濱州醫(yī)學(xué)院煙臺(tái)附屬醫(yī)院影像科 (山東 煙臺(tái) 264100)孔超男 李 軍

熱射病(又稱中暑高熱)是中暑最嚴(yán)重的類型，特征是核心體溫升高到40℃以上，伴有中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙(包括譫妄、抽搐或昏迷)[1]。盡管適當(dāng)降低了體溫并采取了積極的治療措施，熱射病通常還是致命的，那些幸存下來(lái)的人可能會(huì)遭受永久性神經(jīng)損傷[2]。以往關(guān)于熱射病病理生理機(jī)制的研究較多，但其影像學(xué)研究的報(bào)道較少。本文主要對(duì)熱射病患者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像表現(xiàn)進(jìn)行綜述，為熱射病的診治及預(yù)后評(píng)估提供依據(jù)。

臨床上將熱射病分為典型性(又稱非勞力型)和勞力性兩種類型。典型性多見于兒童，老年，體弱、有慢性疾病的患者，其體溫調(diào)節(jié)能力較低，當(dāng)處于高溫高濕環(huán)境中易患熱射病。勞力性多見于健康成人，由于在高溫、高濕環(huán)境中持續(xù)工作或運(yùn)動(dòng)所致。這兩種類型均可引起體溫調(diào)節(jié)機(jī)制失代償，導(dǎo)致核心體溫升高及中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能損傷。

1 病理生理學(xué)

有研究按照病理生理學(xué)改變把熱射病定義為一種高溫綜合征，與全身性炎癥反應(yīng)有關(guān)，導(dǎo)致多器官功能不全，其中腦病占主導(dǎo)地位[1]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害是多種機(jī)制相互作用的結(jié)果，主要包括一下幾個(gè)方面：

1.1 循環(huán)衰竭高熱引起腦血流量改變的機(jī)制可能是：(1)高熱時(shí)，人體通過(guò)皮膚血管擴(kuò)張、心排血量增加使血液從中央循環(huán)流向肌肉和皮膚，以利于散熱，血液大量流向皮膚、肌肉可能會(huì)引起腦灌注不足。(2)研究顯示，正常的心血管對(duì)嚴(yán)重?zé)釕?yīng)激的適應(yīng)性是心輸出量每分鐘最多增加20公升[3]。持續(xù)高熱使心臟負(fù)荷加重，引起心臟功能障礙，心排血量下降，進(jìn)一步加重腦灌注不足，從而導(dǎo)致腦缺血、缺氧。

1.2 直接的細(xì)胞熱毒性高熱能導(dǎo)致脊髓和腦細(xì)胞的快速死亡。研究已經(jīng)證實(shí)了小腦Purkinje細(xì)胞對(duì)熱致?lián)p傷的選擇性易感性[4]。

1.3 炎癥炎癥在熱射病患者中感染的發(fā)生率很高[2]。其與內(nèi)臟灌注不足等熱應(yīng)激相關(guān)的局部和全身性損傷會(huì)改變腸道的免疫和屏障功能，這種改變?cè)试S內(nèi)毒素泄漏進(jìn)入血液循環(huán)，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生增加，并釋放一氧化氮和內(nèi)皮素等內(nèi)皮血管活性因子[1]。研究發(fā)現(xiàn)熱射病患者血液中可溶性腫瘤壞死因子受體(sTNFR 60、sTNFR 80)的濃度明顯增加，而將身體冷卻到正常溫度不會(huì)導(dǎo)致這些因素的抑制，殘余神經(jīng)功能缺損可能與冷卻前白介素-6(抗炎細(xì)胞因子)和冷卻后腫瘤壞死因子(促炎細(xì)胞因子)受體濃度較高有關(guān)[5]。

1.4 凝血障礙血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷和凝血障礙導(dǎo)致彌散性血管內(nèi)凝血可能是熱射病的重要病理機(jī)制[1]。熱射病顱內(nèi)出血患者常伴有彌散性血管內(nèi)凝血[6-7]。

2 臨床表現(xiàn)

熱射病的診斷必須存在兩個(gè)表現(xiàn)：高熱(直腸溫度≥41℃)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。腦功能障礙通常是嚴(yán)重的，但也可以是輕微的，可以僅表現(xiàn)為不當(dāng)行為或判斷力受損，然而患者更常出現(xiàn)的是譫妄或昏迷。小腦Purkinje(浦肯野)細(xì)胞對(duì)高熱非常敏感，是熱射病最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)易損區(qū)，病人常遺留有共濟(jì)失調(diào)的癥狀。海馬區(qū)受損常出現(xiàn)記憶障礙。

除了顱腦損傷，熱射病還可引起肝、腎、心臟等多器官功能衰竭以及代謝性酸中毒、橫紋肌溶解癥等并發(fā)癥。

3 影像表現(xiàn)

