張朋，陳巖，劉鵬

1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京兒童醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210008；

2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 放射科，江蘇 南京 210029

磁共振在腦癱診療中的研究進(jìn)展

張朋1，陳巖2，劉鵬1

1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京兒童醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210008；

2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 放射科，江蘇 南京 210029

0 前言

腦性癱瘓（Cerebral Oalsy，CP）簡(jiǎn)稱腦癱，為嬰兒出生前后一個(gè)月內(nèi)由于各種原因所導(dǎo)致的顱腦損傷或發(fā)育缺陷所引起的姿勢(shì)異?；蜻\(yùn)動(dòng)障礙，屬于非進(jìn)行性腦損傷，臨床可分為痙攣型、不隨意運(yùn)動(dòng)型、共濟(jì)失調(diào)型、肌張力低下型和混合型5種。病因和損害程度不同會(huì)使患兒大腦產(chǎn)生不同的病理改變，因而產(chǎn)生不同的腦癱類型[1]。早診斷、早治療，特別是中西醫(yī)結(jié)合綜合治療是腦癱康復(fù)治療的重要原則。由于兒童特殊的生理時(shí)期、年齡階段以及腦功能受損等原因，臨床通過(guò)表現(xiàn)癥狀對(duì)其做出早期診斷非常困難[2]。磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）因其無(wú)放射線危害、任意切面成像和對(duì)軟組織分辨率高等特點(diǎn)，以及擴(kuò)散張量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）等特殊成像技術(shù)的應(yīng)用，已成為當(dāng)今腦性癱瘓的首選檢查方式，可以為臨床對(duì)腦癱兒童的診斷和康復(fù)計(jì)劃的制定提供依據(jù)，有助于腦癱病因的分析和預(yù)后判斷。本文將MRI檢查在腦癱兒童中的應(yīng)用作一綜述。

1 常規(guī)磁共振檢查

常規(guī)磁共振（MR）檢查主要包括T1WI、T2WI和FLAIR等序列，其中T1WI和T2WI可對(duì)患兒的腦實(shí)質(zhì)信號(hào)、灰白質(zhì)界限以及腦溝、腦裂、腦池和腦室的大小形態(tài)進(jìn)行分析，F(xiàn)LAIR序列可抑制腦脊液的高信號(hào)，使鄰近腦脊液、具有高信號(hào)（長(zhǎng)T2）的病變得以顯示清楚,有利于脫髓鞘等腦室旁病變的檢出。結(jié)合矢狀位、冠狀位和橫斷位等多角度成像，常規(guī)MR可顯示絕大多數(shù)腦癱患兒的腦組織病變。有學(xué)者將腦癱患兒的腦改變分為以下幾種類型：① 早產(chǎn)兒類腦損傷，包括出血后腦軟化和腦室周?chē)踪|(zhì)軟化（PeriVentricular Ieucomalacia，PVL）；② 足月兒類腦損傷，包括多發(fā)囊性腦軟化、皮質(zhì)梗死、皮質(zhì)下白質(zhì)軟化和基底節(jié)區(qū)腦損傷等；③ 先天性腦發(fā)育畸形，包括胼胝體發(fā)育不良，巨腦回畸形、腦穿通畸形、先天性小腦發(fā)育不良等；④ 無(wú)法分類型，包括單側(cè)或雙側(cè)腦萎縮、大腦中動(dòng)脈梗死等，以上所有分型常規(guī)MR均可清晰顯示[3]。

髓鞘化延遲、胼胝體發(fā)育不良、腦萎縮、PVL、腦軟化灶、基底節(jié)損傷、小腦萎縮、腦室擴(kuò)大、巨腦回畸形、復(fù)雜混合性病變等是腦癱患兒MRI中常見(jiàn)的形態(tài)異常。MRI表現(xiàn)與CP病因相關(guān)分析結(jié)果提示：PVL與缺氧、腦室旁白質(zhì)代謝特點(diǎn)及腦室旁膠質(zhì)分化的易損性相關(guān)；腦軟化灶與缺氧、顱內(nèi)出血及出血性腦梗塞有關(guān)；腦萎縮多繼發(fā)于多發(fā)囊性腦軟化；腦發(fā)育不良可能與遺傳、母體妊娠前3個(gè)月宮內(nèi)感染、血管及外傷性病變有關(guān)；腦室擴(kuò)大、腦積水可能與顱內(nèi)感染有關(guān)[4-6]。Bax等[5]報(bào)道351例腦癱患兒病例，發(fā)現(xiàn)腦白質(zhì)髓鞘化障礙，包括最常見(jiàn)的PVL（42.5%）、基底節(jié)區(qū)損傷（12.8%）、皮質(zhì)和皮質(zhì)下受損（9.4%）、腦形態(tài)畸形（9.1%）、梗死性軟化灶（7.4%）、混合性改變（7.1%），正常（11.7%）。腦癱各類型的MRI異常率亦各不相同，痙攣型偏癱和四肢癱的MRI異常率為100%，痙攣型雙癱和共濟(jì)失調(diào)型腦癱MRI異常率約為90%，而不隨意運(yùn)動(dòng)型腦癱異常率僅為50%。

