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编号:10269371
新生儿缺氧缺血性脑病MRI和1HMRS检查的临床意义
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1999年第2期
     作者:曾超美 李庆丰 刘方 郭静竹 蒲永林 关立夫

    单位:100044 北京医科大学附属人民医院儿科(曾超美、刘方、郭静竹),放射科(李庆丰、蒲永林);首都医科大学附属北京儿童医院放射科(关立夫)

    关键词:婴儿;新生;脑缺氧;脑缺血;磁共振成像;核磁共振

    中华儿科杂志990201 【摘要】 目的 研究新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)时脑形态学及代谢改变,并探讨其与临床的关系。方法 对21例HIE新生儿进行头颅MRI和 1 HMRS检查,并以7例无窒息史的新生儿作为对照。结果 MRI显示HIE患儿均存在不同程度的脑水肿,但脑水肿的范围轻度组与中、重度组无明显差异(P>0.05),而脑实质及基底节区出血发生率中、重度组高于轻度组(P<0.05)。1 HMRS显示缺氧早期总肌酸/乳酸(Lac/Cr)比值HIE组高于对照组(P<0.05),谷氨酸复合物α(Glx-α)/Cr比值中、重度组明显高于轻度组(P<0.01), 并且明确的Glx-α/Cr共振峰仅见于中、重度组HIE患儿。恢复期Lac/Cr及Glx-α/Cr比值明显下降。结论 MRI和MRS技术相结合可无创性地动态监测HIE患儿脑形态及代谢变化,对于新生儿HIE的临床诊断、疗效监测及预后评估有重要临床意义。
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    The clinical significance of MRI and 1 HMRS in newborn infants with hypoxic-ischemic encephalopathy ZENG Chaomei*, LI Qingfeng, LIU Fang, et al. * Department of Pediatrics, People′s Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100044

    【Abstract】 Objective To study the morphology and metabolic alterations in the brain of neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) and correlate those alterations with clinical manifestation. Methods MRI and 1 HMRS were performed in 21 neonates with HIE. Seven infants without evidence of birth asphyxia were studied as controls. b MRI showed that all neonates with HIE existed cerebral edema, but there was no significant difference in the areas of cerebral edema between mild group and moderate-severe group (P>0.05). The incidences of cerebral parenchymal hemorrhage and basal ganglia hemorrhage in moderate-severe group were significantly higher than those in mild group (P<0.05). 1 HMRS showed that in the early period of hypoxia Lac/Cr ratio was significantly higher in HIE group than that in control group (P<0.05). Glx-a/Cr ratio was significantly higher in moderate -severe group than that in mild group (P<0.01). An obvious peak from Glx-a could only be detected in moderate-severe group of HIE. In the convalescence of HIE Lac/Cr and Glx-a/Cr ratios significantly decreased. Conclusion MRI and MRS are useful tools for monitoring the brain morphology and metabolic changes noninvasively. They have the great clinical significance for the diagnosis, monitoring the treatment and evaluation of prognosis of the newborn infants with HIE.
, 百拇医药
    【Key words】 Infant, newborn Cerebral anoxia Cerebral ischemia Magnetic resonance imaging Nuclear magnetic resonance

    新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE)是新生儿期发病率较高又可导致死亡或致残的严重疾病,HIE的发生发展过程中涉及到多种因素的共同作用。本研究应用磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)和磁共振质子波谱(proton magnetic resonance spectroscopy, 1 HMRS)技术动态观察了21例HIE患儿脑形态学及脑内代谢产物的变化,并对其与临床的关系作了初步探讨。

    对象及方法

    一、对象
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    1.HIE组:1996年6月~1997年9月我院新生儿病房收治的HIE 患儿21例,男13例,女8例;平均胎龄38.4周(34~42周),平均出生体重2 898 g(1 650~4 050 g)。根据1989年济南会议制定的HIE诊断标准[1],本组患儿诊断为轻度HIE 10例,中度9例,重度2例。