熱射病患者顱腦損傷的表現(xiàn)主要有：細(xì)胞毒性水腫、微出血、腦炎等。

3.1 病變部位的特征性熱射病患者磁共振檢查常出現(xiàn)雙側(cè)小腦對(duì)稱分布的異常信號(hào)，這與小腦富含Purkinje細(xì)胞有關(guān)。Bazille等[4]通過(guò)尸檢證明熱射病患者的主要神經(jīng)病理學(xué)改變是Purkinje細(xì)胞嚴(yán)重彌漫性丟失；該研究還發(fā)現(xiàn)丘腦中央中核、齒狀核的神經(jīng)元死亡機(jī)制與浦肯野細(xì)胞中的神經(jīng)元死亡機(jī)制不同，并且更可能是由于傳入神經(jīng)阻滯所致。小腦傳出途徑通過(guò)小腦上腳進(jìn)入中腦被蓋，然后分為兩部分：一部分組成小腦紅核纖維束，止于紅核；一部分構(gòu)成小腦丘腦束，穿過(guò)紅核后，止于丘腦腹外側(cè)核。Fushimi等[8]報(bào)道了一例熱射病患者入院時(shí)磁共振檢查DWI未發(fā)現(xiàn)異常，第9天復(fù)查DWI顯示雙側(cè)齒狀核、雙側(cè)小腦上腳及中腦被蓋出現(xiàn)異常高信號(hào)，這例患者的顱腦異常信號(hào)分布區(qū)顯示了小腦傳出途徑的廣泛參與。在先前關(guān)于熱射病磁共振表現(xiàn)的研究中8例熱射病患者中有5例顱腦MRI發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，其中有3例患者均出現(xiàn)了雙側(cè)小腦對(duì)稱分布的異常信號(hào)[6]。

以往的病例報(bào)道表明：除小腦外，熱射病患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)易損傷的部位還包括海馬、中腦被蓋、尾狀核、丘腦、皮層下白質(zhì)，亦多呈對(duì)稱性[7-13]。其中有一例年輕的勞力性熱射病患者經(jīng)過(guò)3天的治療后神志清醒但非常健忘，在發(fā)病7天后MR檢查發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬及胼胝體壓部DWI高信號(hào)、ADC圖低信號(hào)，9個(gè)月后隨訪觀察DWI及ADC圖異常信號(hào)消失，但他仍患有嚴(yán)重的順行性失憶癥，并且隨訪的FDG PET顯示患者雙側(cè)海馬區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的葡萄糖低代謝[13]。

關(guān)于血管源性水腫的報(bào)道比較少。Mahajan等[10]報(bào)道過(guò)一例患者出現(xiàn)短暫性彌漫性腦水腫，初次CT顯示彌漫性腦水腫，入院2天后隨訪CT顯示腦水腫完全消失，由于患者繼續(xù)表現(xiàn)出精神狀態(tài)改變，進(jìn)一步的磁共振檢查發(fā)現(xiàn)雙側(cè)小腦半球，雙側(cè)尾狀核頭部和海馬體呈對(duì)稱性高信號(hào)。

3.2 磁共振對(duì)熱射病顱腦病變最有價(jià)值的序列部分熱射病患者顱腦磁共振檢查時(shí)常規(guī)T1WI和T2WI序列沒(méi)有異常信號(hào)顯示，而在DWI序列卻發(fā)現(xiàn)明顯的異常信號(hào)，說(shuō)明DWI對(duì)熱射病患者缺血、缺氧所致細(xì)胞毒性水腫的顯示具有很大的優(yōu)勢(shì)[6,12]。在先前關(guān)于熱射病磁共振表現(xiàn)的研究中就有兩例，其中一例熱射病患者DWI上發(fā)現(xiàn)雙側(cè)小腦齒狀核對(duì)稱性高信號(hào)，伴ADC圖信號(hào)減低，但常規(guī)MRI T1WI、T2WI、T2-FLAIR均未發(fā)現(xiàn)異常改變；另一例熱射病患同樣在常規(guī)序列未檢測(cè)到異常改變，而在DWI顯示出右側(cè)半卵圓中心的斑點(diǎn)狀缺血灶[6]。雖然治療后部分患者這種細(xì)胞毒性水腫的MRI信號(hào)異常是可逆的，但遠(yuǎn)期隨訪患者常出現(xiàn)小腦萎縮的情況，表明熱射病會(huì)引起不可逆的神經(jīng)元損害[11,14]。

