學齡前兒童高熱驚厥胼胝體彌散張量成像研究

李金成，蘇曉艷，金美善，吳巍

高熱驚厥是兒童常見的急癥之一，絕大多數患兒表現為無征兆高熱合并不自主抽搐，學齡前兒童多見。如控制不及時可引起組織、器官缺氧缺血，最終導致嚴重后果[1-2]。有研究表明驚厥后幼鼠腦內存在神經元凋亡壞死、膠質增生、突觸重塑、苔蘚纖維芽生等不同變化[3]。而胼胝體作為有髓神經纖維的重要組成部分，是否高熱驚厥后存在病理反應，目前尚不清楚。隨著影像學技術的不斷發展，對于高熱驚厥研究報道越來越多，也越來越深入。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種特殊的MRI功能成像技術，越來越多的應用于人體的各部位檢查[4-9]。其中各向異性分數(fractional anisotropy，FA)與表面擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)是DTI主要參數。其定義為水分子的擴散各向異性成分占整個彌散張量的比例，反映的是彌散方向[10]。DTI廣泛應用于神經系統疾病的診斷中，Flores等[11]把DTI應用到腦干海綿狀血管瘤術前診斷中，引起了很大反響。本研究利用DTI對學齡前兒童高熱驚厥患者的腦部胼胝體進行檢測分析，觀察胼胝體各部微觀結構變化，分析DTI對高熱驚厥患兒上述變化的相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年6月至2019年1月在我院行DTI檢查病例180例，因高熱驚厥抽搐患兒90例設為觀察組，因頭痛等非高熱及無神經系統感染陽性體征患兒90例設為對照組?；純旱哪挲g范圍為3～6歲。觀察組中男47例，女43例；平均年齡(4.0±1.8)歲。對照組中男53例，女37例；平均年齡(4.0±1.9)歲。兩組患兒在性別、年齡方面比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 檢查方法 MR檢查前15～30 min，按50 mg/kg給予患兒10%水合氯醛肛門灌腸鎮靜。檢查時給患兒佩戴耳罩或耳塞減小聲音干擾。頭部兩側薄海綿擠壓固定，在安靜狀態下進行掃描。采用荷蘭Philips1.5T超導型MRI掃描機，頭顱正交線圈完成MRI掃描像。所有受試者圖像采集如下，以胼胝體前后聯合連線(AC-PC線)為基準，TR=7.5 ms，TE=3.5 ms，矩陣matrix=240×240，激勵次數NSA=1，FOV=24 cm×24 cm，DTI圖像采集：采用單次激發雙自旋回波EPI序列：TR=10 324 ms，TE=70 ms，矩陣=128×128，激勵次數NSA=2，FOV=24 cm×24 cm，層厚=2 mm，間隔=2 mm，EPI factor=59。感興趣區白質纖維束重建：應用Philips公司自帶Fiber Trak工具包，調整控制FA閾值、角度閾值及步長等，最后定義最大FA值=0.15，最大角度閾值=27°，最大長度=10 mm，對胼胝體多個感興趣區(ROI)的神經纖維束追蹤并重建。

1.3 DTI數據處理 提取所有研究對象DICOM格式DTI原始數據，獲得FA圖與ADC圖。手工勾畫正中矢狀面上胼胝體的輪廓，并根據Witelson范式分割為5個亞區同時作為感興趣區，提取FA值及ADC值。

1.4 圖像與數據處理 所得圖像由2名放射科副主任醫師應用雙盲法進行觀察、分析。采用手動繪制確保感興趣區的準確性。重建后記錄各例胼胝體各部的FA值與ADC值。

2 結果

兩組不同部位FA值和ADC值比較見表1。

表1 兩組不同部位FA值和ADC值比較

注：與對照組比較，at=2.861，2.017，3.197，2.389，2.281，P<0.05。

表1結果表明，觀察組胼胝體各部FA均較對照組明顯減低，ADC值均較對照組明顯增加，觀察組胼胝體前1/3部及前體部、壓部FA值低于對照組，觀察組胼胝體前1/3部及壓部ADC值高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。

3 討論

DTI是現今唯一一種無創性觀察活體腦組織微結構的磁共振成像技術，它可對腦白質進行定量測量，彌補了常規磁共振成像的不足[12]。尤其DTI在觀察腦白質的走行方向及微結構的完整性方面具有明顯優勢，被認為是評價各種神經系統疾病中腦白質變化的最有用的工具[13]。在人體中樞神經系統中，受不同組織的影響，水分子在不同方向上的擴散能力也不相同，即各向異性。FA值是一種用于定量分析腦白質纖維各向異性的主要參數。它是擴散各向異性與整個擴散的比值，范圍為0～l。當FA值越接近l，越表明擴散趨于各向異性，提示纖維束的細胞膜、髓鞘、軸索完整性好；當FA值越接近0，越表明擴散趨于各向同性，即說明水分子擴散在各個方向上所受到的限制趨于一致，提示神經纖維束受到破壞或者發育不成熟。因此FA值是腦白質成熟的一個獨特的指標。

本實驗研究的年齡范圍是學齡前兒童，此期患兒的中樞神經系統因為高熱長時間處于過度興奮狀態，各種環境刺激使腦細胞的敏感度增加，驚厥閾值下降；與此同時神經元耗氧量、糖代謝量都增高，使腦細胞功能發生紊亂，導致腦組織異常放電而引起驚厥[14]。如圖1、2、3，核磁DTI掃描能從不同角度清晰顯示胼胝體各段解剖形態并提供FA值圖。本研究結果顯示，胼胝體神經纖維束結構存在完整性的損害，提示很可能是高熱驚厥引起連合纖維完整性的改變。本研究結果還顯示，胼胝體各部均受到損害說明其神經纖維微細結構受損的部位比較廣泛。

圖1 橫斷面顯示胼胝體壓部及膝部解剖形態

圖2 橫斷面顯示胼胝體壓部及膝部FA圖

圖3 大腦矢狀面經胼胝體壓部層面的FA圖

本研究發現學齡前高熱驚厥的患兒腦部胼胝體各部FA值均較對照組減低，胼胝體前1/3部及前體部、壓部FA值改變具有統計學意義。胼胝體各部ADC值均較對照組增加,胼胝體前1/3部及壓部改變具有統計學意義，胼胝體峽部因體積小故存在測量誤差。兒童高熱驚厥患者常規MRI平掃可表現為腦白質正常，而DTI掃描通過FA值及ADC值觀察分析能夠明顯顯示出異常。

綜上所述，雖然DTI檢查不是熱性驚厥檢查中的常規項目，但是DTI對學齡前高熱驚厥患兒的診斷比常規MRI更敏感，可作為高熱驚厥檢測及病情評估的敏感指標之一。