    2.对照组:7例均为我院新生儿病房收治的脐炎和咽下综合征患儿,男5例,女2例;平均胎龄39.3周(37~41周),平均出生体重3 385 g(2 700~3 800 g)。其母孕期正常,患儿均无窒息史。

    二、方法

    头颅MRI及1 HMRS检查一般于患儿吃奶后自然睡眠状态下进行。不能入睡者给予10%水合氯醛50 mg/kg灌肠使其入睡。应用4500型MRI Oximeter 仪监测患儿脉搏和血氧饱和度,检查室内有供氧系统保障。HIE组首次检查平均日龄3.4±1.4(2~7)天,复查日龄为13.8±2.1(12~17)天。对照组检查平均日龄为3.1±0.7(2~4)天,对照组由于住院时间短,故均未复查。
, 百拇医药
    头颅MRI和1HMRS检查应用2.0 T场强的Gyres SGR超导磁共振成像-波谱仪。MRI参数:自旋回波(SE)序列,TR/TE=680/12 msec;快速自旋回波(FSE)序列,TR/TE=4400/96 msec,ETL=14。图像完成后所有患儿均在T1加权或T2加权轴位像上将感兴趣区定为跨中线,包括双侧底节区,层厚2.0 cm,面积3 cm×3 cm,总容量18 ml。在感兴趣区进行均匀抑水并选用点解析波谱(PRESS)序列采谱。1 HMRS主要参数:TR/TE=2000/135 msec,激励次数250次。最后测定各共振峰峰下面积,并以总肌酸(Cr)作为参照物,用各代谢产物的峰下面积之比作相对定量。

    三、统计学处理

    应用卡方检验、符号检验及秩和检验。

    结 果
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    入院后经临床观察HIE组发生惊厥7例,中枢性呼吸衰竭2例。2例重度HIE患儿分别于生后第2和第15天死亡,1例中度HIE患儿出院时四肢肌张力仍稍低下,其余患儿出院时临床症状均已缓解,体检正常。对照组患儿生后均无神经系统异常表现,痊愈出院。

    头颅MRI检查对照组7例均未见异常,HIE组患儿均存在不同程度异常(表1)。16例患儿生后2~3周进行了复查,1例重度患儿复查时脑水肿加重,基底节区出血增多伴脑室扩大,该患儿2天后死亡,其余患儿脑部异常均见好转。

    表1 不同程度HIE组头颅MRI主要异常比较 病情

    例数

    脑水肿叶数

    蛛网膜下腔出血

    脑实质出血
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    基底节区出血

    中位数

    范围

    例数

    率(%)

    例数

    率(%)

    例数

    率(%)

    轻度

    10

    3

    1~8
, 百拇医药
    5

    50.0

    1

    10.0

    0

    0

    中重度

    11

    6

    4~8

    6

    55

    7

    64
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    5

    46

    两组比较

    秩和检验t=90

    χ2=0.043

    χ2c=5.856*

    P=0.023*(精确法)

    * P<0.05

    HIE组和对照组所有受检患儿头颅1 HMRS中均可见到下列代谢产物的共振峰: N-乙酰天门冬氨酸(NAA,2.0 ppm)、Cr(cr+Pcr,3.0 ppm)、含胆碱复合物(Cho,3.2 ppm)。明确的乳酸(Lac,1.3 ppm)共振峰可在大多数HIE组和对照组患儿的1 HMRS中看到, HIE组出现率(14/21)与对照组(3/7)差异无显著意义(χ2=1.248, P>0.05)。1HMRS中明确的谷氨酸复合物-α(Glx-α,3.76 ppm)的共振峰仅可见于中度以上HIE患儿(10/11),对照组(1/7,χ2c=7.589,P<0.01)和HIE轻度组(1/10, χ2c=12.423,P<0.01),即使看到也与周围噪声区别不明显,而Glx-β+γ(2.11-2.31 ppm)共振峰在HIE组(15/21)和对照组(6/7)均较多见(χ2=0.571,P>0.05)。复查时除1例死亡外,其余Lac和Glx-α共振峰明显升高的患儿可看到较前一次降低。
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    HIE组首次1 HMRS检查时Glx-α/Cr比值中、重度组明显高于轻度组(秩和检验t=63.5, P<0.01)及对照组(秩和检验t=32,P<0.01),其余各代谢产物比值HIE轻度与中、重度组差异均无显著意义(秩和检验P均>0.05), 故合并与对照组比较(表2)。16例复查者,除1例死亡者Lac/Cr比值未下降外,15例的Lac/Cr及Glx-α/Cr比值均较前一次明显下降,NAA/Cr比值较前一次升高,其余代谢产物比值无显著性改变(表3)。

