磁共振成像在儿童脑性瘫痪诊断中的价值

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脑性瘫痪(脑瘫)是指出生前到生后1个月内各种原因引起的脑损伤或发育缺陷所致的运动障碍及姿势异常[1∶,是儿童最常见的脑功能伤残综合征。各种致病因素可导致发育中的脑组织产生不同的病理改变,磁共振成像技术是目前诊断脑组织损伤的首选方法之一,特别是磁共振扩散张量成像(DTI)及纤维束示踪成像(FT)可完整显示神经纤维束的分布和走行,能直观地显示患儿白质纤维束受损情况,对指导临床下一步的合理治疗具有重要意义[2-3]。笔者通过回顾性分析绣例脑性瘫痪患儿的磁共振常规扫描、DTI及FT资料,旨在评价磁共振成像在脑组织损伤中的应用价值.

1资料与方法

1.1一般资料 选择我院2011年11月至2012年10月弱例临床确诊为脑瘫的患儿,回顾其磁共振检查的影像资料。伯例脑瘫患儿,男性28例,女性18例,年龄4~14岁,平均8.5岁。

1.2检查方法采用GE HDⅩ3.0T超导型MR仪,8通道头颈联合神经血管专用线圈。首先行颅脑常规MRI检查:T1WI、”WI、FLAIR扫描。DTI检查采用单次激发平面回波(EPI)序列,参数为TR6~sO0ms,TE1ms,b值200s//mm2,扫描层厚5mm,无间隔,F0Ⅴz cm×以cm,并测量兴趣区FA值及观察受损部位神经纤维束的变化。

1.3图像分析使用AW4.3工作站中Fund。o12软件进行DTI原始数据处理,生成部分各向异性图(FA图),首先,在”WI图像上用种子法标记感兴趣区(R0I),在ADC和FA图像上的同一位置可以自动显示该兴趣区,重建的三维神经纤维束通过平面图像得以显示。所测量的兴趣区纤维束包括:脑干皮质脊髓束,内囊前肢,内囊后肢,内囊膝,放射冠,胼胝体膝部,胼胝体压部,扣带回,弓状束。DTItudio软件处理得到三维彩色编码张量图,图中蓝色代表上下走行方向神经纤维束,红色代表左右方向走行,绿色代表前后方向走行。MR常规扫描图像、FA图及三维彩色编码张量图由2位高年资放射科医师综合分析。重点观察:①受损纤维束形态、走行方向;②神经纤维束数量、有无偏移和缺失;③FA值的大小;④T1WI、WI及FLAIR异常信号情况。

1.4统计方法应用SPSS11.0统计分析软件包,脑瘫组和对照组之间的FA值比较采用配对莎检验,以P<0.O5为差异有统计学意义。

2结果

39例磁共振表现异常中,脑室周围白质软化23例,弥漫性脑白质发育不良16例,其中伴有胼胝体萎缩3例,脑裂畸形2例、脑萎缩5例。常规颅脑磁共振扫描显示为两侧脑室扩大及脑室周围珂片状长Tl长”信号,DTI/FT兴趣区显示白质纤维束不同程度损伤,可见神经束局部或弥漫稀疏、缺失及走行方向异常,FA值明显降低。7例常规颅脑磁共振扫描未见异常者,兴趣区纤维束变化不明显,但各向异性FA值轻度降低。详见表1、图I~9。

