磁共振波谱分析在儿童病毒性脑炎中的应用研究

樊彩芳　田培超　周莹莹　董　伟　张继要　史丹丹　罗　强(通讯作者)

郑州大学第一附属医院儿科中心　郑州　450052



磁共振波谱分析在儿童病毒性脑炎中的应用研究

樊彩芳田培超周莹莹董伟张继要史丹丹罗强(通讯作者)

郑州大学第一附属医院儿科中心郑州450052

【摘要】目的通过氢质子波谱分析(1H-proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)研究病毒性脑炎患儿的颅脑异常生化代谢特点及其临床意义。方法 对20例病毒性脑炎患儿进行回顾性分析，行头颅3.0T MRI检查，以病灶部位和对侧正常部位为感兴趣区(ROI)行1H-MRS检查。分别测定病灶区和对照侧的NAA、NAA/Cr、NAA/Cho，并进行统计学分析。结果 MRI检查均发现病灶，多数病例为多部位受累。1H-MRS检查结果均有异常，与对照侧比较，病灶区NAA下降，NAA/Cr、NAA/Cho均降低，且病情越重，比值下降越明显。结论Cr、Cho均可以作为脑组织代谢变化的参照指标。MRS与MRI相结合，对儿童病毒性脑炎的早期诊断有重要作用，对病情严重程度和评估预后有显著价值。

【关键词】磁共振波谱分析；病毒性脑炎；儿童

病毒性脑炎是儿童时期常见的中枢神经系统感染性疾病，由病毒感染造成脑膜及脑实质病变，并引起一系列相关临床表现。患儿病情轻重不等，治疗效果不同，轻者可自行缓解，预后良好，重者可遗留神经系统后遗症，甚至死亡。既往资料多从脑脊液细胞学检查、脑电图、头颅影像学检查(MRI、CT)等方面研究病毒性脑炎。磁共振波谱(MRS)分析是目前唯一无创性定量分析人体器官组织代谢生化及化合物的方法，已广泛应用于临床。目前国内外关于MRS与儿童病毒性脑炎的应用研究较少。本文通过对20例病毒性脑炎患儿进行氢质子磁共振波谱(1H-MRS)检查，探讨病毒性脑炎患儿神经代谢变化特点，研究其对病情严重程度和预后评估的应用价值。

1资料和方法

1.1一般资料收集2013-07—2014-09我院小儿神经病区收治的20例病毒性脑炎患儿，男14例，女6例，男：女=2.3：1。年龄1～14岁，中位年龄7岁。1～3岁6例，>3～6岁4例，>6～14岁10例。

1.2入组标准 本组病例均参照《实用儿科学》儿童病毒性脑炎的诊断标准[1]。(1)临床症状：急性起病，多数出现发热、头痛、惊厥、意识障碍等症状；(2)体征：临床体征支持脑实质受累表现，病理征阳性15例(75%)；(3)脑脊液：脑脊液生化、常规异常。本组病例中脑脊液白细胞数(3～348)×106个/L，白细胞数(15～348)×106个/L 16例(80%)，单核细胞为主18例(90%)。(1)+(2)+(3)为诊断标准，(1)+(2)、(1)+(3)或仅有(1)需排除以下疾病：(1)其他病原微生物引起的中枢神经系统感染：化脓性脑膜炎、结核性脑膜炎、真菌性脑膜炎；(2)脑血管病、脑外伤后颅内感染、脑肿瘤等；(3)遗传代谢病累积中枢神经系统、中毒性脑病等。

1.3MRI检查利用我院德国西门子公司Trio Tim 3.0T磁共振仪对20例病毒性脑炎患儿行头颅MRI检查，头部正交线圈，仰卧位，头先进，常规行轴位扫描，扫描序列包括T1WI、T2WI和FLAIR序列，FOV：22×22 cm，TR/TE=5 500/112 ms，矩阵256×256，层数24，层厚5 mm，间距1.5 mm，扫描时间1.5～2 min。