    表2 HIE与对照组首次1 HMRS检查各代谢产物比较(中位数及范围) 组别

    例数

    Glx-α/Cr

    NAA/Cr

    Cho/Cr
, 百拇医药
    Lac/Cr

    Glx-β+γ/Cr

    对照组

    7

    0(0~0.12)

    1.00(0.73~1.20)

    1.50(0.91~2.50)

    0(0~0.33)

    0.33(0~0.40)

    HIE组

    (21)

    0.14(0~2.80)
, 百拇医药
    1.00(0.50~3.00)

    1.71(1.00~5.00)

    0.25(0~3.00)

    0.21(0~3.00)

    轻度

    10

    0(0~0.33)

    1.00(0.94~3.00)

    1.71(1.00~4.00)

    0.23(0~1.00)

    0(0~0.50)
, 百拇医药
    中重度

    11

    0.38(0~2.80)

    1.00(0.50~1.60)

    1.71(1.17~5.00)

    0.25(0~3.00)

    0.31(0~3.00)

    对照组与HIE

    组秩和检验t值

    68.0

    100.5

    82.0
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    61.5*

    114.0

    * P<0.05

    表3 各代谢产物比值在16例HIE患儿1 HMRS

    首次检查与复查对比(中位数及范围) 代谢产物

    首次检查

    复查

    符号检验χ2

    Glx-α/Cr

    0.185(0~2.8)

, 百拇医药     0 (0~1)

    7.11**

    NAA/Cr

    1.000(0.5~3.0)

    1.155(0.67~2.5)

    4.27*

    Cho/Cr

    1.815(1.0~4.0)

    1.850(1.14~3.5)

    0

    Lac/Cr
, 百拇医药
    0.250(0~1.0)

    0.060(0~0.5)

    7.69**

    Glx~β+γ/Cr

    0.195(0~3.0)

    0.150(0~1.5)

