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        一氧化碳中毒患者M(jìn)RI特點(diǎn)及DKI參數(shù)變化對(duì)病灶預(yù)后預(yù)判的價(jià)值

        2022-10-08 10:20:50邱強(qiáng)韓鑫許欣全志成
        海南醫(yī)學(xué) 2022年18期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)研究

        邱強(qiáng),韓鑫,許欣,全志成

        漢中市中心醫(yī)院影像科,陜西 漢中 723000

        一氧化碳(carbon monoxide,CO)中毒是較常見的中毒,多發(fā)于冬春之際,中毒后患者因缺氧而造成各器官受損,以腦部最為明顯[1]。盡管大多患者均能治愈,但仍有部分CO中毒患者會(huì)留下后遺癥,極少數(shù)患者出現(xiàn)持續(xù)昏迷甚至導(dǎo)致死亡,同時(shí)急性CO中毒在我國(guó)仍是中毒死亡的一大主要原因[2-3]。因此,早期評(píng)估CO中毒患者的病灶,對(duì)臨床救治的指導(dǎo)和減少致殘致死率,都有重要意義。擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)是近些年備受矚目的一種新的擴(kuò)散成像技術(shù)[4],相比傳統(tǒng)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的評(píng)估方式,DKI可對(duì)復(fù)雜細(xì)微的組織結(jié)構(gòu)量化?;诖?,本研究旨在分析CO中毒患者M(jìn)RI特點(diǎn)及DKI參數(shù)變化對(duì)病灶預(yù)后預(yù)判的價(jià)值。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料選取2018年3月至2021年3月于漢中市中心醫(yī)院收治的80例CO中毒患者作為病例組。納入標(biāo)準(zhǔn):符合CO中毒的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5];入選患者對(duì)本研究了解知情。排除標(biāo)準(zhǔn):非CO的其他氣體中毒;既往有顱腦損傷、腦血管疾病及腫瘤等病史;癲癇或精神類疾病。病例組中男性49例,女性31例;年齡28~75歲,平均(43.21±9.58)歲;中毒原因:煤爐取暖不當(dāng)33例,燃?xì)鉄崴魇褂貌划?dāng)27例,職業(yè)接觸12例,其他8例;中毒程度:輕、中度29例,重度51例。根據(jù)不同預(yù)后將患者分為預(yù)后良好組(n=48)和預(yù)后不佳組(n=32)。另選取同期30例在我院體檢的健康者作為正常組。兩組受檢者的性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性,見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

        表1 兩組受檢者的一般資料比較

        1.2 MRI檢查所有納入研究對(duì)象均行MRI檢查。具體方法:使用飛利浦公司3.0T核磁共振掃描儀,檢查開始前患者取仰臥位,患者均行常規(guī)MRI平掃、擴(kuò)散加權(quán)磁共振(diffusion weighted MR imaging,DWI)、DKI掃描。(1)常規(guī)平掃序列:橫軸T1WI序列(TR 1 530 ms,TE 9 ms)、T2WI序列(TR 3 700 ms,TE 96 ms)、矢狀位T2WI序列(TR 3 630 ms,TE 92 ms),層厚6 mm,層間距2 mm,F(xiàn)OV=24 cm×24 cm,矩陣320×224;(2)增強(qiáng)掃描序列:TR 4 000 ms,TE 92 ms,層厚6 mm,層間距2 mm,F(xiàn)OV=24 cm×24 cm,矩陣320×224,對(duì)比劑釓貝葡胺注射液(529 mg/mL×15 mL,上海博萊科信誼藥業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn),國(guó)藥準(zhǔn)字H20054702);(3)DKI序列:(TR 10 000 ms,TE92 ms),層厚6 mm,層間距2 mm,F(xiàn)OV=24 cm×24 cm,矩陣128×128,擴(kuò)散方向25個(gè)。

        1.3 圖像處理與觀察指標(biāo)由本院兩名有5年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師,在未知任何病理結(jié)果情況下,對(duì)圖像進(jìn)行審閱并分析。數(shù)據(jù)處理:將原始圖像上傳至飛利浦工作站IntelliSpace Portal,使用軟件FSL去除因采集數(shù)據(jù)過(guò)程中渦流產(chǎn)生的偽影和畸變,再對(duì)DKI、T1WI、T2WI進(jìn)行分割重建,使三者處于同一層面,由兩位放射科醫(yī)師分別選擇ROI(包括蒼白球、半卵圓中心和胼胝體),得到興趣區(qū)域的定量值,使用MRI軟件對(duì)峰度參數(shù)值進(jìn)行測(cè)量,每組數(shù)據(jù)均測(cè)量3次,取其中平均值。處理患者的DKI峰度參數(shù)值,包括各異向性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy,F(xiàn)A)、平均峰度(mean kurtosis,MK)、平均擴(kuò)散率(mean diffusion,MD)。