1.4MRS检查 利用我院德国西门子公司Trio Tim 3.0T磁共振仪对20例入组患儿行头颅1H-MRS检查，结合头部MRI检查结果，分别以头部MRI发现的病灶部位和对侧正常部位为感兴趣区(ROI)。MRS扫描采用点分辨自旋回波序列(Press序列)，TR=1 700 s，TE=135 ms，AVE4次，频宽1 200 Hz，体素10 mm×10 mm×10 mm。扫描结束后，使用磁共振扫描仪自带软件完成基线校正，识别代谢物，绘制代谢物波谱曲线，测量N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)、肌酸复合物(Cr)的峰下面积，完成NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的计算。

2结果

2.1MRI检查结果 20例患儿均发现病灶，表现为片状或斑片状长T2信号，部分病例为长T1长T2信号(图1-a、b)，受累部位包括丘脑(10例)、基底节(4例)、额叶(4例)、中脑(3例)、脑桥(3例)、颞叶(3例)，胼胝体、海马亦有累计，大多数病例为多部位受累，部分为双侧累及。临床表现越重的患儿，头MRI表现异常部位越多，受累程度越广泛。

2.21H-MRS检查结果 入组病例1H-MRS检查结果均有异常，病灶区与对照侧相比(见图1c、d)，NAA下降，Cho升高(10例)或降低(10例)，NAA/Cr降低，NAA/Cho降低。病灶区与对照侧NAA/Cr、NAA/Cho分别进行比较，差异有统计学意义(P值均<0.05)。见表1。病灶区的NAA/Cr、NAA/Cho比较差异无统计学意义(t值=0.180，P=0.858)。

图1　病毒性脑炎患儿头颅MRI表现及1H-MRS检查NAA、Cho、Cr波谱图a：标记处为右侧额叶片状长T1信号　b：标记处为右侧额叶片状长T2信号　c：以病变区为“ROI”的代谢物波谱曲线　d：以对侧相应区为“ROI”的代谢物波谱曲线

组别NAA/CrNAA/Cho病变区0.92±0.300.90±0.32对照侧1.44±0.341.45±0.50t值8.4576.230P值0.0000.000

3讨论

MRS是根据磁共振成像技术和化合物中原子的化学位移现象，直接测量活体组织器官的化合物及代谢物的无创性、功能性影像技术。目前应用于临床的MRS主要为1H-MRS和31P-MRS。1H-MRS可以检测到N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)、肌酸复合物(Cr)、乳酸(Lac)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)等代谢物在组织器官的相对浓度。NAA主要位于神经元和轴索中，是神经损伤标志物，峰值减低可反映神经元的活性减低或丧失、数量减少。Cho是细胞膜磷脂代谢主要成分胆碱总水平和细胞膜的合成与降解，可在细胞增殖、炎症及发生脱髓鞘病变时增高。Cr是能量代谢的物质，是神经元胞质的高能磷酸储备。有研究表明[2]，Cr在同一个个体脑内不同代谢条件下相对稳定，故可作为参照以衡量其他代谢物的浓度变化。MRS现已广泛应用于神经肿瘤、脑梗死、颞叶癫痫、颅脑外伤、帕金森病、前列腺癌等疾病，对疾病的病理生理变化、早期诊断、治疗效果及判断疾病预后均有重要的意义[3]。

病毒性脑炎的诊断主要依据流行病学、临床表现、神经系统体征、脑脊液检查、脑电图及影像学等辅助检查，同时排除化脓性脑膜炎、结核性脑膜炎、隐球菌脑膜炎、支原体脑炎等其他中枢神经系统感染性疾病。治疗上以抗病毒治疗为主，对症支持治疗是仅次于抗病毒的重要治疗措施，包括精心护理、维持内环境稳定、营养支持、降温与止惊、降颅压、早期激素及丙种球蛋白的应用等。多数病毒性脑炎患儿预后良好，80%～95%可存活，重症病例致残率高达20%，文献报道后遗症发生率为50%，甚至达70%[4]，部分甚至死亡。神经系统后遗症有智力落后、癫痫、运动障碍、语言障碍、精神行为异常等。

