趙彥昭　何麗　劉齋　任慶云

MR擴(kuò)散張量成像在兒童發(fā)育遲緩診斷中的價(jià)值

趙彥昭何麗劉齋任慶云

【摘要】目的探討MR擴(kuò)散張量成像技術(shù)在常規(guī)MR平掃正常的兒童發(fā)育遲緩診斷中的價(jià)值。方法前瞻性搜集常規(guī)MRI正常的25例發(fā)育遲緩兒童(其中男14例，女11例)及25例同齡、性別匹配的對(duì)照組發(fā)育正常兒童進(jìn)行常規(guī)MRI及DTI檢查。并分別選取兩側(cè)大腦半球4個(gè)淺部腦白質(zhì)及5個(gè)深部腦白質(zhì)，測量其FA值及MD值，并配對(duì)t檢驗(yàn)分析其差異。結(jié)果發(fā)育遲緩組兒童淺部腦白質(zhì)及視放射區(qū)FA值明顯低于對(duì)照組(P＜0.05)，發(fā)育遲緩組淺部腦白質(zhì)MD值明顯高于正常對(duì)照組(P＜0.05) ;發(fā)育遲緩組深部腦白質(zhì)MD值與同齡對(duì)照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞0.05)。結(jié)論擴(kuò)散張量成像技術(shù)可用于對(duì)常規(guī)MR平掃正常的發(fā)育遲緩患兒腦白質(zhì)損傷的定量診斷，為兒童發(fā)育遲緩的臨床治療提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)育遲緩;擴(kuò)散張量成像; FA值; MD值

作者單位: 052200河北省晉州市人民醫(yī)院CT室(趙彥昭) ;河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科(何麗、劉齋、任慶云)

兒童發(fā)育遲緩(developmental delay，DD)指兒童在語言、運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知、日?；顒?dòng)能力等發(fā)育領(lǐng)域存在明顯落后于同齡兒童的情況，多由圍產(chǎn)期前后腦損傷引起。約10%～15%患兒常規(guī)MRI掃描無異常表現(xiàn)，易被誤診或漏診［1］。擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)利用水分子在組織中擴(kuò)散特性，通過測量各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)及平均擴(kuò)散率(mean diffusivity，MD)，可以反映腦白質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的變化，提供比常規(guī)MRI檢查精確的髓鞘化的信息。本研究擬采用DTI技術(shù)研究常規(guī)MRI平掃正常的發(fā)育遲緩患兒腦白質(zhì)損傷，以探索早期定量診斷兒童發(fā)育遲緩的診斷方法。

