磁共振弥散张量成像对偏瘫型脑瘫患儿颈总动脉交感神经网剥脱术后脑白质恢复的评价分析.pdf

学术论著ZHONGGUOYIXUEZHUANGBEI 57中国医学装备2023年8月第20卷第8期 China Medical Equipment 2023 August Vol.20 No.8*基金项目：国家自然科学基金(81660202)“颈总动脉交感神经网剥脱术对脑瘫患儿脑灌注和脑分子生物代谢影响的研究”新疆医科大学第七附属医院医学影像科 新疆 乌鲁木齐 830028新疆医科大学第二附属医院医学影像科 新疆 乌鲁木齐 830000*通信作者：作者简介：宋娟，女，(1983-)，本科学历，主管技师，从事中枢神经系统影像诊断及研究工作。文章编号 1672-8270(2023)08-0057-04 中图分类号 R445.2 R742.3 文献标识码 AAnalysis on the evaluation of magnetic resonance DTI on the recovery of cerebral white matter of pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy after common carotid artery sympathetic nerve net stripping/SONG Juan,MAYILA Xia-kan,NIE Cong-ke,et al/China Medical Equipment,2023,20(8):57-60.Abstract Objective:To analyze the evaluation of magnetic resonance diffusion tensor imaging(DTI)on the recovery of cerebral white matter of pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy who underwent common carotid artery sympathetic nerve net stripping.Methods:A total of 37 pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy who underwent common carotid artery sympathetic nerve net stripping were selected and were divided into case group,and 20 normal children were divided into health control group.Both two groups underwent conventional MRI and DTI examinations,and the anterior limb of internal capsule,posterior limb of internal capsule,knee of corpus callosum,compressed part of corpus callosum and pons were selected as region of interest(ROI),and the post processing software was applied to obtain fractional anisotropy(FA)for statistical analysis.Results:The FA values of the anterior limb of internal capsule,posterior limb of internal capsule,knee of corpus callosum,compressed part of corpus callosum and pons of case group were significantly less than those of health control group(t=7.851,t=7.940,t=2.126,t=3.141,t=2.552,P0.05),respectively.Compared with the FA values before surgery,the FA values of the anterior limb of internal capsule,posterior limb of internal capsule,knee of corpus callosum,compressed part of corpus callosum and pons of pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy increased 1 month after surgery,and they further increased 6 months after surgery,and the differences of them between before and after surgery were significant(F=18.002,F=8.981,F=3.724,F=5.273,F=3.270,P0.05),respectively.Conclusion:Common carotid artery sympathetic nerve net stripping can promote the recovery of cerebral white matter of pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy,which can take pediatric patients to obtain benefit from this surgery.DIT can visually display the morphology and direction of white matter fibers,which can be used as the imaging method to assess the recovery without invasion of cerebral white matter of pediatric patients with hemiplegic cerebral palsy after surgery.Key words Diffusion tensor imaging(DTI);Pediatric hemiplegic cerebral palsy;Common carotid artery sympathetic nerve net stripping;Recovery of cerebral white matterFirst-authors address Department of Medical Image,The Seventh Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830028,China.