共振波谱在新生儿缺氧缺血性脑病中的应用进展

围产期宫内乏氧及产后窒息而导致的新生儿脑组织乏氧，如不及时恰当治疗便可使患儿留有不同程度后遗症。磁共振(magneticresonaceimaging，MRI)与磁共振波谱(magneticresoncespectroscopy，MRs)可以提供不同的检测信息，MRI可以一些形态解刨学信息和不同信号差异，而MRS可以从分子水平观测脑组织内与生命有关的代谢物水平，通过化学位移成像方法得到代谢物在体内分布的图像，以曲线频谱形式体现代谢物的差异，测量结果如图[1]。本文主要研究MRS在HIE疾病诊断方面的应用及进展。

1　HIE的发生机制

尽管产前检查及产后新生儿护理技术很先进，但在围产期仍然可以发生各种原因导致的新生儿宫内乏氧、产程过长及产后新生儿窒息均可导致新生儿不同程度脑组织乏氧是导致新生儿HIE的重要原因，利用磁共振检查对不同程度新生儿缺血缺氧脑病做出早期准确诊断，以便临床对早期新生儿缺氧缺血性脑病进行及时准确治疗。然而，仅凭临床症状和围产期APGAR评分、cordpH对此病预后不能作出准确判断，而磁共振对HIE分级，可对本病预后作出相对准确判断。

1.1　HIE缺氧、缺血的机理：①宫内缺氧分慢性与急性缺氧。缺氧的时间长短与程度轻重对此病的病理生理改变具有决定意义。多数宫内缺氧是由血供不足引起。②如果不同区域脑组织出现缺血缺氧导致脑损伤便可产生致炎因子，使相应区域血管内破坏，使血管狭窄及通透性发生改变，通过血流动力学改变，而使脑细胞有氧代谢不足，无氧代谢增加，出现代谢紊乱。

1.2　HIE的病理机制：脑细胞代谢非常活跃，新生儿脑细胞代谢尤其活跃、旺盛，需要大量能源供给，氧耗量几乎达全身的50%以上，然而脑组织内糖原储备极少，，能量和氧来源主要靠血液提供。如果新生儿出现缺氧将对脑细胞产生明显影响，出现能量代谢紊乱和不同程度障碍，缺氧使脑组织内糖的无氧酵解增加，产生大量乳酸并堆积，形成酸中毒，破坏细胞膜的结构改变其功能，使细胞内外离子转运失调，细胞内水分增加，细胞肿胀，细胞间隙变窄，水分子布朗运动明显受限，产生细胞毒性脑水肿，致使DWI出现明显高信号。缺氧产生脑血管内皮受损及小血管痉挛，脑细胞更加缺血缺氧。同时脑水肿可使颅内压增高，脑静脉回流受阻，也加重脑组织的血液供应不足，使脑组织缺血缺氧更加严重，形成恶性循环。酸中毒进一步加重脑组织乏氧。

1.3　病理解剖：HIE的病理解剖变化包括：选择性神经元坏死，如(基底节区大理石样变，，脑室旁白质软化灶、单发或多发腔隙性脑梗死。足月儿脑组织损伤常发生在大脑皮层，和基底节区，而早产儿脑组织损伤多发生在脑室周围白质内。

2　MRI在HIE的诊断价值

磁共振成像是利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信号经过图像重建成像的一种成像技术。通过测定人体组织在特定磁环境两个时间值T1值及T2值，经过空间编码和复立业变换将T1和T2值转为模拟灰度，而产生磁共振图像。

2.1　新生儿缺血、缺氧后脑组织出现水肿即水分增多，病变区呈现弥漫性略长T1、略长T2异常信号，以T2WI更明显。多数累及额叶、顶叶、少数可累计枕叶白质区。如果为轻度HIE，表现为单纯性脑水肿，预后较好，多数不留后遗症。

2.2　脑出血：是HIE较重病例的特征性表现。足月患儿出血性灶主要分布在中央前后回及顶枕叶皮层及皮层下，严重病例病变区域脑灰质全部受累，表现脑灰质肿胀，脑沟变窄，深部脑白质出现短T1短T2异常信号;早产儿患HIE其出血灶常发生在侧脑室各角旁脑白质内，表现为T1加权像不均匀高信号和T2加权像不均匀低信号灶，比较容易发生皮层下及脑室旁白质梗死灶内出血。

2.3　HIE脑白质损伤：对70例中晚期HIE检查发现，大多数病灶位于侧脑室旁脑白质内，呈斑片状及点状异常信号，T1加权像呈低信号，T2WI呈略高信号。Rutherford等[2]对16例HIE患儿进行早期及晚期MRI检查与预后转归研究发现，小病灶的轻度HIE患儿转归基本正常，而较大病灶的中重度HIE患儿较多存在永久性脑损伤，留有后遗症，本文研究与此接近。

2.4　HIE：患儿基底节区和脑干损伤也较常见，Menkes[3]报道的病例中基底节异常者占84%。而我们研究的比例低于前述报告。病理改变以神经细胞坏死为主，可以出现大理石样变性;脑干受累不多，Barvioch等[4]报道少数HIE有脑干受损出现稍长T1异常信号，T2加权像呈高信号，我们此项研究出现脑干受损较少。

