張晨 李文麗 陸林 朱楚 秦璠玥 苑孟杰 薛倩茹 徐發(fā)林,3,4

（1.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院新生兒科，河南鄭州 450052；2.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院放射科，河南鄭州 450052；3.河南省兒科疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，河南鄭州 450052；4.鄭州大學(xué)先進(jìn)醫(yī)學(xué)研究中心，河南鄭州 450052）

隨著圍生醫(yī)學(xué)的發(fā)展和新生兒重癥救治水平的提升，胎齡（gestational age，GA）32周以下極早產(chǎn)兒的存活率顯著升高，但其神經(jīng)損傷和發(fā)育障礙的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)仍較高。大多數(shù)極早產(chǎn)兒生后伴有不同程度的呼吸系統(tǒng)疾病，需要長(zhǎng)時(shí)間的氧療和輔助通氣，極易并發(fā)支氣管肺發(fā)育不良（bronchopulmonary dysplasia，BPD），中國(guó)新生兒協(xié)作網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示我國(guó)2019年GA＜32周早產(chǎn)兒BPD的發(fā)生率為29.2%[1]。BPD是一種與肺部發(fā)育不成熟相關(guān)的炎癥性疾病，是導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[2]，長(zhǎng)期隨訪發(fā)現(xiàn)高達(dá)一半BPD患兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育遲滯[3]。Neubauer等[4]研究表明BPD能夠使大腦結(jié)構(gòu)成熟過(guò)程發(fā)生延遲，Lee等[5]應(yīng)用彌散張量成像技術(shù)評(píng)估早產(chǎn)兒大腦發(fā)育情況，發(fā)現(xiàn)與非BPD患兒相比，糾正胎齡足月時(shí)BPD患兒腦白質(zhì)體積更小。然而目前關(guān)于BPD對(duì)早產(chǎn)兒大腦皮質(zhì)發(fā)育影響的研究尚少，且缺乏腦血流灌注量方面的研究。

腦血流量（cerebral blood flow，CBF）提供大腦成熟所需的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，與大腦的新陳代謝相關(guān)。動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）成像技術(shù)作為一種安全、無(wú)創(chuàng)的灌注成像技術(shù)，可以非侵入性地獲得大腦各個(gè)區(qū)域的CBF值[6]。本研究旨在應(yīng)用ASL成像技術(shù)測(cè)量的CBF值評(píng)估BPD早產(chǎn)兒生后早期大腦皮質(zhì)局部腦血流灌注情況，為BPD對(duì)大腦成熟度的影響提供新的證據(jù)，同時(shí)也為早產(chǎn)兒神經(jīng)發(fā)育遠(yuǎn)期影響的隨訪提供新方向。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

采用前瞻性研究方法，選取2021年8月—2022年6月在鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院產(chǎn)科出生并轉(zhuǎn)入新生兒科的90例早產(chǎn)兒作為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）GA＜32周，出生體重（birth weight，BW）＜1 500 g；（2）于糾正胎齡35～40周完成頭顱磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）及ASL檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）先天性顱腦發(fā)育畸形者；（2）中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染者；（3）頭顱MRI及ASL檢查時(shí)存在院內(nèi)感染或肺部感染者；（4）圍生期有重度窒息者；（5）Ⅲ～Ⅳ級(jí)顱內(nèi)出血者；（6）患染色體病、先天遺傳代謝性疾病者[7]。本研究通過(guò)鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2022-126-01號(hào)），受試新生兒監(jiān)護(hù)人均知情同意，并簽署知情同意書(shū)。

1.2 分組

依據(jù)2018年美國(guó)國(guó)立兒童健康與人類(lèi)發(fā)展研究所修訂的BPD定義[8]：GA＜32周的早產(chǎn)兒，伴有影像學(xué)證實(shí)的持續(xù)性肺實(shí)質(zhì)病變，糾正胎齡36周時(shí)至少連續(xù)3 d需要一定的呼吸支持和吸入氣氧濃度才能維持動(dòng)脈血氧飽和度（oxygen saturation，SaO2）為0.90～0.95。根據(jù)是否診斷為BPD分為BPD組和非BPD組。

