3T氢质子磁共振波谱成像对新生儿缺血缺氧性脑损伤的临床应用研究

摘要

目的: 1.通过对一组健康新生儿常规MRI（T1WI、T2WI）检查与2D-1H MRS分析，探讨健康新生儿的波谱成像方法。 2.通过对该组健康新生儿做常规MRI（T1WI、T2WI）检查与2D-1H MRS分析，探讨健康新生儿的波谱表现。 3.通过对一组临床确诊为新生儿缺氧缺血性脑损伤的患儿进行常规MRI及2D-1HMRS的检查，探讨足月、早产新生儿缺氧缺血性脑损伤的影像、波谱表现。 4.通过对该组临床确诊为新生儿缺氧缺血性脑损伤的患儿进行临床贝利评分随访，总结常规MRI、2D-1H MRS检查结果对新生儿缺氧缺血性脑损伤的愈后判断研究。 材料与方法: 1、研究对象: 健康新生儿来源; 新生儿HIBD的来源; 预后患儿来源。 2、设备与参数设置: 2.1 设备：磁共振扫描仪、线圈、支架、图形工作站、图像存储与传输。 2.2、扫描参数设置：常规MRI扫描、磁共振波谱扫描。 3、婴儿麻醉： 3.1 药品。 3.1.1 苯巴比妥钠注射液（Sodium Phenobarbital Injection）。 用法用量：麻醉前给药术前0.5～1小时肌内注射100～200mg。儿童用药：肌内注射：抗惊厥，按体重一次3～5mg/kg。规格：1ml：0.1g；安瓿1ml×10支 3.1.2 水合氯醛（Chloral Hydrate）备用，以防止婴儿检查中苏醒。 用法与用量：小儿常用量：催眠，一次按体重50mg/kg或按体表面积1.5g/㎡，睡前服用，一次最大限量为1g；也可按体重16.7mg/kg或按体表面积500mg/㎡，每日3次。镇静，一次按体重8mg/kg或按体表面积250mg/㎡，最大限量为500mg，每日3次，饭后服用。灌肠，每次按体重25mg/kg。极量每次为1g。 4、感兴趣区（Region of interest，ROI）的选择: 矢旁血供分布：三支脑动脉（大脑前动脉ACA、大脑中动脉MCA、大脑后动脉PCA）分布区红色区域为分水岭区灌注不足时容易发生脑缺血；所以选择此处为主要感兴趣区。 5、统计学处理: 将测得数据按婴儿胎龄及ROI采集位置归类输入SPSS13.0统计软件包后，分别计算出基底节区域各代谢物比值的平均值，用均数±标准差（±SD）形式表示。各个代谢物Cho、Cr、NAA、Cr+Cho、Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cr/NAA、MI、Lip、Lac值，以均数±标准差（x±SD）的形式表示。（1）比较基底节区左右各代谢物比值有无统计学差异；（2）比较基底节区左右之间各代谢物比值有无统计学差异；经检验，各组数据均符合正态分布。HIBD患儿分组后：轻中、重度分别与MRS结果对照，采用LSD多重循环两两比较。贝利评分按原始分分4组后分别与MRS各结果对照，比较采用配对t检验。左右感兴趣之间的比较采用独立样本t检验。检验水准a值取0.05。 结论： 1.正常新生儿MRS检查方法： 波谱扫描：常规线圈扫描T1WI、T2WI、T2FLAIR图像；采用头颅专用单通道正交线圈，二维多体素（2D-multi-voxel）点分辨波谱（PRESS）成像序列，TR/TE：1000ms/144ms，频率编码设定为16，频率编码方向A/P，体素厚度（voxel thickness）10mm，层间距20mm，NEX 1，FOV 18mm×18mm。于T1WI或T2WI平扫的纯轴位上进行波谱定位，波谱扫描野（VOI）大小根据病变情况而定，应包括婴儿双侧基底节区及半卵圆中心区域，避免包括颅骨、头皮脂肪、含气窦腔等影响波谱成像质量的组织。定位完毕后先行预扫描，显示自动匀场达到半高线宽（FWHM）98%以上方开始正式进行波谱扫描，扫描时间大约5分钟。 图像后处理：采用GE公司3.0T磁共振随机配置的分析软件包“FuncTool”自动对波谱扫描获得的化学频率图进行基线校正、频率翻转、回顾性体素转移等后处理后，在后处理工作站上可同时获得四种图形，即化学位移图（ChemicalShift Image，CSI）、波谱图（Spectrum，SI）、代谢图（Metabolic Images，MI）以及代谢与解剖图之叠加图（AI+MI，简称“代-解图”）。本设备预先设定的一个体素大小为机器推荐值31.6mm。于“代谢-解剖叠加图（AI+MI）”上放置两个感兴趣区（ROI），分别位于基底节区域（ROI-1）、半卵圆中心区域（ROI-2），后处理软件自动获得VOI内所有体素的位置、数量及各个体素内的波谱信息。在后处理时，根据选择的范围情况在“代-解图”上设定1-4个体素整合而成的方框作为感兴趣区（ROI）大小，感兴趣区大小一般由1-4个体素组成。在“代-解”图上观察各代谢物的浓度分布，在相应波谱图（SI）上观察各感兴趣区的波峰表现。同时，图形分析软件自动识别并计算各代谢物峰下面积代表其浓度，并自动计算各代谢物间的相对比值。