足月兒與早產(chǎn)兒腦癱類型的構(gòu)成不同，早產(chǎn)兒以痙攣性雙癱多見(jiàn)，而足月兒偏癱和共濟(jì)失調(diào)型的比例要高于早產(chǎn)兒。在MR異常影像上的變化早產(chǎn)兒和足月兒也不相同，早產(chǎn)兒以PVL常見(jiàn)，亦多見(jiàn)于除共濟(jì)失調(diào)型外的其他類型，其原因可能與不同發(fā)育階段顱腦受損原因不同有關(guān)；足月產(chǎn)腦癱患兒的MRI異常表現(xiàn)則見(jiàn)于腦癱的各種類型。Krageloh-Mann等[6]匯集了1990年以來(lái)用英語(yǔ)發(fā)表的有關(guān)論文，包括痙攣型和運(yùn)動(dòng)障礙型腦癱。6項(xiàng)資料完善的研究提示在388例患兒中，有異常MRI顯示的患兒占86%，可追究病因的占83%。另有14項(xiàng)達(dá)到論文入選標(biāo)準(zhǔn)的研究提示，異常MRI出現(xiàn)率為91%（930/l022），其中以PVL最常見(jiàn)，占56%；皮質(zhì)損害占18%；腦發(fā)育不良占9%。腦發(fā)育異常足月兒占16%，早產(chǎn)兒占2.5%；皮質(zhì)損傷足月兒占33%，早產(chǎn)兒占4%。所以這兩項(xiàng)病變常見(jiàn)于足月腦癱患兒。PVL更常見(jiàn)于早產(chǎn)兒，而足月兒僅為20%。約有75%的早產(chǎn)腦癱患兒可發(fā)現(xiàn)MRI異常，大約10%存在腦發(fā)育異常。

腦癱缺乏特異性的MRI表現(xiàn)，不同的腦癱類型可有同樣的MRI表現(xiàn)，同樣的腦癱類型也有不同的MRI征象。腦癱的常規(guī)MRI表現(xiàn)可部分揭示腦癱患兒腦組織的解剖基礎(chǔ)，了解其受損程度。

2 特殊磁共振檢查技術(shù)

2.1 磁共振擴(kuò)散張量成像

磁共振DTI是在彌散加權(quán)成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的檢查技術(shù)[7]。常規(guī)MRI雖然能顯示大多數(shù)患兒腦部結(jié)構(gòu)異常和病理變化，但無(wú)法顯示患兒腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束的形態(tài)分布。DTI可以生成三維彩色編碼張量圖和部分各向異性圖（FA圖），直觀顯示腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束的形態(tài)、走形和分布。兒童腦白質(zhì)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值與年齡呈負(fù)相關(guān)，內(nèi)囊、皮質(zhì)脊髓束、左側(cè)弓形纖維束和右下縱行纖維束FA值與年齡呈正相關(guān)[8]。

