邢慶娜，孫永兵，趙 鑫，陸 林，廖俊杰，李雙宇，張小安

(鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450051)

孤獨(dú)癥譜系障礙(autism spectrum disorder， ASD)為嚴(yán)重發(fā)育障礙性疾病，臨床主要表現(xiàn)為明顯社會(huì)、溝通技能缺陷及刻板的興趣、行為模式。ASD已成為全球范圍內(nèi)的重大公共健康問(wèn)題，在美國(guó)，每54名8歲以內(nèi)兒童中即存在1例ASD患兒，且男童患病率高于女童[1]。目前ASD的具體發(fā)病機(jī)制仍未明確，多數(shù)ASD患兒常規(guī)顱腦MRI并無(wú)明顯異常，臨床主要依靠相關(guān)量表評(píng)估進(jìn)行診斷[2]。彌散峰度成像(diffusion kurtosis imaging， DKI)可顯示水分子非高斯彌散行為，以峰度參數(shù)反映組織異質(zhì)性[3]。本研究采用DKI評(píng)價(jià)ASD男童顱腦結(jié)構(gòu)改變，并與臨床量表進(jìn)行相關(guān)性分析。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2020年1月—2021年6月25例于鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院首次確診的ASD男童(ASD組)，月齡26～56個(gè)月，平均(37.4±7.9)個(gè)月。納入標(biāo)準(zhǔn)：①男童，月齡24～60個(gè)月；②符合美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)(diagnostic and statistical manual of mental disorders, DSM)第5版(DSM-5)ASD診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]；③兒童孤獨(dú)癥評(píng)定量表(childhood autism rating scale， CARS)得分≥30分；④無(wú)其他精神疾病史、無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病家族史、無(wú)精神藥物治療史及驚厥史；⑤未見(jiàn)顱內(nèi)病變。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在明顯出生缺陷；②MR檢查禁忌證。同期納入臨床發(fā)育評(píng)估結(jié)果正常的21名健康男童作為對(duì)照組，月齡24～55個(gè)月，平均(32.8±5.3)個(gè)月。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào)：2021-138-01)，檢查前兒童的監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 檢查前30 min予5%水合氯醛(0.5 ml/kg體質(zhì)量)灌腸。采用GE Signa Pioneer 3.0 T MR儀，配備21通道頭頸聯(lián)合線圈。于受檢兒童頭部?jī)蓚?cè)放置隔音海綿，向外耳道插入耳塞，待其熟睡后行顱腦MR掃描，于常規(guī)序列掃描后采集軸位DKI。掃描參數(shù)：TR 8 200 ms，TE 2.32 ms，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm，矩陣256×256，NEX 1，層厚 4 mm，層間距0，b值為0、1 000及2 000 s/mm2，掃描時(shí)間7 min 23 s，共29層。

1.3 圖像處理 將DICOM格式DKI導(dǎo)入iQuant后處理工作站，獲得各項(xiàng)DKI參數(shù)偽彩圖，包括各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy， FA)、平均彌散率(mean diffusivity， MD)及平均峰度(mean kurtosis， MK)。將偽彩圖依次導(dǎo)入ITK-SNAP 3.8.0軟件，由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師參照FA圖于雙側(cè)額葉(frontal lobe， FL)、頂葉(parietal lobe， PL)、內(nèi)囊前肢(anterior limb of internal capsule， ALIC)、內(nèi)囊后肢(posterior limb of internal capsule， PLIC)、丘腦(thalamus， THA)、尾狀核頭(head of caudate nucleus， HCN)及胼胝體膝(genu of corpus callosum， GCC)、胼胝體壓部(splenium of corpus callosum， SCC)勾畫(huà)ROI，使用圓形工具測(cè)量ROI正中部位DKI參數(shù)，每個(gè)參數(shù)均測(cè)量3次，計(jì)算其平均值，見(jiàn)圖1。

圖1 患兒男，34個(gè)月，ASD A～C.顱腦軸位DKI MD偽彩圖； D～F.顱腦軸位DKI MK偽彩圖 (紅色：FL；深藍(lán)色：PL；紫色：GCC；綠色：SCC；青色：ALIC；粉色：PLIC；橙色：THA；黃色：HCN)

1.4 基本資料 記錄受檢兒童體質(zhì)量及出生時(shí)孕周，并以格賽爾(Gesell)發(fā)育量表進(jìn)行評(píng)價(jià)；以發(fā)育商(developmental quotient， DQ)表示5個(gè)功能區(qū)發(fā)育的水平，包括適應(yīng)性行為(DQ1)、大運(yùn)動(dòng)(DQ2)、精細(xì)動(dòng)作(DQ3)、語(yǔ)言(DQ4)及個(gè)人社交行為(DQ5)；DQ≥86分正常，76～85分為邊緣狀態(tài)，55～75分為輕度發(fā)育遲緩，40～54分為中度發(fā)育遲緩，25～39分為中度發(fā)育遲緩，DQ≤24分為極重度發(fā)育遲緩。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較組間年齡、體質(zhì)量、出生孕周、Gesell發(fā)育量表評(píng)分及DKI參數(shù)的差異。采用Pearson相關(guān)性分析評(píng)價(jià)ASD患兒DKI參數(shù)與CARS、Gesell發(fā)育量表評(píng)分的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料 2組男童月齡、體質(zhì)量及出生孕周差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；ASD組Gesell發(fā)育量表評(píng)分結(jié)果均明顯低于對(duì)照組(P均<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 ASD組與對(duì)照組男童基本資料比較