1　資料與方法

1.1一般資料發(fā)育遲緩組:搜集2010年7月至2013年8月期間來晉州市人民醫(yī)院和河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院就診，顱腦MRI表現(xiàn)正常的發(fā)育遲緩患兒25例。其中男14例，女11例;年齡18～36個(gè)月，平均年齡(22.63±6.86)個(gè)月。25例患兒均經(jīng)兒科診斷為發(fā)育遲緩，Bayley嬰兒發(fā)育量表［2］評(píng)分低于69。查體發(fā)現(xiàn): 10例患兒出現(xiàn)語言方面發(fā)育遲緩，表現(xiàn)為不會(huì)說話或只會(huì)說兩、三個(gè)疊音; 9例患兒為運(yùn)動(dòng)方面發(fā)育遲緩，臨床表現(xiàn)為不能獨(dú)自站立，獨(dú)走不穩(wěn); 6例患兒表現(xiàn)為語言、運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩兩者并存。25例發(fā)育正常兒童Bayley嬰兒發(fā)育量表，評(píng)分均在80以上，語言及運(yùn)動(dòng)能力正常。正常對(duì)照組:選擇同期就診的月齡、性別相匹配的發(fā)育正常兒童作為對(duì)照組。其中男14例，女11例;年齡18～30個(gè)月，平均年齡(22.63±7.02)個(gè)月，因其他原因就診于我院。顱腦MRI平掃未見異常入選研究對(duì)象的常規(guī)MR圖像由2名放射科專家進(jìn)行評(píng)定。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn)發(fā)育遲緩組: (1)月齡18～30個(gè)月; (2)符合發(fā)育遲緩的診斷標(biāo)準(zhǔn); (3)顱腦MR正常:髓鞘發(fā)育與月齡基本一致。排除標(biāo)準(zhǔn): (1)顱內(nèi)腫瘤; (2)先天性發(fā)育畸形; (3)顱內(nèi)感染性疾病或病史; (4)其他遺傳代謝性疾病。正常對(duì)照組: (1)月齡18～30個(gè)月; (2)精神、運(yùn)動(dòng)及智力發(fā)育正常(3)顱腦MR表現(xiàn)正常。排除標(biāo)準(zhǔn): (1)顱內(nèi)腫瘤; (2)先天性發(fā)育畸形; (3)顱內(nèi)感染性疾病或病史; (4)遺傳代謝性疾病。1.3檢查設(shè)備及成像方法所有MR掃描采用美國GE Signa Excite 1.5T MRI掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈，由于患兒月齡較小，不能配合檢查，進(jìn)行頭部MRI檢查前均給以10%水合氯醛灌腸鎮(zhèn)靜，用量為1 ml/kg體重。本研究通過了醫(yī)院倫理委員會(huì)的認(rèn)證，檢查前取得父母知情同意。檢查序列包括軸位T1WI序列、T2WI序列及DTI序列掃描，矢狀位T1WI序列。T1WI序列采用TR 1700 ms/TE 24 ms，層厚5.0 mm，層間隔1.0 mm，F(xiàn)OV 24×18 cm，矩陣256×192，NEX 2次; T2WI序列參數(shù)TR 4 100 ms/TE 102 ms，層厚5.0 mm，層間隔1.0 mm，F(xiàn)OV 24×18 cm，矩陣256×192，NEX 2次; DTI序列采用單次激發(fā)自旋-平面回波成像(single-shot echo planar imaging，SSEPI)，TR 12 500 ms/TE 108 ms，層厚4 mm，F(xiàn)OV 21 cm，矩陣128×128，NEX 2次，15個(gè)擴(kuò)散梯度編碼方向，b值［3，4］分別為0、1 000 s/mm2。掃描范圍包括全腦。

1.4數(shù)據(jù)處理及測量采用GE(ADW 4.4)后處理工作站進(jìn)行DTI分析。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過Function tool軟件處理生成b0圖、各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)圖及平均擴(kuò)散率(mean diffusivity，MD)圖。在b0圖上手工選取深部腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)(胼胝體壓及膝部、內(nèi)囊前肢及后肢、視放射)及淺部腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)(顳葉、額葉、枕葉及半卵圓中心腦白質(zhì))作為感興趣區(qū)，軟件自動(dòng)計(jì)算FA值及MD值。在基底節(jié)層面選取內(nèi)囊前肢及后肢、胼胝體壓部及膝部，額葉腦白質(zhì)、頂葉腦白質(zhì)及視放射，在大腦腳層面顳角外側(cè)選取顳葉腦白質(zhì)，并于半卵圓中心層面選取半卵圓中心腦白質(zhì)，兩側(cè)測量部位基本對(duì)稱，所選感興趣區(qū)長軸方向與纖維束走行方向一致，范圍16～20 mm2。見圖1～3。

圖1　-3 36個(gè)月兒童，a為b0圖，b為MD圖，c為FA圖，1-16依次為左右側(cè)內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢、胼胝體壓部、胼胝體膝部、額葉、視放射、頂葉、半卵圓中心及顳葉各感興趣區(qū)

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1發(fā)育遲緩組與發(fā)育正常組兒童腦白質(zhì)FA值比較淺部腦白質(zhì)測量部位(額葉、顳葉、枕葉及半卵圓中心)及視放射區(qū)FA值低于對(duì)照組(P＜0.05)，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;其余深部腦白質(zhì)測量部位(胼胝體膝部及壓部、內(nèi)囊前及后肢) FA值2組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表1。

2.2發(fā)育遲緩組與同月齡發(fā)育正常組兒童腦白質(zhì)MD值比較淺部腦白質(zhì)測量部位(半卵圓中心、額葉、顳葉、枕葉)均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05) ;而深部腦白質(zhì)測量部位(胼胝體壓部及膝部、內(nèi)囊前肢及后肢、視放射) MD值組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表2。