3　DWI与HIE

DWI用于临床检查已经几十年，DWI能够对急性HIE细胞功能受损程度提供较多信息[5]。DWI对水分子的弥散运动，特异性达86%～100%。　　HIE患儿DWI上出现高信号，说明该患儿存在急性脑缺血缺氧，出现细胞毒性水肿，异常信号强度及范围，反映了疾病严重程度。能量供给不足导致细胞膜离子泵功能障碍，钠离子与水分子迅速移人细胞内，很快出现细胞毒性水肿[6]。急性缺氧使细胞膜及细胞器功能明显受限，进入细胞内的水分增加，移出减少，致使细胞肿胀，增大，细胞间隙变窄，水分子弥散活动进一步受限，表现为在DWI出现明显高信号，ADC图出现明显低信号。　　弥散加权成像(DWI)可在2～3h内缺血急性期，出现异常信号改变，此时T2加权限多无异常信号出现，弥散加权成像(DWI)异常信号主要出现在急性缺氧6～48h之内，此段时间内可同时伴有血管源性水肿，在T2加权像也开始出现异常信号，但不如DWI清晰，范围也小，在缺氧1周后DWI上高信号逐渐变淡，成为等或混杂信号及低信号，因此DWI可以用来区分新旧病灶[7]。而在T2WI，缺氧较严重病例将一直表现为高信号，ADC图表现为高信号。

4　讨论

MRS是一种利用核磁共振现象和原子核化学位移作用，进行一系列特定原子核及其化合物定量分析的方法。目前较常用的是H和P谱。H质子是人体内含量最丰富的元素，并且其具有高核磁敏感性，所以H谱应用最广泛。　　N-乙酰天门冬氨酸(NAA)NAA波谱位于2.00ppm处。NAA与神经元的成熟度有关，可认为是神经元细胞的标志物，NAA波峰的高低，表示其浓度的高低，当波峰降低时，提示神经元损伤。是神经细胞不可逆损伤的一个标志[8]。一旦出现过NAA的减低，复查时病变区的NAA波峰不会出现恢复表现[9]，如果初诊发现某一区域出现NAA波峰明显减低(NAA与cr之比<1)时，那么此病例复查其出现的后遗症会很重[10]。这与我们的研究是一致的。　　胆碱(Cho)Cho的波峰位于3.20ppm处，此波峰下面积是反映扫描体素内脑组织胆碱总量。在正常新生儿脑组织HMRS中，最高峰为Cho波峰，NAA波峰低于Cho波峰，1岁以后随着神经细胞髓鞘化的不断完善而发生逆转，会出现NAA峰高于Cho峰。在正常脑组织中Cho峰所代表的是磷酸甘油胆碱和磷酸胆碱两种主要成分，可占80%，它们是细胞膜的前体和/或降解产物，以游离体形式存在，而磷脂酞胆碱是以细胞膜上结合体形式存在，不能被HMRS检测出来，在HI患儿，由于缺血缺氧使细胞膜出现破坏分解，释放出大量游离的胆碱，在波普检查时出现Cho峰升高[11]。在HIE患者波普检查中，最高的胆碱峰常在脑白质内，Cho波峰升高的程度与脱髓鞘的严重程度是一致的，可见Cho波峰升高表示有活动性脱髓鞘。实验证实，缺血时给予乙酞胆碱醋酶抑制剂治疗并不能使Cho峰值降低，说明Cho浓度增加是由缺氧所致细胞膜破坏分解产生并不是由乙酞胆碱本身代谢所致[12]。　　乳酸(Lac)Lac波位于1.33ppm附近。正常情况下脑细胞以有氧代谢为主，脑组织内乳酸含量很低，在波普检查时乳酸峰很难测到，如果1.33ppm附近出现低平的乳酸峰波形，表明存在脑组织缺血缺氧。如果脑内乳酸水平持续不降，说明缺氧时间较长且较重，预后不良[13]。HIE患儿HMRs特征性的表现是在1.33ppm处出现双峰状的乳酸波。HIE患儿脑组织代谢中出现氧化磷酸化不足，使糖的无氧酵解增加，导致乳酸含量增高，同时局部血流灌注减少，使乳酸清除率降低，导致堆积。如果缺血缺氧时间段且较轻，乳酸积聚较少，发病后几周内乳酸含量可以逐渐恢复正常[14]。相反，如果乳酸大量堆积，超过某一临界值，就会产生酸中毒导致神经细胞的自身溶解发生不可逆性损伤，使患儿留有后遗症。　　肌酸+磷酸肌酸(Cr+PCr)Cr波包括肌酸与磷酸肌酸(Cr+PCr)，波峰位于3.00ppm附近。脑组织代谢产生的Cr+PCr的总量基本是恒定的。所以将Cr作为参照的波峰，得出其他代谢物质与Cr的相对比值，来判断HIE的程度[15]。　　综上所述，MRI能够为HIE的诊断和研究提供较全面的形态学及解剖学方面的信息，磁共振DWI能够早期发现脑细胞缺血缺氧，并且较为敏感，MRS能检测出脑内多种代谢物质水平，可以对代谢物进行定量研究[16]。望广大临床科研工作者，充分有效地利用此项检查技术，做出早期准确的诊断，评估预后。

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[收稿日期：2014-01-10　编校：王丽娜]