2.2 DKI參數(shù) ASD組左側(cè)THA及GCC的MD低于對(duì)照組(P均<0.05)，雙側(cè)PLIC的MK低于對(duì)照組(P均<0.05)，見(jiàn)表2、3。

表2 ASD組與對(duì)照組顱腦各部位MD比較

表3 ASD組與對(duì)照組顱腦各部位MK比較

2.3 相關(guān)性分析 ASD患兒顱腦各部位MD、MK與CARS評(píng)分均未見(jiàn)顯著相關(guān)(r：-0.211～0.389，P均>0.05)；Gesell發(fā)育量表中的DQ3與GCC、右側(cè)ALIC、右側(cè)THA及右側(cè)HCN的MD均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.523、-0.615、-0.435、-0.484，P均<0.05)，與GCC的MK呈正相關(guān)(r=0.444，P<0.05)；DQ5與左側(cè)PLIC的MK呈正相關(guān)(r=0.536，P=0.010)。

3 討論

近年關(guān)于ASD患兒大腦改變的研究較多，其中結(jié)構(gòu)像研究以彌散張量成像(diffusion tensor imaging， DTI)為主，盡管研究結(jié)果并不完全一致，但多數(shù)研究[5-6]認(rèn)為ASD患兒社會(huì)溝通及認(rèn)知表現(xiàn)的普遍缺陷反映其整個(gè)大腦神經(jīng)連接的中斷，如非典型功能連接中斷及白質(zhì)通路特性改變。WOLFF等[7]發(fā)現(xiàn)ASD患兒小腦和胼胝體白質(zhì)通路異常，且FA與癥狀嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。SHUKLA等[8]指出，ASD患兒雙側(cè)FL的FA下降，雙側(cè)FL、顳葉及PL的MD增加，提示其中、短距離白質(zhì)纖維的完整性降低。

DKI技術(shù)由DTI技術(shù)發(fā)展而來(lái)，并引入彌散峰度概念，可量化水分子在實(shí)體環(huán)境中的彌散位移與理想高斯分布彌散位移之間的偏離，用以度量水分子在組織內(nèi)彌散受限程度及彌散的不均質(zhì)性[9]。MD反映水分子彌散運(yùn)動(dòng)速度，與方向無(wú)關(guān)。本研究ASD組左側(cè)THA及GCC的MD均低于對(duì)照組，與MCKENNA等[10]的結(jié)果基本相符，提示左側(cè)THA及GCC微結(jié)構(gòu)改變可造成核團(tuán)內(nèi)水分子彌散阻力升高、速度減慢。MK為水分子在各個(gè)方向的彌散位移偏離峰度的平均值[11]，與組織內(nèi)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度呈正相關(guān)。相關(guān)動(dòng)物研究表明，MK降低可能反映神經(jīng)元丟失、微膠質(zhì)化、髓鞘破壞[12]、神經(jīng)元解體及細(xì)胞毒性水腫[13]。本研究ASD組雙側(cè)PLIC的MK均低于對(duì)照組，進(jìn)一步支持前述研究結(jié)果；分析原因可能在于組織軸突包膜完整性降低，神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)丟失，神經(jīng)突正常結(jié)構(gòu)被破壞及髓鞘脫失，非高斯分布水分子彌散受限程度減輕，水分子運(yùn)動(dòng)程度下降；而左側(cè)PLIC的纖維束受損，導(dǎo)致信息傳遞功能受損，患兒個(gè)人社交行為DQ隨之降低。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，ASD組CARS評(píng)分與MD、MK均無(wú)明顯相關(guān)，可能因CARS為綜合性評(píng)價(jià)結(jié)果，而本研究囊括的腦區(qū)較少，未能全面反映其間的關(guān)聯(lián)；ASD組DKI參數(shù)與Gesell量表DQ相關(guān)性分析結(jié)果顯示，精細(xì)動(dòng)作DQ與GCC、右側(cè)ALIC、右側(cè)THA、右側(cè)HCN的MD均呈負(fù)相關(guān)，而與GCC的MK呈正相關(guān)，GCC內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變且與精細(xì)動(dòng)作密切相關(guān)，與既往研究[14-15]結(jié)果相符。胼胝體作為大腦最大的聯(lián)合纖維，其長(zhǎng)距離白質(zhì)通路普遍異常所致神經(jīng)連接減少可能是ASD患兒出現(xiàn)社會(huì)和認(rèn)知障礙的原因之一[16]。語(yǔ)言溝通障礙是ASD患兒就診的主要原因之一，但本研究未發(fā)現(xiàn)語(yǔ)言DQ與DKI參數(shù)存在相關(guān)性，可能因納入ROI對(duì)語(yǔ)言功能改變不敏感，而語(yǔ)言的形成與理解涉及更為復(fù)雜的高級(jí)中樞[17]。

本研究的局限性：①因臨床上男性患兒樣本量相對(duì)較大，且ASD患兒腦神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)存在性別差異[18]，本研究?jī)H對(duì)男童進(jìn)行分析而未涉及女童；②未根據(jù)疾病嚴(yán)重程度對(duì)ASD進(jìn)行分級(jí)比較；③手動(dòng)勾畫(huà)ROI可能存在誤差并損失部分信息。

綜上，ASD男童存在多腦區(qū)微結(jié)構(gòu)改變；GCC可能參與ASD的病理生理過(guò)程。DKI用于評(píng)估ASD具有廣闊前景。