表1　發(fā)育遲緩組及正常對(duì)照組各測量部位FA值比較n=25，±s

表1　發(fā)育遲緩組及正常對(duì)照組各測量部位FA值比較n=25，±s

測量部位　發(fā)育遲緩MR正常　發(fā)育正?！值　P值胼胝體壓部0.689±0.047　0.691±0.051　0.057 0.955胼胝體膝部　0.646±0.052　0.656±0.083　1.353 0.098內(nèi)囊后肢　0.592±0.052　0.591±0.061　0.64 0.950內(nèi)囊前肢　0.439±0.051　0.442±0.045　0.196 0.846視放射　0.395±0.052　0.428±0.067　4.479 0.000半卵圓中心　0.400±0.052　0.469±0.056　2.041 0.011額葉　0.256±0.065　0.390±0.139　3.765 0.000顳葉　0.364±0.055　0.392±0.044　4.305 0.035枕葉0.238±0.044　0.375±0.041　10.165 0.000

表2　發(fā)育遲緩組及正常對(duì)照組各測量部位MD值比較n=25±s

表2　發(fā)育遲緩組及正常對(duì)照組各測量部位MD值比較n=25±s

測量部位　發(fā)育遲緩　發(fā)育正常　t值　P值胼胝體壓部0.949±0.0665　0.945±0.071　0.216　0.831胼胝體膝部　0.933±0.071　0.921±0.081　0.571　0.574內(nèi)囊后肢　0.838±0.035　0.824±0.027　1.534　0.135內(nèi)囊前肢　0.843±0.040　0.822±0.032　1.712　0.102視放射　0.972±0.137　0.943±0.090　0.577　0.570半卵圓中心　0.878±0.084　0.836±0.065　2.456　0.023額葉　0.915±0.052　0.872±0.063　3.351　0.003顳葉　0.971±0.048　0.938±0.051　2.018　0.015枕葉0.967±0.040　0.906±0.049　5.869　0.000

3　討論

3.1MR擴(kuò)散張量技術(shù)擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)是目前唯一一種無創(chuàng)的定量判斷髓鞘化進(jìn)程及腦白質(zhì)損傷的方法。它能反映腦水分子在組織中彌散的各向異性的程度，在顯示腦組織白質(zhì)纖維精細(xì)結(jié)構(gòu)，尤其是在顯示白質(zhì)纖維的髓鞘完整性上具有明顯優(yōu)勢。FA值及MD值是用于定量分析大腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)［5］。腦白質(zhì)的發(fā)育成熟是髓鞘形成的過程，髓鞘的形成使其周圍水分子橫向的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限而表現(xiàn)出較強(qiáng)的擴(kuò)散各向異性。隨著嬰幼兒腦白質(zhì)髓鞘化進(jìn)展，F(xiàn)A值逐漸升高至成年基本結(jié)束，成人腦白質(zhì)FA值高于新生兒及嬰幼兒，F(xiàn)A值可以定量反映腦白質(zhì)髓鞘化程度，即腦白質(zhì)的發(fā)育成熟程度。隨著軸突髓鞘的形成、破壞或脫失，而表現(xiàn)出各向異性的升高或減低。MD值為MRI體素內(nèi)各方向擴(kuò)散幅度的均值，代表某一體素內(nèi)水分子擴(kuò)散的大小或程度平均水平，主要反映水分子擴(kuò)散的速度，能夠反映腦白質(zhì)病理性損傷情況［6］。

3.2兒童發(fā)育遲緩的臨床特征兒童發(fā)育遲緩分為: (1)體格發(fā)育落后; (2)運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后; (3)語言發(fā)育落后; (4)智力發(fā)育落后; (5)心理發(fā)展落后等，而兒童發(fā)育遲緩?fù)嵌喾矫娴?，多以某一方面落后為主要癥狀就診。本組病例多因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)或語言的發(fā)育遲緩，而且多伴有不同程度的智力發(fā)育落后。國內(nèi)外均有報(bào)道5歲以下的兒童發(fā)育遲緩患病率約為1%～3%，考慮其發(fā)病可能與遺傳及圍產(chǎn)期的生物因素有關(guān)，是目前重要的公共衛(wèi)生和社會(huì)問題。因嬰幼兒期大腦的發(fā)育尚不完善及易受環(huán)境因素影響等特點(diǎn)，目前大多研究認(rèn)為0～3歲是發(fā)育遲緩兒童早期識(shí)別和干預(yù)的關(guān)鍵期。早期發(fā)現(xiàn)診斷兒童發(fā)育遲緩的有效手段對(duì)進(jìn)行兒童發(fā)育遲緩的早期干預(yù)十分重要。