    1.79

    * P<0.01,** P<0.05

    讨 论

    20年来磁共振检查技术发展迅速,以临床观点认为它在显示颅脑形态学分辨率方面达到了很高水平,在显示基底节区出血、局灶性脑实质出血及脑室周围白质软化等方面优于头颅CT及B超[2]。本组21例HIE患儿头颅MRI结果显示,脑水肿范围轻度组与中、重度组差异无显著意义(P>0.05),而脑实质及基底节区出血发生率中、重度组明显高于轻度组(P<0.05)。以往认为蛛网膜下腔出血常发生于中度以上的HIE 患儿,而在本研究中HIE轻度组与中、重度组差异无显著意义(P>0.05)。本研究结果表明,脑实质及基底节区出血为HIE 脑损伤程度严重的表现。
, 百拇医药
    许多神经系统疾病直接或间接地与细胞代谢异常有关,目前只有MRS可以无创性地检测活体内代谢产物的改变。在测定脑代谢方面Lac是一个重要的指标,Lac水平增加已被证实为脑缺氧缺血的标志。HIE患儿脑内Lac水平增加一方面是由于缺氧缺血时无氧酵解增加,另一方面缺氧缺血所致的损伤导致能量代谢的氧化磷酸化异常,使Lac的利用率降低[3,4]。从本研究结果可以看出,缺氧早期Lac/Cr比值HIE组高于对照组(P<0.05),恢复期其比值明显下降(P<0.01), 1例复查时未下降者MRI亦显示脑水肿及基底节区出血加重并伴脑室扩大,两天后死亡。本结果证实脑内Lac水平的明显增高为脑组织缺氧缺血的表现,而脑内Lac水平持续不降可能预示预后不佳。这为评价新生儿HIE的脑损伤程度、临床治疗效果及预后提供了客观依据。本研究中明确的Lac共振峰出现率HIE组与对照组差异无显著意义(P>0.05),一方面可能由于对照组标本数量少而抽样误差大所造成;同时也说明利用1 HMRS检查HIE患儿时,发现Lac/Cr比值升高;并动态观察其变化比发现Lac共振峰更有意义。本研究所观察到的Lac/Cr比值升高不如Hanrahan等[3]报告的明显,并且中、重度组与轻度组Lac/Cr比值未发现显著性差异,我们认为这与1 HMRS检查时间有关, Hanrahan等所检查的新生儿均在窒息后18小时内,而本组1HMRS检查在生后2~7天(平均3.4±1.4天),并且均经过积极治疗,所以脑内乳酸水平的增高不如缺氧急性期所见明显。
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    脑正常功能的维持依赖于兴奋性和抑制性氨基酸的动态平衡。谷氨酸是脑内最主要的兴奋性氨基酸,HIE时突触前神经元释放大量的谷氨酸,同时其回摄受阻,突触间隙谷氨酸浓度增加可达正常的数倍至数10倍[5],上述平衡即被打破。至今为止,有关HIE时脑内兴奋性氨基酸的研究多限于动物实验或有创性的脑脊液检查。本研究应用1 HMRS首次无创性动态观察了新生儿HIE时脑内Glx-α共振峰及Glx-α/Cr比值的变化,观察到生后2~7天脑内明确的Glx-α共振峰仅见于HIE中、重度组患儿,并且Glx-α/Cr比值HIE中、重度组明显高于轻度组,结合本研究MRI所见,中、重度组较轻度组脑实质及基底节区出血发生率明显增加,进一步证明了兴奋性神经递质谷氨酸在HIE发病机制中所起的作用。由于HIE脑损伤的病理过程在窒息后一段时间内仍可继续,且中、重度HIE患儿可遗留神经系统后遗症。因此,本研究为今后临床应用谷氨酸受体阻滞剂减少新生儿HIE脑组织的进一步损伤并改善预后提供了客观依据。

    本研究结果表明,头颅MRI和MRS技术相结合,可无创性地动态观察HIE患儿脑形态及代谢变化,在探讨HIE的发病机制、指导临床诊断、监测治疗效果及判断预后等方面,有着其它检查手段不可比拟的优势。
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    参考文献

    1 韩玉昆,虞人杰,卜定方,等.新生儿缺氧缺血性脑病临床诊断依据和分度.中华儿科杂志,1990,28:31-32.

    2 Keeney SE, Adcock EW, McArdle CB. Prospective observations of 100 high-risk neonates by high-field (1.5 tesla) magnetic resonance imaging of the central nervous system II. lesions associated with hypoxic-ischemic encephalopathy. Pediatrics, 1991, 87:431-438.

    3 Hanrahan JD, Sargentoni J, Azzopardi D, et al. Cerebral metabolism within 18 hours of birth asphyxia: a proton megnetic resonance spectroscopy study. Pediatr Res, 1996, 39:584-590.
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    4 Groenendaal F, Veenhoven RH, Van der Grond J, et al. Cerebral lactate and N-acetyl-aspartate/choline ratios in asphyxiated full-term neonates demonstrated in vivo using proton megnetic resonance spectroscopy. Pediatr Res. 1994,35:148-151.

    5 Shimada N, Graf R, Rosner G, et al. Ischemia-induced accumulation of extracellular amino acids in cerebral cortex, white matter, and cerebrospinal fluid, J Neurochem. 1993, 60:66-71.

    (收稿:1997-12-18 修回:1998-07-23), 百拇医药