SWI(磁敏感加權(quán)成像)對(duì)順磁性物質(zhì)具有非常高的敏感性，出血的代謝產(chǎn)物脫氧血紅蛋白以及含鐵血黃素都屬于高順磁性物質(zhì)，可以改變局部磁場(chǎng)而引起質(zhì)子去相位，并被相位圖探測(cè)到。由于出血量小、且微量出血周圍常無(wú)水腫，常規(guī)序列難以發(fā)現(xiàn)。與常規(guī)序列相比，SWI為顱內(nèi)微出血灶的檢出提供了更高的可靠性和靈敏性，是檢測(cè)顱內(nèi)微出血的首選序列[15]。已經(jīng)有多例關(guān)于熱射病患者出現(xiàn)顱內(nèi)出血的報(bào)道，其病理機(jī)制主要是伴發(fā)了彌散性血管內(nèi)凝血[6-7]。先前的一項(xiàng)研究[6]中3名出現(xiàn)顱內(nèi)出血的熱射病患者最終均死亡，其余5名未檢測(cè)到顱內(nèi)出血的患者治療后僅遺留共濟(jì)失調(diào)的癥狀，進(jìn)而推測(cè)SWI檢測(cè)到顱內(nèi)出血灶(包括微出血)可能提示患者預(yù)后不良。Sonkar等[7]報(bào)道過(guò)一例被診斷為患有DIC伴雙側(cè)腦內(nèi)出血的熱射病患者，經(jīng)過(guò)積極的治療后得以幸存，并且沒(méi)有留下神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。因此熱射病患者顱內(nèi)出血病的預(yù)防及早期治療是非常有意義的。

熱射病患者感染的發(fā)生率很高，但顱內(nèi)感染的報(bào)道較少。在先前的研究中有1例熱射病患者于發(fā)病后第16天出現(xiàn)了腦炎，其MRI表現(xiàn)為T2-FLAIR及DWI序列左顳葉海馬明顯腫脹并呈稍高信號(hào)[6]。這可能與內(nèi)毒素泄漏機(jī)制及促炎和抗炎細(xì)胞因子的過(guò)度分泌有關(guān)。

3.3 擴(kuò)散張量成像及磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷中的重要性

擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)不僅可以直觀的觀察白質(zhì)纖維束的走行，并且能通過(guò)定量研究反映白質(zhì)纖維束功能的改變。研究發(fā)現(xiàn)熱射病患者小腦各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)下降，提示熱射病患者白質(zhì)纖維束受損[6]。

磁共振波譜(m a g n e t i c r e s o n a n c e spectroscopy，MRS)能直接觀測(cè)活體組織中許多與病理生理過(guò)程有關(guān)的代謝物及其體內(nèi)分布，可用于許多疾病的早期診斷與鑒別診斷，許多病變?cè)谶€未出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化之前已經(jīng)出現(xiàn)一些微觀改變，比如生化的改變。利用氫質(zhì)子磁共振譜可以無(wú)創(chuàng)檢測(cè)腦內(nèi)NAA(N-乙酰門冬氨酸)、Cho(膽堿)、Cr(肌酸)和Lac(乳酸)等代謝產(chǎn)物的濃度。NAA峰被視為神經(jīng)元密度和活性的標(biāo)記，Cho波檢測(cè)的是細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換過(guò)程中水溶性膽堿化合物，Cho/Cr被認(rèn)為是細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能的標(biāo)記。研究發(fā)現(xiàn)熱射病患者小腦組織中NAA/Cr明顯降低，表明小腦神經(jīng)元受損，其降低的程度有助于判斷熱射病的病情和預(yù)后；8例熱射病患者中有2例出現(xiàn)顯著Lac峰，乳酸為無(wú)氧代謝產(chǎn)物[6]，表明腦組織存在缺氧的情況，正常腦組織沒(méi)有明顯乳酸峰。進(jìn)一步的研究觀察到小腦代謝物的水平不受季節(jié)溫度的影響，但可能受體溫的影響，體溫升高小腦的Cho/Cr會(huì)增加；該研究還顯示體溫在38℃至40℃之間時(shí)NAA峰不受影響[16]。

綜上所述，熱射病可伴發(fā)多種并發(fā)癥[17-18]，熱射病患者常于小腦、中腦被蓋、海馬、丘腦、尾狀核、胼胝體等部位出現(xiàn)代表細(xì)胞毒性水腫的DWI高信號(hào)，并且常呈對(duì)稱性分布，雖然治療后部分患者這種細(xì)胞毒性水腫的MRI信號(hào)異常是可逆的，但近期或遠(yuǎn)期隨訪中常出現(xiàn)小腦萎縮。除了細(xì)胞毒性水腫，熱射病患者顱腦損傷主要表現(xiàn)還有微出血。SWI能靈敏的檢測(cè)到顱內(nèi)微出血灶，熱射病患者出現(xiàn)顱內(nèi)出血可能提示預(yù)后不良。DTI可定量研究反映白質(zhì)纖維束功能的改變，熱射病患者小腦組織FA值降低程度有助于判斷小腦神經(jīng)纖維損害情況。MRS可探測(cè)熱射病患者小腦代謝物異常，NAA/Cr降低的程度可以提示神經(jīng)元受損的程度，幫助評(píng)估熱射病患者病情的輕重。