        1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法本文所有數(shù)據(jù)均采取雙人不交流錄入EXCEl表格,采取SPSS24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料符合正態(tài)分布,以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采取t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn);利用受試者工作曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)分析DKI參數(shù)對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判效能。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 病例組患者的MRI影像學(xué)表現(xiàn)80例CO中毒患者M(jìn)RI影像學(xué)顯示,最主要受累部位為基底節(jié)區(qū)(45.00%),表現(xiàn)為T1、T2長(zhǎng)信號(hào),DWI高信號(hào),其次是多區(qū)域受累,腦白質(zhì),大腦皮層單區(qū)域受累例數(shù)均少于多區(qū)域受累,見表2。

        表2 病例組患者的MRI影像學(xué)表現(xiàn)

        2.2 兩組受檢者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較病例組患者不同ROI區(qū)的FA值、MD值低于正常組,MK值均高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表3。

        表3 兩組受檢者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較(±s)

        表3 兩組受檢者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較(±s)

        部位半卵圓中心胼胝體蒼白球參數(shù)FA MD MK FA MD MK FA MD MK病例組(n=80)0.39±0.10 0.76±0.06 1.24±0.08 0.61±0.06 0.89±0.08 1.76±0.14 0.25±0.06 0.77±0.09 1.57±0.12正常組(n=30)0.46±0.12 0.88±0.07 1.10±0.09 0.92±0.05 1.15±0.07 1.35±0.10 0.28±0.04 0.95±0.11 1.08±0.10 t值3.092 8.920 7.897 25.189 15.682 14.679 2.532 8.778 19.907 P值0.003 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.013 0.001 0.001

        2.3 不同預(yù)后患者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較預(yù)后不佳組患者不同ROI區(qū)的FA值、MD值低于預(yù)后良好組,MK值高于預(yù)后良好組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表4。

        表4 不同預(yù)后患者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較(±s)

        表4 不同預(yù)后患者不同ROI區(qū)的DKI參數(shù)比較(±s)

        部位半卵圓中心胼胝體蒼白球參數(shù)FA MD MK FA MD MK FA MD MK預(yù)后不佳組(n=32)0.33±0.07 0.70±0.04 1.30±0.10 0.46±0.08 0.83±0.10 1.88±0.17 0.23±0.07 0.71±0.08 1.72±0.14預(yù)后良好組(n=48)0.43±0.12 0.80±0.07 1.20±0.07 0.71±0.05 0.93±0.07 1.68±0.13 0.26±0.05 0.81±0.10 1.47±0.11 t值4.251 7.315 5.265 17.213 5.265 5.953 2.237 4.733 8.920 P值0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.028 0.001 0.001

        2.4 不同ROI區(qū)DKI參數(shù)對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判價(jià)值經(jīng)ROC分析結(jié)果顯示,半卵圓中心FA值、MD值、MK值對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判AUC分別為0.614、0.707、0.745;胼胝體FA值、MD值、MK值對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判AUC分別為0.716、0.680、0.662;蒼白球FA值、MD值、MK值對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判AUC分別為0.747、0.703、0.685,見表5。

        表5 不同ROI區(qū)DKI參數(shù)對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判價(jià)值

        2.5 典型病例

        2.5.1 病例一女性患者,60歲,5 h前家屬發(fā)現(xiàn)患者昏迷不醒,家中門窗緊閉,室內(nèi)有一煤爐,爐內(nèi)煤火已熄滅,昏迷5 h來(lái)院。急診CT提示:雙側(cè)蒼白球區(qū)對(duì)稱性低密度影,符合一氧化碳中毒性腦病改變。復(fù)診MRI提示:右側(cè)海馬、雙側(cè)蒼白球、雙側(cè)腦室體后旁、胼胝體壓部及體后部見斑片狀T1WI低,T2WI高信號(hào),F(xiàn)LAIR及DWI均呈高信號(hào),ADC圖呈內(nèi)低外高信號(hào),見圖1~圖5。

        圖1 CT平掃圖像

        圖3 FLAIR圖

        圖4 DWI圖

        圖5 ADC圖

        2.5.2 病例二男性患者,22歲,17 h前家屬發(fā)現(xiàn)患者房屋門窗緊閉,呼叫無(wú)人應(yīng)答,電話無(wú)人接聽,誤以為熟睡,未引起重視。5 h前家人發(fā)現(xiàn)患者仍未起床,打開房門發(fā)現(xiàn)其躺在沙發(fā)上,呼之不應(yīng),口角有白色泡沫,室內(nèi)可見燃盡的煤炭火盆,室內(nèi)煤氣味明顯,未見嘔吐物,無(wú)呼吸困難,無(wú)肢體抽搐及大小便失禁。家人立即將患者移出室外,脫離煤氣環(huán)境后意識(shí)仍未恢復(fù),為求進(jìn)一步診治遂來(lái)我院,急診以“急性一氧化碳中毒”收入院,見圖6。