摘要 目的：颈总动脉交感神经网剥脱术对偏瘫型脑瘫患儿脑白质恢复的磁共振成像(MRI)弥散张量成像(DTI)评价。方法：选取在医院行颈总动脉交感神经网剥脱术的37例偏瘫型脑瘫患儿，并将其纳入病例组，另选取20名正常儿童作为健康对照组。对两组患儿进行常规MRI及DTI检查，选取内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部和脑桥为感兴趣区域并应用后处理工作软件获得各向异性分数(FA)进行统计分析。结果：病例组患儿内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部和脑桥感兴趣区的FA值均小于健康对照组，差异有统计学意义(t=7.851，t=7.940，t=2.126，t=3.141，t=2.552；P0.05)。术后1个月脑瘫患儿内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部及脑桥FA值与术前相比有所增加,术后6月进一步增加，手术前后比较差异有统计学意义(F=18.002，F=8.981，F=3.724，F=5.273，F=3.27；P0.05)。结论：颈总动脉交感神经网剥脱术可以促进脑瘫患儿脑白质的恢复，使脑瘫患儿从中获益，DTI能直观显示白质纤维形态及走行，可作为评估脑瘫患儿术后脑白质恢复无创的影像学检查方法。关键词 弥散张量成像(DTI)；儿童偏瘫型脑瘫；颈总动脉交感神经网剥脱术；脑白质恢复DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2023.08.012引用本文：宋娟,玛依拉夏侃,聂聪科,等.磁共振弥散张量成像对偏瘫型脑瘫患儿颈总动脉交感神经网剥脱术后脑白质恢复的评价分析J.中国医学装备,2023,20(8):57-60.宋 娟 玛依拉夏 侃 聂聪科 栾新平*磁共振弥散张量成像对偏瘫型脑瘫患儿颈总动脉交感神经网剥脱术后脑白质恢复的评价分析*脑瘫是一组由于胎儿或婴儿大脑非进行性损伤所致影响患儿运动、肌肉张力和协调性的永久性疾病，是儿童身体残疾的主要原因1。在脑瘫儿童中大约三分之一患有偏瘫型脑瘫，是由发育中的大脑单侧病变58 ZHONGGUOYIXUEZHUANGBEI学术论著中国医学装备2023年8月第20卷第8期 磁共振弥散张量成像对偏瘫型脑瘫患儿 颈总动脉交感神经网剥脱术后脑白质恢复的评价分析*-宋 娟 等引起的脑瘫形式，颈总动脉交感神经网剥落术是目前较常用于治疗脑瘫的外科手术之一，且多项相关的研究已证实了该手术对治疗脑瘫的有效性，可改善脑瘫患者运动功能、肌张力异常、手足徐动及流涎等2-4。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是近年来迅速发展的检测和量化脑白质变化的高分辨率成像技术，是无创性活体研究脑组织微观结构变化的方法。本研究旨在应用DTI技术探讨颈总动脉交感神经网剥落术对脑瘫患儿脑白质的影响。1 资料与方法1.1 一般资料 选取2019年6月至2021年6月在新疆医科大学第七附属医院和新疆医科大学第二附属医院接受颈总动脉交感神经网剥脱术的37例偏瘫型脑瘫患儿，并将其纳入病例组，另选取20名正常儿童作为健康对照组。病例组中男患儿21例，女患儿16例；年龄413岁，平均年龄(6.11.8)岁。健康对照组中男童10名，女童10名；年龄314岁，平均年龄(6.51.9)岁。本项研究经医院伦理委员会批准，并由患儿家属或法定监护人签署知情同意书。1.2 纳入与排除标准(1)纳入标准。病例组患儿符合偏瘫型脑瘫诊断标准；无严重智力障碍和遗传病史；临床资料完整且能配合完成手术。(2)排除标准。顽固性癫痫发作；既往有脑部创伤史及手术干预史；任何MRI禁忌证。1.3 仪器设备采用Achieva型3.0TX聚源磁共振扫描系统(荷兰Philips公司)进行MRI扫描。1.4 手术方式 病例组患儿气管插管全麻生效后，于术侧颈部设计一长约3.0 cm横行切口，沿胸锁乳突肌内缘分别纵向切开颈阔肌、锐性切开颈动脉鞘并保护周围神经。环形剥离颈总动脉周围网状结构，长度约46 cm，确认无出血后缝合切口。1.5 扫描方法及参数 脑瘫患儿术前1周、术后1个月及术后6个月进行检查。两组均使用3.0T MRI扫描，16通道头颈联合线圈，进行三维结构像(3D T1)数据及DTI数据采集：3DT1，重复时间(repetition time，TR)6.95 ms，回波时间(echo time，TE)3.15 ms，反转角8，分辨率1 mm1 mm1 mm，层数161；DTI，利用单层激发平面回波技术(single shot EPI,SS-EPI)序列，TR为9718.19 ms，TE为96.16 ms，反转角90，分辨率2 mm2 mm2 mm，b值分别为0，800 s/mm2，梯度编码方向数15个(即：1个b为0 s/mm2，15个b为800 s/mm2)，层数72。1.6 图像处理 DTI数据的处理使用飞利浦星云后处理工作站(IntelliSpace Portal，ISP)上所提供的MR diffusion工具进行：将上述采集到的数据进行质量检查，并导入ISP；进行DTI图像的配准校正，生成配准像(registration，Reg)前缀数据，然后对该数据进行阈值选择，去除噪声，生成脑掩模(mask)；对mask内的数据进行各向异性分数(fractional anisotropy，FA)图，扩散张量(diffusion tensor)图计算。