孫親利，張育苗，高潔，寧寧，王苗苗，李彥彥，李歡，楊健*

作者單位：

1. 西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，西安 710061

2. 西安交通大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，西安 7100540

隨著新生兒重癥監(jiān)護(hù)水平的提高以及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技術(shù)在新生兒領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，新生兒重度腦白質(zhì)損傷類型如腦室周圍白質(zhì)軟化(periventricular leukomalacia，PVL)等逐漸減少，而局灶性腦白質(zhì)損傷(punctate white matter lesions，PWML)更為常見，發(fā)生率是PVL的10倍之多，高達(dá)20%以上[1]。PWML可導(dǎo)致兒童認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)功能障礙、弱視、腦癱等不良發(fā)育結(jié)局[2-4]，因此，對(duì)其早期精確診斷與預(yù)后評(píng)估至關(guān)重要。然而，PWML患兒臨床表現(xiàn)缺乏特異性[4]，超聲對(duì)其敏感性低[5]，其診斷及評(píng)估主要依靠磁共振檢查。

PWML在常規(guī)MRI中表現(xiàn)為半卵圓中心、側(cè)腦室周圍腦白質(zhì)點(diǎn)狀T1加權(quán)成像(T1 weighted imaging，T1WI)高信號(hào)、T2加權(quán)成像(T2 weighted imaging，T2WI)低或等信號(hào)病灶，直徑多小于5 mm，部分可融合成線狀或簇狀[6]。已有研究表明病灶數(shù)目與預(yù)后密切相關(guān)[2，7-8]。國(guó)內(nèi)新生兒MRI掃描常規(guī)序列一般包括橫軸位T1WI、矢狀位T1WI及橫軸位T2WI，層厚多為4 mm，而PWML病灶較小，存在漏檢的可能。三維T1加權(quán)成像(threedimensional T1 weighted imaging，3D-T1WI)為三維容積掃描，層厚較薄，有可能提高PWML的檢出率。本研究通過(guò)比較3D-T1WI序列與常規(guī)T1WI、T2WI及磁共振成像新技術(shù)(磁共振擴(kuò)散成像及磁敏感加權(quán)成像)在新生兒PWML病灶檢出中的差異，評(píng)價(jià)3D-T1WI序列在新生兒顱腦磁共振檢查中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所納入新生兒的父母均簽署了MR檢查知情同意書。

連續(xù)性搜集自2011年3月至2013年2月在我院行頭顱MRI檢查并診斷為PWML的新生兒(檢查日齡≤28 d)。PWML診斷標(biāo)準(zhǔn)為半卵圓中心、側(cè)腦室周圍腦白質(zhì)出現(xiàn)點(diǎn)、線或簇狀T1WI高信號(hào)(3D-T1WI序列觀察)、T2WI低或等信號(hào)病灶。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1) MRI檢查序列不全的病例；(2)因運(yùn)動(dòng)偽影影響圖像質(zhì)量無(wú)法分析的病例。

1.2 掃描設(shè)備及參數(shù)

應(yīng)用3.0 T GE Signa HDxt磁共振掃描儀，8通道頭部相控陣線圈進(jìn)行頭顱MRI掃描。為減少新生兒頭動(dòng)并順利完成MRI檢查，在掃描前30 min，由責(zé)任護(hù)士遵照臨床主管醫(yī)師醫(yī)囑，給予100 g/L水合氯醛0.5 ml/kg口服或苯巴比妥10～15 mg/kg肌內(nèi)注射，患者的選擇、生命體征監(jiān)護(hù)以及后續(xù)跟蹤觀察嚴(yán)格按照指南要求執(zhí)行[9]。待新生兒入睡后由主管醫(yī)師和家屬護(hù)送至MRI室，將新生兒包裹在襁褓中放置于MRI掃描床上，外耳道放置防噪聲彈性耳塞以減小MRI設(shè)備噪聲對(duì)聽力的影響，并在頭部?jī)蓚?cè)用海綿固定以減少運(yùn)動(dòng)偽影，掃描全程對(duì)新生兒實(shí)施心電監(jiān)護(hù)，監(jiān)測(cè)心率和呼吸情況，掃描結(jié)束后，由主管醫(yī)師和家屬將其護(hù)送回新生兒監(jiān)護(hù)室。

掃描序列包括：(1)3D-T1WI：三維快速擾相梯度回波(fast spoiled gradient echo，F(xiàn)SPGR)序列；(2) T2WI：快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE)序列；(3)磁共振擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)：平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列；(4)3D磁敏感加權(quán)成像(3D-enhanced susceptibility-weighted angiography，ESWAN)。各序列參數(shù)見表1，均為軸位掃描。