1.3 資料收集

收集以下臨床資料：（1）早產(chǎn)兒基本情況及母孕期情況：GA、BW、性別、出生方式、單胎、小于胎齡兒、1 min Apgar評(píng)分、最近一次紅細(xì)胞壓積 （hematocrit，HCT）、肺表面活性物質(zhì)（pulmonary surfactant，PS）應(yīng)用情況、輔助通氣時(shí)間、頭顱MRI檢查時(shí)糾正胎齡和日齡、妊娠期高血壓疾病、急性絨毛膜羊膜炎、胎兒窘迫、胎膜早破等情況；（2）早產(chǎn)兒并發(fā)癥情況：新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎（neonatal necrotizing enterocolitis，NEC）、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜?。╮etinopathy of prematurity，ROP）、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）、晚發(fā)型敗血癥、Ⅰ～Ⅱ級(jí)顱內(nèi)出血、早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷。早產(chǎn)兒并發(fā)癥診斷均參考第5版《實(shí)用新生兒學(xué)》[9]。

1.4 頭顱MRI檢查及ASL圖像采集與處理

兩組早產(chǎn)兒均于糾正胎齡35～40周完成頭顱MRI及ASL檢查?；純烘?zhèn)靜（靜脈注射苯巴比妥鈉5 mg/kg）熟睡后評(píng)估患兒面色、呼吸等生命體征平穩(wěn)，并監(jiān)測(cè)SaO2在90%以上，檢查過(guò)程中連接指脈氧監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)SaO2，若SaO2＜90%停止常規(guī)頭顱MRI及ASL檢查。應(yīng)用GE SIGNA Pioneer 3.0 T MRI掃描儀，掃描時(shí)將受試者頭部擺正，對(duì)所有早產(chǎn)兒均進(jìn)行頭顱常規(guī)MRI（T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像、液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列、彌散加權(quán)成像）及3D-ASL檢查軸位掃描。ASL掃描包括Ax-T2CUBE腦結(jié)構(gòu)像和3D-ASL兩部分。Ax-T2CUBE腦結(jié)構(gòu)像用于觀察腦形態(tài)結(jié)構(gòu)，3D-ASL需與Ax-T2CUBE腦結(jié)構(gòu)像圖像融合。兩次掃描均覆蓋全顱，純軸位掃描。Ax-T2CUBE序列：重復(fù)時(shí)間5 002 ms，回波時(shí)間98.4 ms，層厚2.0 mm，層間隔1 mm，矩陣220×220，激勵(lì)次數(shù) 2，層數(shù)144，視野240 mm×316 mm，掃描時(shí)間3 min 40 s。3D-ASL采用SE SPIRAL序列，定位線復(fù)制Ax-T2CUBE序列，純軸位掃描，重復(fù)時(shí)間4 650 ms，回波時(shí)間10.86 ms，層厚4.0 mm，層間隔4.0 mm，矩陣512×512，激勵(lì)次數(shù)3，層數(shù)72，視野240 mm×316 mm，標(biāo)記后延遲時(shí)間為2.0 s[6]，掃描時(shí)間4 min 10 s。通過(guò)ADW 4.7工作站進(jìn)行后處理，使用Ready View軟件進(jìn)行上述兩種圖像融合，得到色彩分明的偽彩圖。手動(dòng)在融合圖像上選擇感興趣區(qū)（region of interest，ROI），包括大腦皮質(zhì)區(qū)域（額葉、顳葉、頂葉、枕葉）及在新生兒期代謝較活躍的深部灰質(zhì)（丘腦和基底神經(jīng)節(jié)）。勾畫(huà)時(shí)使用圓形測(cè)量工具，左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，勾畫(huà)層面的選擇以清晰顯示各ROI為準(zhǔn)，每個(gè)ROI大小控制在（10±2）mm2，每次測(cè)量置于ROI的正中部位，測(cè)量3次后取平均值，如圖1所示。

圖1 ASL圖ROI的選取 A～F為ASL彩色編碼圖，紅色區(qū)域代表血流量高，藍(lán)色區(qū)域代表血流量低。各數(shù)字代表相應(yīng)部位的ROI：1.額葉皮質(zhì)；2.顳葉皮質(zhì)；3.頂葉皮質(zhì)；4.枕葉皮質(zhì)；5.基底神經(jīng)節(jié)；6.丘腦。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組內(nèi)不同ROI左右兩側(cè)CBF值的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）[M（P25，P75）]表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或連續(xù)校正χ2檢驗(yàn)。采用多元線性回歸模型分析BPD對(duì)不同ROI的CBF值的影響（控制GA、性別、日齡及頭顱MRI檢查時(shí)患兒的生長(zhǎng)發(fā)育情況）。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組早產(chǎn)兒基本資料比較