在图像呈现过程中，FA的数值范围01，并据此进行伪彩上色；手动勾画两组皮质脊髓束(内囊前肢、内囊后肢及脑桥水平)、胼胝体膝部和压部感兴趣的FA值进行分析。1.7 观察与评价指标比较病例组患儿术前及术后各感兴趣区域FA值与健康对照组的差异，以及病例组患儿术前和术后各感兴趣区域FA值的差异。1.8 统计学方法通过SPSS25.0统计软件对获得的数据进行统计学分析。正态分布的计量资料以均值标准差(x-s)表示，采用独立样本t检验，多项间正态分布计量资料间通过完全随机设计资料方差法进行分析，两两比较采用LSD-t进行分析，以P0.05为差异有统计学意义。学术论著ZHONGGUOYIXUEZHUANGBEI 59中国医学装备2023年8月第20卷第8期 磁共振弥散张量成像对偏瘫型脑瘫患儿 颈总动脉交感神经网剥脱术后脑白质恢复的评价分析*-宋 娟 等表1 病例组患儿术前各感兴区与健康对照组FA值比较(x-s)组别例数内囊前肢内囊后肢胼胝体膝部胼胝体压部脑桥健康对照组200.440.030.530.040.600.100.720.150.390.17病例组370.370.040.430.040.470.040.500.060.300.03t值7.8517.9402.1263.1412.522P值0.0010.0010.0380.0030.019注：表中FA为各向异性分数。表2 37例病例组患儿术前和术后不同时间各感兴趣区FA值比较(x-s)时间内囊前肢内囊后肢胼胝体膝部胼胝体压部脑桥手术前0.370.040.430.040.470.040.500.060.300.03术后1个月0.390.040.450.040.500.040.530.070.330.03术后6个月0.420.040.470.040.520.030.550.060.340.04F值18.0028.9813.7245.2733.272P值0.0010.0010.0270.0080.042注：表中FA为各向异性分数。2 结果2.1 病例组患儿术前各感兴趣区域FA值与健康对照组比较病例组患儿术前内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部以及脑桥FA值均小于健康对照组，差异均有统计学意义(t=7.851，t=7.940，t=2.126，t=3.141，t=2.552；P0.05)，见表1。2.2 病例组患儿术前和术后各感兴趣区域FA值比较与术前对比，术后1个月病例组患儿内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部及脑桥FA值增加,术后6个月进一步增加，手术前后比较差异有统计学意义(F=18.002，F=8.981，F=3.724，F=5.273，F=3.27；P0.05)，见表2。2.3 病例组患儿术后各感兴趣区FA值与健康对照组比较病例组患儿术后6个月各感兴趣区域FA值低于健康对照组，差异均有统计学意义(t=2.088，t=5.424，t=2.075，t=2.522，t=2.381；P0.05)，见表3。3 讨论目前，用于治疗脑瘫的方法包括物理疗法、药表3 病例组患儿术后6个月FA值与健康对照组比较(x-s)组别例数内囊前肢内囊后肢胼胝体膝部胼胝体压部脑桥健康对照组200.440.030.530.040.600.100.720.150.390.17病例组370.420.040.470.040.520.030.550.060.340.04t值2.0885.4242.0752.5222.381P值0.0410.0010.0430.0190.026注：表中FA为各向异性分数。物使用和外科手术等。颈动脉外膜剥脱术是较常用的外科手术之一，而脑瘫患儿脑部往往存在血流灌注不足、脑白质变性以及脑实质出血等微环境改变。颈动脉外膜剥脱术去除交感神经部分收缩颅内血管的作用,进而增加大脑的血液供应，脑微循环的灌注情况得到改善后，可使脑细胞代谢水平显著提高，同时能促进缺血区侧支循环建立，使受损的脑细胞逐渐修复5。脑瘫的损伤通常包括脑白质的弥漫性损伤和(或)局灶性病变，是引起脑瘫最常见的原因之一，而且脑白质与运动障碍，语言功能及认知功能等密切相关6-9。此外，脑瘫中白质病变被认为是对治疗的反应如此多变的原因之一。因此，研究脑白质纤维束的改变对于更精确的评估脑瘫，判断手术疗效有重要的意义。随着MRI技术的发展，逐渐出现了多种功能成像技术，其中DTI技术越来越多地被用于评估脑白质的损伤10。DTI是一种新兴的能够检测白质微观结构的MRI技术，凭借量化水分子扩散特性的能力提供有关神经束微观结构状态的信息，揭示脑组织微观组织特征10。DTI技术的出现为探索活体人脑白质变化提供了一种60 ZHONGGUOYIXUEZHUANGBEI学术论著非侵入性工具，其可无创性提供人脑神经纤维束的分布与走行、紧密度、髓鞘化等方面的信息。在DTI的定量参数中FA使用广泛，亦是髓鞘完整性的标志，其FA值变化范围为01，FA值越大表明神经传导能力越强，反之则越弱。本研究对37例偏瘫型脑瘫患儿与20名正常儿童内囊前肢，内囊后肢，胼胝体膝部，胼胝体压部和脑桥的FA值进行了对比，其研究结果显示脑瘫患儿不同部位的FA值低于正常受试儿童，提示脑瘫患儿相应部位存在白质纤维束的完整性受损，这与以往的研究结果一致11-13。此外，本研究进一步通过白质纤维束FA值的变化，反映了颈动脉外膜剥脱术对脑瘫患儿的疗效。本研究对脑瘫患儿术前1周，术后1个月和6个月时的白质纤维束FA值进行了比较，其结果显示，术后1个月脑瘫患儿不同区域的脑白质得到不同程度的恢复，差异有统计学意义。虽然脑瘫患儿的脑部损伤是非进行性永久性损伤，但发育中的大脑具有可塑性潜力，通过适当的治疗可以促进受损组织的再生、修复，从而达到促进结构重塑及功能恢复的目的。本研究还观察到，术后6个月脑瘫患儿相应区域的FA值进一步提高，表明脑瘫患儿术后脑白质的恢复是一个连续变化的过程。4 结论脑瘫患儿的治疗以综合治疗为主，通过系统的康复训练以及外科手术等方法可改善其临床表现，很大程度上减轻患儿的残疾程度。颈总动脉交感神经网剥脱术是重要的干预方法之一，该手术可以促进脑瘫患儿脑白质的恢复，使脑瘫患儿从中获益；DTI技术可显示脑白质细微结构变化，其FA值为临床评估术后疗效提供客观的数值分析，具有临床应用意义。参考文献 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