1.3 圖像后處理及分析方法

應(yīng)用GE Healthcare advantage workstation release 4.4 (AW 4.4)工作站Functool 9.4.05a軟件行圖像后處理。將3D-T1WI圖像重建為層厚4 mm軸位圖像，并與T2WI圖相匹配，類似常規(guī)T1WI圖。DTI及ESWAN經(jīng)圖像后處理，分別得到相應(yīng)表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖及磁敏感幅度(Magnitude)圖。

所有圖像均上傳至醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)(picture archive and communication system，PACS)，在診斷工作站進(jìn)行圖像分析。第一步，由2名具有豐富兒科影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師共同觀察所有病例3D-T1WI和T2WI圖像，在半卵圓中心、側(cè)腦室周圍腦白質(zhì)出現(xiàn)點(diǎn)、線或簇狀3D-T1WI高信號(hào)、T2WI低或等信號(hào)病灶即診斷為PWML病例，后觀察PWML病例各序列病灶對(duì)應(yīng)信號(hào)表現(xiàn)。第二步，診斷為PWML病例的各序列圖像，由另外2名具有豐富兒科影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立分別觀察3D-T1WI (高信號(hào))、重建T1WI (高信號(hào))、常規(guī)T2WI (低信號(hào))、ADC圖(低信號(hào))與Magnitude圖(高或低信號(hào))，記錄檢出的PWML病例數(shù)及PWML病例在各序列圖像觀察到的病灶個(gè)數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，計(jì)數(shù)資料用人數(shù)(%)[例(%)]表示。采用MedCalc統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)兩位醫(yī)師觀察結(jié)果進(jìn)行Bland-Altman一致性檢驗(yàn)，圖表中的計(jì)算差值的均數(shù)以及差值的點(diǎn)位于可信區(qū)間范圍內(nèi)95%，認(rèn)為一致性較好。采用配對(duì)秩和檢驗(yàn)(Wilcoxon signed ranks test)行序列間PWML病灶數(shù)檢出的兩兩比較。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

2011年3月至2013年2月在我院行頭顱MRI檢查的新生兒362例(早產(chǎn)兒160例，足月兒202例)，診斷為PWML的新生兒107例(早產(chǎn)兒60例，足月兒47例)，排除圖像序列不全病例21例(因新生兒蘇醒未完成掃描方案全部序列)、因運(yùn)動(dòng)偽影影響圖像質(zhì)量無(wú)法分析病例2例。最后共納入分析的PWML新生兒84例，早產(chǎn)兒47例，足月兒37例，基本臨床資料見表2。

2.2 PWML病灶在各序列圖像的信號(hào)表現(xiàn)

PWML病灶在3D-T1WI圖像均呈高信號(hào)，觀察PWML病灶對(duì)應(yīng)在各序列圖像上的信號(hào)表現(xiàn)，分別為：T2WI呈低信號(hào)(75/84，89.29%)或等信號(hào)(9/84，10.71%)；ADC圖呈低信號(hào)(76/84，90.48%)或等信號(hào)(9/84，10.71%)；幅度圖呈高信號(hào)(65/84，77.38%)、等信號(hào)(20/84，23.81%)或低信號(hào)(7/84，8.33%)(圖1，2)。

2.3 各序列圖像檢出PWML病例及病灶數(shù)目的比較

84例PWML病例，3D-T1WI、重建T1WI、常規(guī)T2WI、ADC圖和Magnitude圖檢出病例數(shù)分別為84 (100%)、69 (82.14%)、71 (84.52%)、73(86.90%)和70 (83.33%)，重建T1WI、T2WI、ADC圖和Magnitude圖漏檢率分別為17.86%、15.48%、13.10%和16.67%。

84例PWML病例中，31例因?yàn)椴≡疃喟l(fā)且相連呈線狀、簇狀或混合型無(wú)法明確計(jì)數(shù)，最終行序列檢出病灶數(shù)計(jì)數(shù)比較的病例有53例，2名醫(yī)師觀察者間一致性檢驗(yàn)如圖3，圖表中差值超出95%可信區(qū)間的數(shù)值為1～2個(gè)，即圖表中的所計(jì)算差值的均數(shù)以及差值的點(diǎn)位于可信區(qū)間范圍內(nèi)的占到所有點(diǎn)的96.30%～98.15%，可認(rèn)為2名觀察者的一致性較好。取2名觀察者間平均值進(jìn)行比較。

表1 磁共振成像掃描序列及參數(shù)Tab. 1 Magnetic resonance imaging protocols and scanning parameters