DTI可以立體直觀地顯示神經(jīng)纖維束的走形、形態(tài)、受損部位和程度，其中根據(jù)FA值的變化還可以發(fā)現(xiàn)隱匿性輕微腦白質(zhì)受損。Thomas等[9]對(duì)正常及腦癱患兒進(jìn)行DTI對(duì)照研究顯示，偏癱型患兒病變側(cè)皮質(zhì)脊髓束、皮質(zhì)核束等纖維數(shù)量較正常側(cè)明顯減少；胼胝體、扣帶回、上縱束和小腦中腳纖維數(shù)量則無(wú)明顯變化；腦白質(zhì)損傷病灶及病變側(cè)丘腦ADC值明顯增加，F(xiàn)A值明顯下降。張曉凡[10]等對(duì)300例腦癱患兒和正常組對(duì)照研究顯示，腦癱組腦干皮質(zhì)脊髓束、內(nèi)側(cè)丘系、大腦腳、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢、內(nèi)囊膝、放射冠、胼胝體膝部、胼胝體壓部、上縱束、弓狀束、扣帶回、丘腦后輻射等部位纖維束較正常組明顯缺失和稀疏，走形異常，F(xiàn)A值顯著降低。當(dāng)大腦不同中樞區(qū)域受損時(shí)，腦癱患兒將表現(xiàn)出相應(yīng)的功能障礙，程度和受損程度呈正相關(guān)。例如胼胝體是連接兩側(cè)大腦半球的運(yùn)動(dòng)中樞，語(yǔ)言中樞和參與共濟(jì)運(yùn)動(dòng)的重要組織區(qū)域，當(dāng)胼胝體受損時(shí)可出現(xiàn)兩側(cè)大腦半球的連接失效；皮質(zhì)脊髓束主管肢體運(yùn)動(dòng)功能，當(dāng)其受損時(shí)，患兒可出現(xiàn)肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙[11]。因此可根據(jù)DTI圖像中神經(jīng)纖維束受損部位和程度對(duì)腦癱患兒的預(yù)后作出判斷。

2.2 功能磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）

fMRI作為目前影像學(xué)領(lǐng)域新的重要研究技術(shù)，能從功能水平檢測(cè)顱腦發(fā)育水平和損傷程度，具備更高的靈敏度和準(zhǔn)確度，將腦癱兒童腦損傷診斷水平提到更高層次。與其他功能成像技術(shù)相比，基于檢測(cè)血氧水平依賴（Blood Oxygen Level Dependent，BOLD）信號(hào)變化的fMRI技術(shù)具有更高的時(shí)間和空間分辨率，并且具有無(wú)創(chuàng)性，可獲取腦癱患兒大腦葡萄糖代謝和腦血流變化的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大腦信息處理的動(dòng)態(tài)過(guò)程，為呈現(xiàn)大腦的瞬時(shí)反應(yīng)提供醫(yī)學(xué)影像信息。對(duì)于腦癱患兒fMRI的研究有許多局限，例如數(shù)據(jù)采集相對(duì)成人和正常兒童較困難等，但因?yàn)槟X癱患兒大腦處于快速發(fā)育中，其研究?jī)r(jià)值尤為重要，隨之發(fā)展起來(lái)的靜息腦功能成像技術(shù)（Resting-state fMRI）無(wú)需相關(guān)刺激，研究大腦靜息狀態(tài)下的自發(fā)活動(dòng)，特別適合不配合的腦癱患兒[12]。Heep A[13]等發(fā)現(xiàn)對(duì)初生早產(chǎn)兒進(jìn)行手部刺激后，fMRI可在皮層軀體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)沖動(dòng)產(chǎn)生。非刺激條件下的研究進(jìn)一步證實(shí)靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)存在于不同年齡階段的兒童[14]，且處于動(dòng)態(tài)發(fā)育過(guò)程中。

2.3 磁共振波譜分析（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）

MRS是檢測(cè)活體細(xì)胞內(nèi)代謝物的一種無(wú)創(chuàng)性的檢查方法，尤以1H-MRS應(yīng)用較為普遍，可以檢測(cè)多種神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)，如N-乙酰谷氨酰胺、肌酸/磷酸肌酸、膽堿及乳酸等，反映相關(guān)區(qū)域神經(jīng)元或軸突活性、細(xì)胞能量及細(xì)胞膜狀態(tài)的信息。MRS能敏感地反映小兒腦發(fā)育過(guò)程中的代謝變化，觀察組織不同區(qū)域代謝產(chǎn)物濃度的變化，發(fā)現(xiàn)尚未出現(xiàn)形態(tài)學(xué)改變的早期病理改變，檢測(cè)出神經(jīng)元軸突喪失或損害最嚴(yán)重的部位。Kamei等[15]研究?jī)衫吣懠t素病致腦癱患兒，常規(guī)MRI正常，但MRS顯示代謝異常，其雙側(cè)殼核和蒼白球區(qū)Glx/Cr比例較對(duì)照組高，可能是膽紅素誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性永久損害谷氨酸-谷氨酰胺代謝所致。但目前MRS在腦癱診斷中的應(yīng)用研究較少。

2.4 基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量（Voxel Based Morphometry，VBM）