研究发现病毒性脑炎主要通过两种方式累计脑实质[5]：(1)病毒直接侵犯脑实质，诱导细胞凋亡；(2)病毒感染后触发机体自身免疫反应，可以引起脑白质脱髓鞘性损害。病毒性脑炎患儿行颅脑MRI检查可以明确病变部位及范围，特点为[6]：(1)病灶广泛，多发，双侧均可发现病灶，少数病例为单侧；(2)可累及额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节、丘脑等，灰质与白质均可受累；(3)皮质病灶可表现为大片状、小片状或团块状，白质表现为脱髓鞘性改变；(4)弥漫性脑组织肿胀；(5)病灶内可伴有颅内出血。本组病例头颅MRI检查均发现异常信号，病灶较为广泛，双侧受累，以丘脑为主，基底节、额叶、脑桥、中脑、颞叶等亦多见，与上述基本一致。

磁共振成像对病毒性脑炎的早期诊断有重要意义[7]，MRI可以精确地确定病变的范围，MRS则可以反映出神经组织的代谢状态。有研究表明NAA降低不仅出现在神经元受损阶段，在病情的潜伏期即可出现[8]。MRS可早于MRI发现神经功能损伤。本文显示，病灶区NAA含量较对照侧下降，与病毒侵犯脑实质，诱导神经元凋亡、神经细胞功能受损有关。NAA是神经元和轴索的重要成分，是神经损

伤的标志物。在儿童病毒性脑炎中，病灶区NAA含量降低，提示神经细胞受损。且受损程度与NAA降低量呈正相关。侯晓军等认为在儿童病毒性脑炎中，MRS检查发现病灶处代谢物Cho升高。本文病例显示病灶区的Cho部分升高，部分降低。分析上述差异，笔者认为可能与病例选择有关。病毒性脑炎早期临床表现缺乏特异性，易被忽视，贻误病情。本组病例行波谱分析时距发病的中位时间为12 d，1～7 d 8 例，～14 d 4例，～21 d 4例，～30 d 3例，～60 d 1例。病毒性脑炎时，由于细胞炎症水肿、细胞膜崩解、白质脱髓鞘病变，细胞代谢功能发生变化，Cho升高，随病情进展，软化灶形成，或病灶区细胞数量进行性减少[9]，膜结构丧失，导致Cho降低。

Cr在个体大脑中含量相对稳定，故许多学者把Cr作为脑组织代谢的参照值，以衡量其他代谢物的含量变化。因为儿童的神经系统中NAA、Cho含量变化与成人有所不同，亦有人提出以NAA/Cho作为判断神经细胞的受损程度[10]。本文分别比较病灶区和对照侧的NAA/Cr、NAA/Cho，结果显示病灶区的NAA/Cr、NAA/Cho较对照侧均明显减低，提示神经元损伤，比值越低，脑损伤程度越重。将患儿大脑病灶区的NAA/Cr、NAA/Cho分别作为独立的样本进行比较时，二者差异无统计学意义。故笔者认为，在儿童病毒性脑炎中，Cr、Cho均可作为神经系统代谢物测量的参照标准，用来衡量NAA等代谢物的含量变化。

综上所述，病毒性脑炎患儿临床表现缺乏特异性，部分患儿预后欠佳，可遗留严重后遗症。MRI可以明确病变部位及范围，MRS更能从细胞分子水平判断神经元损伤程度。结合头颅MR早期行MRS检查，不仅可以为病毒性脑炎明确诊断提供依据，而且能够评估病情严重程度，加强综合治疗，对判断预后有十分重要的意义。

4参考文献

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(收稿2015-04-23)

【中图分类号】R512.39

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)05-0056-02