表2 研究對(duì)象的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料Tab. 2 Demographics of subjects

圖1，2 PWML病例。1A～E：男，胎齡40周，生后10 d；2A～E：男，胎齡31+6周，生后18 d。A：3D-T1WI，B：重建T1WI，C：T2WI，D：ADC圖，E：Magnitude圖Fig. 1, 2 PWML cases. 1A—E: A newborn boy of 40 weeks gestation, imaged on day 10. 2A—E: A newborn boy of 31+6 weeks gestation, imaged on day 18. A: 3D-T1WI, B: Reformatted T1WI, C: T2WI, D: ADC map, E: Magnitude map.

圖3 2名觀察者間五種序列圖像檢出病灶數(shù)Bland-Altman一致性檢驗(yàn) 圖4 各序列圖像對(duì)可計(jì)數(shù)之53例PWML病例檢出病灶數(shù)目的比較Fig. 3 Bland-Altman agreement test for the number of detected lesions between two observers in the five sequence images. Fig. 4 Comparision of the number of lesions detected by different sequence images in 53 countable PWML cases.

3D-T1WI、重建T1WI、常規(guī)T2WI、ADC圖和Magnitude圖對(duì)上述可計(jì)數(shù)之53例PWML病例所檢出的病灶個(gè)數(shù)的中位數(shù)(范圍)分別為4.5 (1～47)、1.5 (0～33)、2.0 (0～26)、2.0 (0～14)、1.0 (0～20)，檢出的病灶總數(shù)分別為422、151、185、142和152。行配對(duì)秩和檢驗(yàn)，3D-T1WI與其他各序列兩兩比較有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.001，圖4)，其余各序列兩兩比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。與3D-T1WI比較，重建T1WI、常規(guī)T2WI、ADC圖及Magnitude圖對(duì)PWML病灶的檢出率分別為35.78% (151/422)、43.84% (185/422)、33.65%(142/422)、36.02% (152/422)。

3 討論

本研究通過(guò)比較3D-T1WI、重建T1WI(作為常規(guī)T1WI)、常規(guī)T2WI、ADC圖和Magnitude 圖對(duì)PWML病例及病灶檢出的差異，發(fā)現(xiàn)3D-T1WI對(duì)PWML的檢出明顯優(yōu)于其他各序列。這與以往文獻(xiàn)所及觀點(diǎn)一致，但其均未進(jìn)行比較研究。2010年Rutherford等[10]等在早產(chǎn)兒腦白質(zhì)疾病磁共振成像的綜述中提到，PWML病灶T1WI信號(hào)較T2WI明顯，校正到足月時(shí)，T1WI較T2WI更易檢測(cè)病灶。2011年Niwa等[11]在PWML磁敏感加權(quán)成像研究的討論中提到，與T1WI相比，磁敏感加權(quán)成像對(duì)小的病灶顯示困難。2015年Tortora等[7]通過(guò)比較3 mm自旋回波序列、3 mm反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列、1 mm 3D快速梯度回波序列及3D快速梯度回波序列3 mm重建等四個(gè)T1WI橫軸位圖像對(duì)T1高信號(hào)PWML病灶的檢出，亦發(fā)現(xiàn)1 mm 3D快速梯度回波序列對(duì)PWML病灶檢出數(shù)最高，但僅比較了T1WI相關(guān)序列，未進(jìn)行其他序列的比較。

3.1 3D-T1WI序列的優(yōu)點(diǎn)

3D-T1WI序列為三維容積掃描，空間分辨率高，具有良好的組織對(duì)比度。本研究3D-T1WI采用的FSPGR是運(yùn)用180度預(yù)備反轉(zhuǎn)脈沖和小角度激發(fā)梯度回波快速獲得三維傅立葉數(shù)據(jù)采集的磁共振成像序列，與常規(guī)自旋回波序列相比，具有掃描時(shí)間短、信噪比高及組織對(duì)比明顯的優(yōu)點(diǎn)。本研究中3D-T1WI圖像層厚薄，為1 mm，且是各向同性等體素掃描，信噪比高，因此對(duì)T1WI高信號(hào)病灶具有內(nèi)在的高敏感性。Nossin-Manor等[12]通過(guò)對(duì)早產(chǎn)兒磁共振成像的研究認(rèn)為高分辨T1、T2容積成像可應(yīng)用于臨床，提供診斷和形態(tài)信息。Wintersperger等[13]和Edelman等[14]的研究均證明3D-T1快速梯度回波序列較2D T1自旋回波序列信噪比高、圖像質(zhì)量好。