VBM是一種在體素水平對(duì)腦MR影像進(jìn)行定量分析的技術(shù),能定量計(jì)算局部灰、白質(zhì)密度和體積的改變, 從而精確地顯示腦組織體積。首先用T1WI序列進(jìn)行全腦容積掃描，計(jì)算機(jī)自動(dòng)利用容積數(shù)據(jù)計(jì)算出腦白質(zhì)和灰質(zhì)體積。Padovani A[16]等學(xué)者把VBM技術(shù)應(yīng)用于進(jìn)行性核上腦癱患者的腦容積研究顯示，核上腦癱患者腦白質(zhì)體積明顯減少，腦灰質(zhì)體積亦有不同比例的雙側(cè)對(duì)稱性減少。Lee等[17]發(fā)現(xiàn)PVL患兒腦白質(zhì)容積減少，但是白質(zhì)容積減少多少和患兒的運(yùn)動(dòng)功能障礙程度無(wú)明顯相關(guān)性。VBM可作為一項(xiàng)重要參考數(shù)據(jù)作為腦癱患兒診斷的補(bǔ)充。

3 總結(jié)和展望

MRI常規(guī)掃描可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)腦癱患兒的腦組織異常，但不能對(duì)腦神經(jīng)纖維束的形態(tài)和受損狀況進(jìn)行顯示，而DTI則能很好的對(duì)腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束進(jìn)行立體的呈現(xiàn)和量化，為腦癱患者的MRI數(shù)據(jù)提供重要補(bǔ)充。但是DTI仍有很多不足，如容易受磁敏感效應(yīng)和噪聲的影響出現(xiàn)偏差等。不過(guò)作為迄今為止唯一可對(duì)神經(jīng)纖維束進(jìn)行追蹤的成像技術(shù)，DTI仍可為腦癱兒童的診治提供重要幫助，有學(xué)者將DTI和VBM聯(lián)合起來(lái)對(duì)腦癱患者進(jìn)行研究取得良好效果。fMRI和MRS分別從腦功能和代謝層面對(duì)腦癱患兒的腦組織進(jìn)行研究，雖然此方面研究和文獻(xiàn)較少，但為從不同角度對(duì)腦組織的損傷進(jìn)行認(rèn)識(shí)和評(píng)估提供了兩種新的切入點(diǎn)，相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，它們將發(fā)揮更重要的作用。

綜上所述，MRI作為腦癱診斷的首選檢查方法，常規(guī)磁共振掃描配合DTI、fMRI、MRS和VBM等特殊成像技術(shù)，可以為腦癱患兒的診斷和治療提供多方面的參考數(shù)據(jù)，為臨床對(duì)腦癱患兒的病因分析、早期診斷、早期干預(yù)和預(yù)后分析提供依據(jù)。

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Research Development of MRI in Diagnosis and Treatment of Cerebral Palsy

ZHANG Peng1, CHEN Yan2,

LIU Peng1

1.Department of Radiology, Nanjing Children's Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210008, China; 2.Department of Radiology, Affliated Hospital to Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing Jiangsu 210029, China

磁共振是腦癱的首選檢查方法，有助于臨床對(duì)腦癱的診斷、康復(fù)治療和預(yù)后分析。本文闡述了常規(guī)磁共振及特殊磁共振技術(shù)在腦癱診療中的研究進(jìn)展，分析了彌散張量成像、波譜分析、腦功能成像以及基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量等特殊磁共振檢查方法的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)，指出常規(guī)磁共振聯(lián)合特殊磁共振的應(yīng)用能夠分別從形態(tài)、纖維束、代謝、信息處理和腦灰白質(zhì)容積等方面對(duì)腦癱患兒大腦進(jìn)行分析。

磁共振；腦癱；擴(kuò)散張量成像；功能磁共振成像；波譜分析；形態(tài)學(xué)測(cè)量

As the preferred method of examination of cerebral palsy, MRI plays an important role in its diagnosis, rehabilitation and prognosis. This paper focuses on the application and development of MRI in diagnosis of cerebral palsy, and analyzes the differences and respective advantages of different MRI examination methods, such as diffusion tensor imaging (DTI), spectroscopy, functional brain imaging and voxel-based morphometry. Finally, this paper points out that regular MRI combining with special applications can be applied to analyze the condition of children with cerebral palsy, from aspects of morphology, fber bundles, metabolism, information processing, and the volume of the brain gray matter.

MRI; cerebral palsy; diffusion tensor imaging; functional MRI; spectroscopy; voxel-based morphometry

R814.42；R742.3

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.05.023

1674-1633(2014)05-0071-03

2013-10-25

2013-12-25

本文作者：張朋，技師，主要從事CT、MRI等影像技術(shù)工作。

作者郵箱：jiushizhu2003@163．com