3.3DTI技術(shù)對(duì)腦白質(zhì)發(fā)育的診斷價(jià)值國內(nèi)外學(xué)者通過DTI研究兒童腦白質(zhì)的正常發(fā)育發(fā)現(xiàn):兒童腦白質(zhì)的發(fā)育成熟是個(gè)連續(xù)的過程，兒童腦白質(zhì)的各向異性隨著年齡的增長而增加［7，8］。沈全力等［9］通過DIT研究新生兒及嬰兒的腦白質(zhì)發(fā)育認(rèn)為FA值與MD值結(jié)合，DTI技術(shù)能定量的分析腦白質(zhì)髓鞘化進(jìn)程，為臨床上區(qū)分是生理性的髓鞘未形成還是病理性的髓鞘化延遲或脫髓鞘病變提供了有效的途徑。FA值減低常提示白質(zhì)損傷，但不能區(qū)分髓鞘形成障礙和軸索損傷［10］，需結(jié)合MD值進(jìn)一步分析。

本研究通過對(duì)18～30個(gè)月的發(fā)育遲緩兒童腦白質(zhì)的FA值及MD值研究發(fā)現(xiàn)，患兒淺部腦白質(zhì)測量部位(額葉、顳葉、枕葉及半卵圓中心)及視放射區(qū)的FA值顯著低于正常對(duì)照組，而淺部腦白質(zhì)測量部位MD值顯著高于正常對(duì)照組，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。淺部腦白質(zhì)FA值及MD值與正常對(duì)照組有差異，表明淺部腦白質(zhì)不僅存在髓鞘發(fā)育落后，而且存在病理上的損傷。深部腦白質(zhì)纖維束較淺部纖維束密集且發(fā)育早于周圍的淺部腦白質(zhì)［11］，較淺部腦白質(zhì)不易發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷;淺部腦白質(zhì)的發(fā)育晚于深部腦白質(zhì)，更容易受到圍產(chǎn)期的損傷，因此出現(xiàn)FA值減低及MD值升高的部位多位于淺部腦白質(zhì)。Filippi等［12］對(duì)2～8歲發(fā)育遲緩兒童進(jìn)行DTI研究發(fā)現(xiàn)，除內(nèi)囊后肢外，其余測量部位腦白質(zhì)FA值均低于正常對(duì)照組，而內(nèi)囊前后肢、頂枕葉、半卵圓中心、放射冠、額顳葉皮層下白質(zhì)以及胼胝體膝部與壓部MD值高于正常對(duì)照組。與本組研究結(jié)果略有不同，分析其原因可能是:本組病例患兒月齡較小，且不同患兒腦白質(zhì)損傷的程度及部位不一，對(duì)照組腦白質(zhì)也處于個(gè)體發(fā)育過程中可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。本組病例發(fā)現(xiàn)視放射區(qū)FA值低于正常，而MD值未見增高，考慮可能的原因是由于發(fā)育遲緩兒童各種原因出現(xiàn)視覺功能的減低，進(jìn)而出現(xiàn)的髓鞘化的遲緩，而非圍產(chǎn)期腦白質(zhì)病理性的損傷。以上研究結(jié)果表明，均表明發(fā)育遲緩患兒的腦白質(zhì)存在髓鞘的病理性改變，即常規(guī)MRI難以發(fā)現(xiàn)的腦白質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的損傷，為臨床進(jìn)行干預(yù)治療提供可靠依據(jù)，Jeong等［13］通過DTI研究右利手發(fā)育遲緩患兒左側(cè)弓狀纖維發(fā)現(xiàn)，該部位FA值低于正常對(duì)照組，認(rèn)為患兒語言網(wǎng)絡(luò)區(qū)的發(fā)育異常，是患兒存在語言發(fā)育遲緩的原因。而本研究通過DTI觀察到的發(fā)育遲緩患兒的腦白質(zhì)異常改變是較彌漫性的，癥狀多為運(yùn)動(dòng)或語言的發(fā)育遲緩為主并伴有智力發(fā)育的落后，與臨床表現(xiàn)的多樣性較為一致。本研究將進(jìn)一步根據(jù)功能分區(qū)進(jìn)行更細(xì)致的研究。另外本研究不足之處還在于未能對(duì)發(fā)育遲緩兒童進(jìn)行追蹤復(fù)診，對(duì)FA值及MD值異常部位縱觀其髓鞘發(fā)育及修復(fù)情況。