3.2 3D-T1WI序列檢出率高于其它序列原因分析

3D-T1WI序列對(duì)PWML病例及病灶的檢出率均高于常規(guī)T1WI、T2WI及磁共振新技術(shù)(ADC圖、Magnitude圖)，其原因除了3D-T1WI序列自身優(yōu)勢(shì)外，還與以下因素有關(guān)：其一，與PWML病灶大小和序列層厚有關(guān)。常規(guī)T1WI、T2WI、ADC圖層厚為4 mm，Magnitude 圖層厚為2 mm，而PWML病灶多為點(diǎn)狀，直徑小于5 mm，在上述序列易因容積效應(yīng)呈等信號(hào)或不明顯而漏檢；3D-T1WI層厚為1 mm，顯示病灶清晰，容易檢出病灶。Tortora等[7]通過(guò)比較3D快速梯度回波序列1 mm與3 mm重建圖像對(duì)PWML病灶檢出數(shù)目的差異，也證明降低層厚能明顯提高PWML病灶的檢出率。其二，與各序列特性及病灶呈現(xiàn)信號(hào)特點(diǎn)有關(guān)，PWML病灶在T1WI呈高信號(hào)，T2WI、ADC圖呈低或等信號(hào)[15]，Magnitude圖呈低、等或高信號(hào)[11，16]。因此，T1WI高信號(hào)病灶均易檢出，而其他序列上呈等信號(hào)的病灶是無(wú)法分辨被檢出的。PWML病灶在T1WI高信號(hào)較T2WI低信號(hào)更亦被檢出，這應(yīng)該與新生兒腦實(shí)質(zhì)含水較多有關(guān)，腦實(shí)質(zhì)T1WI呈低信號(hào)，在低信號(hào)背景下T1WI高信號(hào)病灶對(duì)比更明顯，呈現(xiàn)更清晰；而擴(kuò)散成像，一周后檢查ADC圖存在假陰性[15，17]；磁敏感加權(quán)成像上，低信號(hào)出血灶顯示清晰，而膠質(zhì)增生因?yàn)椴煌瑫r(shí)期增生程度不同，明顯增生可呈高、稍高信號(hào)，而部分過(guò)渡期呈等信號(hào)。本組病例中T2WI、ADC圖等信號(hào)均有9例，占10.71%；幅度圖等信號(hào)20例，占23.81%；這部分病例的等信號(hào)病灶是無(wú)法檢出計(jì)數(shù)的。

3.3 3D-T1WI序列在新生兒PWML診斷中的意義

本研究結(jié)果顯示，與3D-T1WI比較，重建T1WI、常規(guī)T2WI、ADC圖及Magnitude圖對(duì)PWML病灶數(shù)的檢出率分別為35.78% (151/422)、43.84% (185/422)、33.65% (142/422)、36.02%(152/422)，對(duì)PWML病例數(shù)漏檢率分別為17.86%、15.48%、13.10%和16.67%。因此，應(yīng)用3D T1WI不僅能提高PWML的檢出率，更能精確反映病灶的范圍，減少漏診及漏檢的發(fā)生。同時(shí)，3D等體素?cái)?shù)據(jù)可以重建冠狀及矢狀圖像，一次掃描即獲得了良好的圖像利于整體觀察，也節(jié)省了時(shí)間，而且其吸收率低于SE序列，對(duì)體溫調(diào)節(jié)能力尚不成熟的新生兒尤為重要，可以替代常規(guī)T1WI序列作為新生兒MR檢查的常規(guī)掃描序列。本組數(shù)據(jù)中早產(chǎn)兒PWML發(fā)生率為37.50%(60/160)，足月兒為23.27% (47/202)，均高于以往文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)值[6，10，18]，應(yīng)該與本研究應(yīng)用3D-T1WI序列提高了PWML的檢出有關(guān)。

3.4 本研究的不足

本研究不足之處在于考慮到新生兒MR檢查時(shí)間不能太長(zhǎng)，沒有掃描常規(guī)T1WI序列，而是用3D-T1WI序列的重建圖像作為常規(guī)T1WI圖像進(jìn)行比較，但在重建時(shí)參照了常規(guī)T2WI圖像，重建層厚也用常規(guī)掃描4 mm層厚，盡可能與臨床工作中常規(guī)T1WI一致。

綜上所述，3D-T1WI序列不僅能提高PWML病灶的檢出率，更能精確反映病灶的范圍，減少漏診的發(fā)生，推薦替代常規(guī)T1WI作為新生兒顱腦MR檢查常規(guī)序列應(yīng)用。

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