        圖6 病例二初次MRI平掃(約發(fā)病后48 h),包含T2WI,T1WI,F(xiàn)LAIR,DWI

        3 討論

        CO中毒是急診較常見的一種可致死的中毒方式,致殘率高、預(yù)后較差。CO中毒后不但引起大腦、心肌等組織器官受損,并且可能在中毒癥狀緩解、消失后的一段時(shí)間,又產(chǎn)生癡呆、錐體外癥狀的腦功能障礙,即遲發(fā)型腦病[6-7]。關(guān)于CO中毒對(duì)患者腦損傷的機(jī)制尚未達(dá)成統(tǒng)一意見[8-9]。有學(xué)者認(rèn)為高濃度CO和長(zhǎng)時(shí)間接觸造成碳氧血紅蛋白含量上升,進(jìn)而導(dǎo)致重度中毒[10]。早期及時(shí)評(píng)估患者的中毒和受損情況,對(duì)臨床的診治工作意義非凡。然而中毒患者腦組織受損程度缺乏可量化的生化、血清學(xué)指標(biāo),因此給患者的病灶及預(yù)后評(píng)估帶來(lái)較大難度。既往的影像學(xué)評(píng)估方式有CT、MRI等,其中MRI雖能無(wú)創(chuàng)、直觀地評(píng)價(jià)腦損傷,可常規(guī)MRI缺乏準(zhǔn)確的定量參數(shù),因而本研究分析DKI對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判價(jià)值。

        本研究結(jié)果顯示,病例組和正常組的一般資料并無(wú)明顯差異,但病例組的中毒原因主要是煤爐取暖和燃?xì)鉄崴魇褂貌划?dāng),這與既往研究關(guān)于CO中毒的主要原因大體上一致[11]。提示臨床應(yīng)叮囑患者在通風(fēng)的環(huán)境下正確使用燃?xì)狻⒚籂t,避免在封閉的環(huán)境下接觸高濃度的CO。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),病例組患者的MRI表現(xiàn)中,大部分患者受累部位為基底節(jié)區(qū),MRI特征為T1、T2長(zhǎng)信號(hào),DWI高信號(hào);另外有12例腦白質(zhì)、10例大腦皮層受累,T1、T2稍長(zhǎng)信號(hào),DWI稍高信號(hào),而多部位受累多于兩者,劉俊華[12]在對(duì)786例急性CO中毒患者的研究中指出,多數(shù)患者表現(xiàn)為基底節(jié)區(qū)核團(tuán)受累,與本研究結(jié)論一致。推測(cè)是該部位的側(cè)支循環(huán)欠缺豐富,血流運(yùn)作不暢,易導(dǎo)致缺血、缺氧現(xiàn)象產(chǎn)生。一項(xiàng)較早研究認(rèn)為,急性CO中毒患者雙側(cè)基底節(jié)區(qū)及皮層同時(shí)受累,DWI高信號(hào)[13],可能提示中毒程度較嚴(yán)重,有較高遲發(fā)性腦病的風(fēng)險(xiǎn),這些都說(shuō)明CO中毒患者的MRI特征較明顯。

        另一方面,不同ROI區(qū)DKI參數(shù)的比較中,病例組的半卵圓中心、胼胝體和蒼白球的FA、MD值低于正常組,MK值高于正常組,提示DKI參數(shù)能有效診斷CO中毒,張艷利等[14]的研究中亦發(fā)現(xiàn)對(duì)比正常人,CO中毒的患者均存在蒼白球FA降低、MK值升高的情況。此外,針對(duì)不同預(yù)后情況的患者,結(jié)果表明預(yù)后不佳組的FA、MD值低于預(yù)后良好組,MK值高于預(yù)后良好組,提示不同ROI區(qū)DKI參數(shù)均能有效預(yù)判CO中毒患者病灶預(yù)后情況。最近臨床研究提出,CO中毒后遲發(fā)性腦病患者的MK值高于非遲發(fā)性腦病患者[15],與本研究結(jié)果大致上接近,追其原因,主要是腦組織水腫導(dǎo)致細(xì)胞間隙減小,水分子彌散受限,進(jìn)而MD值下降,而白質(zhì)區(qū)的進(jìn)行性脫髓鞘、細(xì)胞凋亡以及應(yīng)激反應(yīng),激發(fā)機(jī)體的免疫反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞環(huán)境更復(fù)雜,MK值進(jìn)而增高[16-17]。最后,使用ROC進(jìn)一步分析DKI參數(shù)對(duì)CO中毒患者預(yù)后的預(yù)判價(jià)值,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同ROI區(qū)域的DKI參數(shù)對(duì)CO中毒患者預(yù)后狀態(tài)具有一定的評(píng)估價(jià)值。

        綜上所述,CO中毒患者具有較明顯的MRI特點(diǎn),主要表現(xiàn)為基底節(jié)區(qū)受累,T1、T2長(zhǎng)信號(hào)、DWI高信號(hào),并且DKI參數(shù)可有效預(yù)判患者預(yù)后。但研究尚存一定局限性,未對(duì)患者不同時(shí)期進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,DKI參數(shù)與病灶病變程度的相關(guān)性亦未有效探討,后續(xù)的工作應(yīng)著重對(duì)該部分內(nèi)容深入研究,以明確其臨床價(jià)值。

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