰见于3.0ppm，是1H-MRS第３高波峰。
5.4 乳酸（Lac） 正常情况下测不到，共振峰见于1.3ppm和4.1ppm，为双尖峰。是无氧糖酵解的产物，机体缺氧缺血时可引起乳酸盐的蓄积，对HIE的诊断有重要意义。
5.5 肌醇（MI） 共振峰见于3.5 ppm。具有调节渗透压、营养细胞、抗氧化及生成表面活性物质等作用。
5.6 谷氨酰胺和谷氨酸复合物
共振峰见于2.2ppm及3.7ppm。是兴奋性氨基酸，参与脑内氨代谢，具有兴奋毒性作用。围生期缺氧缺血首先影响脑的能量代谢。早期神经细胞能量代谢障碍，离子泵功能降低，细胞内外离子转运失调，加上缺血使产生的乳酸和CO2不能被运走而在局部堆积，改变了细胞内外环境，破坏细胞膜的正常通透性，导致细胞毒性脑水肿。在HIE的研究中使用1H-MRS，主要集中在检测Lac的量的变化［14］，HIE患儿脑内Lac量的增加与病情的严重程度有关，这与HIE的病理生研究一致。患儿1H-MRS与正常新生儿明显不同，特征性表现是在1.3ppm 处出现双峰状乳酸波，提示缺氧缺血导致氧化磷酸化不足，无氧糖酵解增加。NAA及NAA/Cho和NAA/Cr比值的持续下降，Lac/Cho、Lac/Cr、Lac/NAA比值的持续增高是提示患儿预后不良的可靠指标。Cheong等［15］通过比较1H-MRS中代谢物峰面积比值、弛豫时间以及代谢物绝对浓度在HIE脑损伤的价值时发现，1H-MRS在HIE中最有诊断价值的是代谢物的绝对浓度，重度HIE患儿的NAA绝对浓度较轻度及正常对照都低，轻度HIE患儿的NAA绝对浓度较正常对照低。MRS是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法，在很多疾病的发生和过程中，代谢改变往往早于形态学改变，因此MRS所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断。
6 结语
近年来对HIE的影像学研究取得了极大进展，B超简便易行、无创、价廉，可作病变筛查及病损的连续监测。CT与常规MRI能明确HIE病变的部位、范围、性质及与周围结构的关系；DWI对于脑细胞缺氧缺血的反应更灵敏和特异；PWI可反映病理情况下组织的血液动力学改变，评估局部组织活力及功能；而MRS则能检测出脑内各个具体的代谢物质水平，从定量的角度反映出更多的生化指标。多种影像技术的联合应用将更深入地揭示新生儿HIE脑损伤的影像学病理基础，能早期准确的诊断及评估预后，寻求出最佳的康复方案具有重要的临床价值。
【】
［1］韩玉昆，许植之，虞人杰.新生儿缺氧缺血性脑病［M］.北京：人民卫生出版社,2000：52.
［2］韩玉昆.新生儿缺氧缺血性脑病治疗的现状与展望［J］.临床儿科杂志，2001，19(2):69－99.
［3］陈丽英，王晓明，孟淑珍，等.足月新生儿缺氧缺血性脑病的研究［J］.医学计算机杂志，1999，5（3）：47-50.
［4］陈丽英.MRI与’HMRS对足月新生儿缺氧缺血性脑病预后的判断［J］.放射学实践，2000，15(1)：57-59.
［5］王宏伟,王晓明,郭启勇.足月新生儿缺氧缺血性脑病的MRI研究［J］.国外医学：临床放射学分册, 2007,30(4)：231-234.
［6］Wolf RL, Zimmerman RA, Clancy R, et al. Quantitative apparent diffusion coefficient measurements in term neonates for early detection of hypoxic-ischemic brain injury :initial experience ［J］. Radiology,2001,218(3):825-833.
［7］Krishna moorthy KS, Soman TB, Takeoka M, et al. Diffusion-weighted imaging in neonatal cerebral in farction : clinical utility and follow-up ［J］. J Child Neurol,2000,15(9):592-602.
［8］Soul JS, Robertson RL, Tzika AA, et al. Time course of changes in diffusion-weighted magnetic resonance imaging in a case of neonatal encephalopathy with defined onset and duration of hypoxic-ischemic insult ［J］. Pediatrics,2001,108(5):1211-1214.
［9］Chalela JA, Wolf RL, Maldjian, et al. MRI identification of early white matter injury in anoxic-ischemic encephalopathy ［J］. Neurology,2001,56(4):745.
［10］Johnson AJ, Lee BC, Lin W. Echoplanar diffusion- weighted imaging in neonates and infants with suspected hypoxic-ischemic injury:correlation with patient outcome ［J］. AJR,1999,172(1):219-226.
［11］Forbes KP, Pipe JG, Bird R. Neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy:detection with diffusion weighted MR imaging ［J］. AJNR,2000,21(8):1490-1496.
［12］Mader I, Schoning M, Klose U, et al. Neonatal cerebral in-farction diagnosed by diffusion-weighted MRI:pseudonorm alisation occurs early ［J］. Stroke，2002,33(4):1142-1145.
［13］D′Arceuil HE, de Crespigny AJ, Rother J, et al. Diffusion and perfusion magnetic resonance imaging of the evolution of hypoxic ischemic encephalopathy in the neonatal rabbit ［J］. Magn Reson Imaging,1998,8(4):820-828.
［14］Waterhouse RN. Imaging the PCP sith of the NMDA ion channel ［J］. Nucl Med Biol，2003，30(8):869-878.