與非BPD組早產(chǎn)兒相比，BPD組早產(chǎn)兒1 min Apgar評(píng)分更低，輔助通氣時(shí)間更長(zhǎng)，頭顱MRI檢查時(shí)糾正胎齡和日齡更大，胎兒窘迫發(fā)生率更高，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；但兩組早產(chǎn)兒GA、BW、性別、出生方式、單胎、小于胎齡兒、最近一次HCT、PS應(yīng)用情況、頭顱MRI檢查時(shí)BW、頭顱MRI檢查時(shí)頭圍、頭顱MRI檢查時(shí)宮外發(fā)育遲緩情況、頭顱MRI檢查時(shí)吸氧情況、母孕期情況等方面比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表1。

表1 BPD組與非BPD組早產(chǎn)兒基本資料比較

2.2 兩組早產(chǎn)兒并發(fā)癥比較

兩組早產(chǎn)兒NEC、ROP、PDA、晚發(fā)型敗血癥、Ⅰ～Ⅱ級(jí)顱內(nèi)出血、早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷的發(fā)生率比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 BPD組與非BPD組早產(chǎn)兒并發(fā)癥比較 [例（%）]

2.3 兩組早產(chǎn)兒組內(nèi)左右兩側(cè)ROI的CBF值比較

兩組早產(chǎn)兒不同ROI的左右兩側(cè)CBF值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組早產(chǎn)兒各ROI的左右兩側(cè)CBF值比較 [±s，mL/（100 g·min）]

表3 兩組早產(chǎn)兒各ROI的左右兩側(cè)CBF值比較 [±s，mL/（100 g·min）]

注：[BPD]支氣管肺發(fā)育不良。

2.4 BPD對(duì)不同ROI的CBF值的影響

通過(guò)控制患兒GA、性別、日齡及頭顱MRI檢查時(shí)生長(zhǎng)發(fā)育情況等影響，發(fā)現(xiàn)BPD組左右兩側(cè)額葉、顳葉、頂葉、枕葉、基底神經(jīng)節(jié)、丘腦的CBF值仍高于非BPD組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表4。

表4 BPD對(duì)早產(chǎn)兒各ROI的CBF值影響的多元線性回歸結(jié)果

3 討論

BPD是早產(chǎn)兒最常見(jiàn)的嚴(yán)重慢性肺部疾病，其臨床表現(xiàn)主要為對(duì)機(jī)械通氣及氧氣長(zhǎng)期依賴。BPD患兒出院后容易反復(fù)下呼吸道感染、再入院率高，且大多患兒遠(yuǎn)期遺留認(rèn)知障礙、視聽(tīng)覺(jué)障礙、計(jì)算力差等不良神經(jīng)發(fā)育結(jié)局，嚴(yán)重影響患兒的生存質(zhì)量[10-11]。大腦皮質(zhì)參與記憶、計(jì)算等認(rèn)知活動(dòng)，其發(fā)育障礙與不良神經(jīng)發(fā)育結(jié)局有關(guān)[12]。本研究顯示，BPD組早產(chǎn)兒大腦皮質(zhì)的CBF值為18.50～19.50 mL/(100 g·min)，深部灰質(zhì)的CBF 值為 29.66～36.49 mL/(100 g·min)，均高于非BPD組早產(chǎn)兒的CBF值。同時(shí)，BPD組早產(chǎn)兒窒息及胎兒窘迫發(fā)生率更高，輔助通氣時(shí)間更長(zhǎng)。

CBF值的高低受?chē)诙喾N因素影響，如GA、性別、HCT、早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷、頭顱MRI檢查時(shí)狀態(tài)、頭顱MRI檢查時(shí)糾正胎齡和日齡等[7，13]。本研究?jī)山M早產(chǎn)兒頭顱MRI檢查時(shí)均處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)，對(duì)GA、BW、性別、HCT、早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故排除了上述因素的影響。本研究進(jìn)一步將患兒的GA、性別、日齡及頭顱MRI檢查時(shí)生長(zhǎng)發(fā)育情況納入多元線性回歸模型中，發(fā)現(xiàn)BPD與CBF值仍有相關(guān)性。