3讨论

近年来,随着磁共振设各的普及磁共振功能成像广泛应用,国内外学者应用MRI技术对脑瘫患儿开展了深人的影像学研究[4-6],特别是DTI/FT等磁共振功能成像,可发现常规颅脑磁共振扫描阴性患儿白质纤维束的损伤情况。小儿脑白质纤维髓鞘化发育是脑组织成熟的重要标志,DTI是在扩散加权成像(DWI)基础上发展起来的新技术,是在分子水平上研究组织中水分子随机运动的一种无创性的磁共振功能成像。DTI能够测量到水分子在三维空间扩散的方向和程度,描述组织的各项异性特点,精确地研究脑白质纤维走行方向。部分各向异性(FA)是弥散各向异性与整个弥散的比值,FA的取值范围是0~1,0表示最大各向同性。脑组织神经冲动的传导通过脑白质纤维束来实现,而脑白质纤维束具有显著的各向异性特征,即水分子沿着纤维束方向扩散时,阻力较小,但穿越纤维时阻力较大,FA值减低。测量FA值是判断脑白质成熟的重要指标,FA值随髓鞘化进展而升高。FT观察白质纤维束路径,比普通MRI反映脑的髓鞘化更为敏感。DTI/FT可精确研究脑白质纤维走向并能显示脑白质结构的细微变化。DTI技术能够成功显示神经纤维的传导通路,在FT图上,可观察到来自不同灰质区域的纤维束。一旦异常情况破坏了轴索纤维正常发育,则出现神经纤维束数量稀疏,走向绕行、交叉及中断等现象,其结果可通过各项异性FA值体现。脑白质功能损伤越严重,神经纤维束传导越不通畅,FA值越小[67]。本研究发现放射冠、胼胝体膝部、胼胝体压部、扣带回等纤维束排列紧密和髓鞘化程度较高的部位均有神经束局部或弥漫稀疏、缺失及走行方向异常及FA值降低。其中,7例MRI平扫未见明显异常者,FA值也有不同程度减低。说明FA值对轻度隐蔽性损伤更为敏感。人类的视觉、听觉、运动、语言等中枢在大脑半球都有各自的功能定位,而儿童脑瘫也有不同的临床表现。弓状纤维束是联系B20ca区和We血t·ke区的重要联络纤维,该纤维的破坏可能与一些患儿出现失语有关。内侧丘系和皮质脊髓束作为锥体束的一部分,脑瘫患儿运动功能障碍与其损伤有关。脑瘫患儿皮质脊髓束内囊后肢的FA值明显减低,提示水分子在运动传导通路的弥散受限。放射冠是指由内囊到大脑皮层间放射状白质纤维,放射冠作为视觉传导通路的毗邻结构,受累可能与某些患儿视觉障碍有关[:]。脑瘫患儿继发性脑白质容量减少,脑室扩大,室壁不规则,胼胝体萎缩。因胼胝体主要连接运动中枢、运动性语言中枢及参与共济运动,故胼胝体受损会出现大脑半球失连接症状[9]。

所以,针对不同症状的儿,进行磁共振DTI成像时,应密切结合患儿的临床表现,有目的地在相应部位进行纤维束追踪并测量FA值,从而提高检查的阳性率。本研究结果和文献报道基本一致,但由于样本量较少,白质纤维束损伤与临床表现之间的确切联系尚需进一步证实。DTI是一种无创并能定量评价脑白质纤维束发育的磁共振技术,对脑白质损伤部位的发现比常规MRI敏感。虽然在成像方法和图像分析上尚有许多需要改进和完善的地方,但迄今为止仍是研究脑白质纤维最有价值的方法,尤其是常规颅脑MRI显示为正常的脑瘫患儿,进行DTI检查是非常必要的[1O-11]。随着MRI设各硬件和软件的不断完善,预计未来磁共振成像,尤其是DTI/m功能成像一定会有更加广阔的应用前景。

脑性瘫痪(脑瘫)是指出生前到生后1个月内各种原因引起的脑损伤或发育缺陷所致的运动障碍及姿势异常[1∶,是儿童最常见的脑功能伤残综合征。各种致病因素可导致发育中的脑组织产生不同的病理改变,磁共振成像技术是目前诊断脑组织损伤的首选方法之一,特别是磁共振扩散张量成像(DTI)及纤维束示踪成像(FT)可完整显示神经纤维束的分布和走行,能直观地显示患儿白质纤维束受损情况,对指导临床下一步的合理治疗具有重要意义[2-3]。笔者通过回顾性分析绣例脑性瘫痪患儿的磁共振常规扫描、DTI及FT资料,旨在评价磁共振成像在脑组织损伤中的应用价值.

1资料与方法

1.1一般资料 选择我院2011年11月至2012年10月弱例临床确诊为脑瘫的患儿,回顾其磁共振检查的影像资料。伯例脑瘫患儿,男性28例,女性18例,年龄4~14岁,平均8.5岁。

1.2检查方法采用GE HDⅩ3.0T超导型MR仪,8通道头颈联合神经血管专用线圈。首先行颅脑常规MRI检查:T1WI、”WI、FLAIR扫描。DTI检查采用单次激发平面回波(EPI)序列,参数为TR6~sO0ms,TE1ms,b值200s//mm2,扫描层厚5mm,无间隔,F0Ⅴz cm×以cm,并测量兴趣区FA值及观察受损部位神经纤维束的变化。

1.3图像分析使用AW4.3工作站中Fund。o12软件进行DTI原始数据处理,生成部分各向异性图(FA图),首先,在”WI图像上用种子法标记感兴趣区(R0I),在ADC和FA图像上的同一位置可以自动显示该兴趣区,重建的三维神经纤维束通过平面图像得以显示。所测量的兴趣区纤维束包括:脑干皮质脊髓束,内囊前肢,内囊后肢,内囊膝,放射冠,胼胝体膝部,胼胝体压部,扣带回,弓状束。DTItudio软件处理得到三维彩色编码张量图,图中蓝色代表上下走行方向神经纤维束,红色代表左右方向走行,绿色代表前后方向走行。MR常规扫描图像、FA图及三维彩色编码张量图由2位高年资放射科医师综合分析。重点观察:①受损纤维束形态、走行方向;②神经纤维束数量、有无偏移和缺失;③FA值的大小;④T1WI、WI及FLAIR异常信号情况。