總之，發(fā)育遲緩兒童淺部腦白質(zhì)的FA值低于正常發(fā)育兒童，發(fā)育遲緩兒童淺部腦白質(zhì)MD值高于正常發(fā)育兒童，表明發(fā)育遲緩兒童腦白質(zhì)存在著較為彌漫性的髓鞘損傷，DTI技術(shù)尤其是FA值與MD值的結(jié)合，對(duì)于發(fā)育遲緩兒童腦白質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的損傷比常規(guī)MRI更敏感，為患兒的早期診治及其隨訪監(jiān)測提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

1Squires LA，krishnamoorthy KS，Natowicz MR.Delayed myelination in infants and young children : radiographic and clinical correlates.J Child Neurol，1995，10: 100-104.

2Shevell M.Neurodevelopmental Disabilities: Clinical and Scientific Foundation.UK: Lavenbam Press，2009.85-90.

3Bisdasa S，Bohninga DE，Beenskia N，et al.Reproducibility，Interrater A-greement，and Age-Related Changes of Fractional Anisotropy Measures at 3T in Healthy Subjects: Effect of the Applied b-Value.AJNR，2008，29: 1128-1133.

4Dudink J，Larkman DJ，Kapellou O，et al.High b Value Diffusion Tensor Imaging of the Neonatal Brain at 3T.AJNR，2008，29: 1966-1972.

5Shevell M，Ashwal S，Donley D，et al.Practice parameter: Evaluatioin of the child with global developmental delay.Neurology，2003，60: 367-380.6侯欣，楊健.磁共振擴(kuò)散張量成像在新生兒腦發(fā)育的應(yīng)用及展望.磁共振成像，2012，3: 74-78.

7Neil JJ，Shiran SI，Mckinstry RC，et al.Normal brain in human newborns: apparent diffusion coefficient and diffusion anisotropy measured by using diffusion tensor MR imaging.Radiology，1998，209: 57-66.

8肖江喜，郭雪梅，謝晟，等.應(yīng)用擴(kuò)散張量成像對(duì)正常兒童腦白質(zhì)發(fā)育的初步研究.中華放射學(xué)雜志，2005，39: 1252-56.

9沈全力，帕米爾，錢鑌，等.新生兒和嬰幼兒腦髓鞘發(fā)育的DTI.放射學(xué)實(shí)踐，2010，25: 1308-1312.

10Wang S，Wu EX，Tamsbottom MJ，et al.Dysmelination of white matter injury in a hypoxic-ischemic neonatal rat model by diffusion tensor MRI.Stroke，2008，39: 2348-2353.

11Boujraf S，Luypaert R，Shabana W，et al.Study of pediatric brain development using magnetic resonance imaging of anisotropic diffusion.Magn Reson Imaging，2002，20: 327-336.

12Filippi CG，Lin DD，Tsiouris AJ，et al.Diffusion-Tensor MR Imaging in children with developmental delay: Preliminary Findings.Radiology，2003，229: 44-50.

13Jeong H，Kim J，Choi HS，et al.Changs in integrity of normal-appearing white matter in patients with moyamoya disease: a diffusion tensor imaging study.AJNR，2011，32: 1893-1898.

(收稿日期:2014－11－08)

通訊作者:何麗，050011河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科; E-mial: heli801104@163.com

doi:10.3969/j.issn.1002－7386.2015.08.012

【文章編號(hào)】1002－7386(2015) 08－1160－03

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【中圖分類號(hào)】R 445