在“代-解图”上观察各代谢物的伪彩浓度分布，在各ROI对应波谱图（Spectrum，SI）上观察代谢物的波峰高低情况，横轴代表各代谢物的化学位移位置，单位以ppm表示（ppm位置如表1所示），纵轴代表各代谢物的波峰情况。同时，图形工作站及有关分析软件自动识别并计算相应ROI内的N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸（Lac）和脂质（Lip）等代谢物的峰下面积，所得数值代表各物质的浓度，并自动计算出各代谢物之间的相对比值。本研究中所有病人的MR及MRS资料诊断时经三名有经验的影像科医生共同进行阅片、图像后处理及数据测量，记录各ROI的Cho、Cr、NAA、Cr+Cho、Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cr/NAA、MI、Lip、Lac代谢物值和相对比值，同时记录Lip峰或Lac峰在各组内分别出现的例数。 2.正常新生儿MRS表现： 5例正常新生儿均可以显示NAA、Cr、Ch、波峰高耸，MI峰略低，LAC、LIP峰低平或者测不出，波峰由高到低的顺序是Ch、NAA、Cr、MI、LAC、LIP；值为Cr+Cho：19551.33±4210、Cho/Cr：1.17±0.52、Cho/NAA：1.47±0.22、NAA/Cho：1.61±0.19、NAA/Cr：1.73±0.45、Cr/NAA：1.0135±0.24。 准确测量体内代谢物对治疗效果及其他目的的分析研究起很重要作用。所测得的代谢物值和真实代谢物值还是有差别的；不能代表实际值。比如乳酸易受脂类分子及巨分子的影响而比实际值要高，肌醇则由于在体内本身含量很低难于测量或比实际值要小，用PRESS序列不能有效区分N-乙酰基及别的含N-乙酰基基团的氨基酸，所以活体MRS能测量的N-乙酰天冬氨酸值明显高于高效液相色谱测量的N-乙酰天冬氨酸值。 MRS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变化。也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发展过程中，代谢改变往往早于形态学改变，因此充分认识MRS所能提供的代谢信息可以充分有助于疾病的早期诊断。 MRS在新生儿HIBD中的表现： 在MRS与HIBD研究中：所测量的各个指标中，经过统计分析可以明确的看到：Cho、MI、Lip、Lac、Cr+Cho、Cho/Cr、Cho/NAA、Cr/NAA这几个指标都是随着HIBD的加重而上升的；另外NAA、NAA/Cho、NAA/Cr与HIBD成负相关；Cr在统计学中P>0.01；认为统计学意义不大，其值一直变化不大，看做是MRS的参照波；另外胎龄的大小在本次研究中我们认为与HIBD的关系不大； 对新生儿HIBD的评价MRI具有许多其它检查方法无可比拟的优越性，能更准确地反映脑内病变的部位、范围、性质及与周围结构的关系，MRS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。 磁共振MRS技术可以预测HIBD患儿的预后，并且通过此次对比评估，发现MRS的代谢物值可以很直接的反应患儿预后，在此基础上应用适合的医疗干预，HIBD评分反映的值与MRS基本一致； MRS与贝利评分对照研究表明： Lac的升高说明脑内乳酸的升高，在本次研究中表明：Lac峰越高的在愈后越差，其次NAA、Cr+Cho、Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cr/NAA都可以评价预后，但是以NAA、Lac、NAA／Cho、NAA/Cr相关性最大； 随着磁共振MRS检查的普及，BSID和MRS技术可广泛推广，从而尽早筛查出HIBD病人，解决其早期诊断的问题。并为新生儿认知、运动障碍监测和治疗干预的疗效观察提供手段，推动HIBD治疗及各项研究的深入，最终提高部分人群的生活质量。 但是多种影像技术（DWI、PWI）的联合应用将更深入地揭示新生儿HIBD脑损伤的影像学病理基础，能早期准确的诊断病变及病情严重程度并准确判断评估预后，寻求出最佳的康复治疗方案具有重要的临床价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:缩略语中英文对照表

声明

前言

第一章 2D-1H MRS对健康新生儿的检查方法与波谱分析

一、研究目的

二、材料与方法

三、结果

四、讨论

小结

参考文献

第二章 2D-1H MRS对新生儿HIBD的波谱分析

一、研究目的

二、材料与方法

三、结果

讨论

小结

参考文献

第三章 新生儿HIBD的2D-1H MRS分析与临床贝利婴幼儿发展量表的对照研究

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

不足与展望

综述 磁共振波谱在新生儿缺血缺氧性脑损伤中的应用

附件:贝利婴幼儿发育量表(中国城市修订版)测验记录表

在读期间发表论文

致谢

医学论文统计学证明