1.4统计方法应用SPSS11.0统计分析软件包,脑瘫组和对照组之间的FA值比较采用配对莎检验,以P<0.O5为差异有统计学意义。

2结果

39例磁共振表现异常中,脑室周围白质软化23例,弥漫性脑白质发育不良16例,其中伴有胼胝体萎缩3例,脑裂畸形2例、脑萎缩5例。常规颅脑磁共振扫描显示为两侧脑室扩大及脑室周围珂片状长Tl长”信号,DTI/FT兴趣区显示白质纤维束不同程度损伤,可见神经束局部或弥漫稀疏、缺失及走行方向异常,FA值明显降低。7例常规颅脑磁共振扫描未见异常者,兴趣区纤维束变化不明显,但各向异性FA值轻度降低。详见表1、图I~9。

3讨论

近年来,随着磁共振设各的普及磁共振功能成像广泛应用,国内外学者应用MRI技术对脑瘫患儿开展了深人的影像学研究[4-6],特别是DTI/FT等磁共振功能成像,可发现常规颅脑磁共振扫描阴性患儿白质纤维束的损伤情况。小儿脑白质纤维髓鞘化发育是脑组织成熟的重要标志,DTI是在扩散加权成像(DWI)基础上发展起来的新技术,是在分子水平上研究组织中水分子随机运动的一种无创性的磁共振功能成像。DTI能够测量到水分子在三维空间扩散的方向和程度,描述组织的各项异性特点,精确地研究脑白质纤维走行方向。部分各向异性(FA)是弥散各向异性与整个弥散的比值,FA的取值范围是0~1,0表示最大各向同性。脑组织神经冲动的传导通过脑白质纤维束来实现,而脑白质纤维束具有显著的各向异性特征,即水分子沿着纤维束方向扩散时,阻力较小,但穿越纤维时阻力较大,FA值减低。测量FA值是判断脑白质成熟的重要指标,FA值随髓鞘化进展而升高。FT观察白质纤维束路径,比普通MRI反映脑的髓鞘化更为敏感。DTI/FT可精确研究脑白质纤维走向并能显示脑白质结构的细微变化。DTI技术能够成功显示神经纤维的传导通路,在FT图上,可观察到来自不同灰质区域的纤维束。一旦异常情况破坏了轴索纤维正常发育,则出现神经纤维束数量稀疏,走向绕行、交叉及中断等现象,其结果可通过各项异性FA值体现。脑白质功能损伤越严重,神经纤维束传导越不通畅,FA值越小[67]。本研究发现放射冠、胼胝体膝部、胼胝体压部、扣带回等纤维束排列紧密和髓鞘化程度较高的部位均有神经束局部或弥漫稀疏、缺失及走行方向异常及FA值降低。其中,7例MRI平扫未见明显异常者,FA值也有不同程度减低。说明FA值对轻度隐蔽性损伤更为敏感。人类的视觉、听觉、运动、语言等中枢在大脑半球都有各自的功能定位,而儿童脑瘫也有不同的临床表现。弓状纤维束是联系B20ca区和We血t·ke区的重要联络纤维,该纤维的破坏可能与一些患儿出现失语有关。内侧丘系和皮质脊髓束作为锥体束的一部分,脑瘫患儿运动功能障碍与其损伤有关。脑瘫患儿皮质脊髓束内囊后肢的FA值明显减低,提示水分子在运动传导通路的弥散受限。放射冠是指由内囊到大脑皮层间放射状白质纤维,放射冠作为视觉传导通路的毗邻结构,受累可能与某些患儿视觉障碍有关[:]。脑瘫患儿继发性脑白质容量减少,脑室扩大,室壁不规则,胼胝体萎缩。因胼胝体主要连接运动中枢、运动性语言中枢及参与共济运动,故胼胝体受损会出现大脑半球失连接症状[9]。

所以,针对不同症状的儿,进行磁共振DTI成像时,应密切结合患儿的临床表现,有目的地在相应部位进行纤维束追踪并测量FA值,从而提高检查的阳性率。本研究结果和文献报道基本一致,但由于样本量较少,白质纤维束损伤与临床表现之间的确切联系尚需进一步证实。DTI是一种无创并能定量评价脑白质纤维束发育的磁共振技术,对脑白质损伤部位的发现比常规MRI敏感。虽然在成像方法和图像分析上尚有许多需要改进和完善的地方,但迄今为止仍是研究脑白质纤维最有价值的方法,尤其是常规颅脑MRI显示为正常的脑瘫患儿,进行DTI检查是非常必要的[1O-11]。随着MRI设各硬件和软件的不断完善,预计未来磁共振成像,尤其是DTI/m功能成像一定会有更加广阔的应用前景。