局部CBF的變化反映了大腦的成熟過(guò)程。本研究?jī)山M早產(chǎn)兒頭顱MRI常規(guī)序列發(fā)現(xiàn)的腦損傷發(fā)生率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但BPD組左右兩側(cè)額葉、顳葉、頂葉、枕葉的CBF值均高于非BPD組，這提示BPD使早產(chǎn)兒大腦皮質(zhì)的成熟過(guò)程發(fā)生了改變。Kline等[14]應(yīng)用T2加權(quán)成像技術(shù)研究94例早產(chǎn)兒和46例足月兒，發(fā)現(xiàn)BPD患兒大腦皮質(zhì)表面積減少，提示BPD患兒大腦皮質(zhì)成熟延遲，本研究結(jié)果與之一致。既往本課題組應(yīng)用彌散張量成像技術(shù)評(píng)估BPD患兒腦白質(zhì)發(fā)育情況，發(fā)現(xiàn)BPD組內(nèi)囊后肢、胼胝體壓部、枕葉白質(zhì)、小腦、大腦腳各向異性分?jǐn)?shù)值低于非BPD組[15]。Bouyssi-Kobar等[16]應(yīng)用靜息態(tài)MRI研究66例早產(chǎn)兒和66例足月兒的皮質(zhì)及皮質(zhì)下區(qū)域產(chǎn)生的相關(guān)血流動(dòng)力學(xué)活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)BPD能降低腦網(wǎng)絡(luò)功能整體效率，并增加其路徑長(zhǎng)度。

本研究發(fā)現(xiàn)兩組早產(chǎn)兒深部灰質(zhì)的CBF值高于大腦皮質(zhì)的，這與早產(chǎn)兒脈管系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程及腦部解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)。大腦發(fā)育始于胚胎早期，妊娠24～28周主要是在基底神經(jīng)節(jié)區(qū)完成動(dòng)脈發(fā)育，最后則是在皮質(zhì)完成動(dòng)脈發(fā)育，且基底神經(jīng)節(jié)及丘腦周?chē)?xì)血管網(wǎng)豐富。同時(shí)，本研究發(fā)現(xiàn)兩組早產(chǎn)兒左右兩側(cè)CBF值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明了CBF平均分布在左右兩側(cè)腦組織中，這與Bouyssi-Kobar等[7]研究一致。

BPD由氧中毒、氣壓傷或容量傷，以及感染或炎癥等多種因素引起，其中肺發(fā)育不成熟，急、慢性肺損傷及損傷后異常修復(fù)是引起B(yǎng)PD的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。胎兒窘迫及窒息均可導(dǎo)致低氧血癥的發(fā)生。當(dāng)大腦處于缺氧狀態(tài)時(shí)，為了維持神經(jīng)元的代謝，局部大腦皮質(zhì)通過(guò)釋放腺苷、前列腺素等物質(zhì)舒張血管，并促使低氧誘導(dǎo)因子-1表達(dá)增加，進(jìn)一步上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，使大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管密度增加[17]。此外，長(zhǎng)時(shí)間的輔助通氣、不穩(wěn)的正壓給氧更容易造成肺損傷。肺損傷可以誘導(dǎo)大腦皮質(zhì)的腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1β、白細(xì)胞介素-6和白細(xì)胞介素-10等促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加[18]，這些促炎細(xì)胞因子通過(guò)舒張血管，增加內(nèi)皮細(xì)胞通透性使血管痙攣[19-20]，進(jìn)而促使大腦皮質(zhì)的血液流速增加。

本研究屬于前瞻性研究，利用ASL成像技術(shù)安全、無(wú)創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)，定量測(cè)量大腦皮質(zhì)各個(gè)區(qū)域的CBF值，但仍有一定的局限性。首先，本研究屬于初步探索性研究，樣本量??；其次，局部CBF的改變對(duì)BPD早產(chǎn)兒神經(jīng)發(fā)育結(jié)果的預(yù)測(cè)價(jià)值尚不清楚，需要進(jìn)行遠(yuǎn)期隨訪。

綜上所述，BPD早產(chǎn)兒局部大腦皮質(zhì)的腦血流量增加，可能與前期缺氧、較長(zhǎng)時(shí)間輔助通氣有關(guān)，但其與遠(yuǎn)期神經(jīng)預(yù)后的關(guān)系尚需進(jìn)一步研究。

志謝：感謝鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院放射科趙俊峰醫(yī)師、孟方方醫(yī)師對(duì)本研究提供的指導(dǎo)與幫助。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。