鐘玉輝 沈龍山,2,3, 程 雯 陳劉成 王震寰

1.蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院放射科 (安徽 蚌埠 233040)

2.數(shù)字醫(yī)學(xué)與智慧健康安徽普通高校重點實驗室 (蚌埠醫(yī)學(xué)院)蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床應(yīng)用解剖研究所 (安徽 蚌埠 233004)

3.蚌埠醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院 (安徽 蚌埠 233030)

4.蚌埠學(xué)院文學(xué)與教育學(xué)院 (安徽 蚌埠 233000)

5.蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科 (安徽 蚌埠 233004)

6.蚌埠醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室 (安徽 蚌埠 233030)

痙攣型腦性癱瘓(Spastic Cerebral Palsy，SCP)是腦癱中最常見和最典型的一類，它是指胎兒或嬰幼兒時期腦部持續(xù)存在的非進(jìn)行性損傷，致使患兒活動姿勢受限和運(yùn)動功能低下的一類癥候群[1]。臨床上新生兒的腦損傷以腦室周圍白質(zhì)損傷(periventricular white matter injury，PWMI)較為常見，也是SCP患兒的主要病因[2]。痙攣型腦癱除了損傷與執(zhí)行功能相關(guān)的腦室旁白質(zhì)區(qū)[3]，還較常累及大腦皮層、基底節(jié)、丘腦等結(jié)構(gòu)，并提示大腦皮層的損傷與SCP患兒運(yùn)動功能障礙密切相關(guān)[4-6]。目前關(guān)于SCP患兒大腦皮層形態(tài)學(xué)變化的MRI研究相對較少，其損傷機(jī)制與運(yùn)動功能障礙的關(guān)系有待進(jìn)一步探索[7-8]。本研究重點分析磁共振成像(MRI)檢測SCP患兒大腦皮層的形態(tài)學(xué)變化，并探究部分腦部功能區(qū)與患兒執(zhí)行功能障礙及運(yùn)動功能損傷是否存在相關(guān)性，為臨床精準(zhǔn)診療及預(yù)后提供一定價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料選取2020年09月至2021年09月于蚌埠市第一人民醫(yī)院確診為痙攣型腦癱兒童的45例為SCP組，另選取我院45例正常兒童作為對照組。SCP組中，男26例，女19例;年齡0～9歲，平均(3.5±2.5)歲，MRI檢查時平均體重(14.49±6.01)kg；對照組中，男29例，女16例;年齡 0～8 歲，平均(3.6±2.0)歲，MRI檢查時平均體重(15.92±4.59)kg。

納入標(biāo)準(zhǔn): SCP組：符合痙攣型腦癱兒童診斷標(biāo)準(zhǔn)，以《中國腦性癱瘓康復(fù)指南(2015)》中標(biāo)準(zhǔn)[9]為準(zhǔn)；年齡＜18 歲;無其他疾病史；MRI圖像質(zhì)量能夠滿足后處理要求；無MRI檢查禁忌證；獲取家長知情同意，并按要求配合研究。對照組: 在我院健康體檢的正常兒童；無其他疾病史；年齡、性別與觀察組匹配；MRI圖像質(zhì)量能夠滿足后處理要求；父母或監(jiān)護(hù)人知情同意。

1.2 檢查方法使用GE 750W 3.0T核磁共振，標(biāo)準(zhǔn)頭線圈掃描受試者，獲取原始圖像數(shù)據(jù)。掃描準(zhǔn)備: 安撫受試者情緒，部分患兒無法配合檢查，臨床可適量注射苯巴比妥(20mg/kg)或地西泮，待入睡后進(jìn)行磁共振檢查。采用軸位T1WI序列獲取圖像并以Dicom格式存儲。掃描參數(shù): 重復(fù)時間(TR)1750 ms、回波時間(TE) 24 ms、層厚5 mm、矩陣大小288×192。原始圖像評估: 兩名及以上高年資主任醫(yī)師，對檢查者圖像進(jìn)行綜合分析、嚴(yán)格判斷，診斷意見不統(tǒng)一者予以排除。

1.3 圖像處理采用Free Surfer V.5.3.0軟件對獲取的圖像進(jìn)行后處理。(1)三維建模:通過頭皮去除、Talairach坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、灰白質(zhì)精細(xì)分割和拓?fù)湫拚纫幌盗辛鞒?，重?gòu)出大腦表層的原始輪廓圖，并基于該輪廓圖完成三維建模。(2)容積分割:對模型進(jìn)行二次加工和處理，使其表面曲張呈球狀，并將各腦區(qū)數(shù)據(jù)與之匹配，以網(wǎng)格的形式呈現(xiàn)，其中灰、白質(zhì)交界處至灰質(zhì)/腦脊液邊緣的距離為皮層厚度。一例8歲正常男性兒童3D T1WI圖像經(jīng)Free Surfer軟件處理后清晰、全面、完整地顯示，如圖1所示。

圖1 經(jīng)Free Surfer軟件處理后各腦區(qū)示意圖

1.4 運(yùn)動功能評估運(yùn)用GESELL評分表對患兒粗大、精細(xì)動作進(jìn)行評定，并按照發(fā)育商(development quotient，DQ；DQ=實際發(fā)育水平的年齡/實際年齡)進(jìn)行分級。GMFM-88評分表主要對患兒的粗大運(yùn)動功能進(jìn)行動態(tài)或預(yù)后評估，是目前應(yīng)用較為廣泛的方法。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析運(yùn)用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)分析處理，定量資料先進(jìn)行正態(tài)性檢驗，然后利用卡方檢驗分析兩組數(shù)據(jù)性別有無統(tǒng)計學(xué)差異，t檢驗分析年齡及MRI檢查時平均體重有無統(tǒng)計學(xué)差異，多因素方差分析比較2組數(shù)據(jù)，結(jié)果用()表示，P＜0.05具有統(tǒng)計意義。使用Spearman秩相關(guān)分析法對差異腦區(qū)皮層形態(tài)學(xué)特征與粗大、精細(xì)運(yùn)動分級和GMFM-88評分進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 SCP組和對照組基本資料2組兒童性別、年齡及MRI檢查時平均體重均無統(tǒng)計學(xué)差異 (P＞0.05)，結(jié)果見表1。

表1 2組基本資料

2.2 全腦皮層形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)比較SCP組和對照組按年齡各分為(0-3 y)、(4-6 y)、(＞6 y)3組。SCP組的兩側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回、右側(cè)楔前葉、右側(cè)顳中回及左側(cè)中央前回的皮層體積均顯著低于對照組(均P＜0.05) 。見表2。SCP組的兩側(cè)額上回、右側(cè)額中回、左側(cè)扣帶回、右側(cè)顳中回及左側(cè)中央前回的皮層表面積 均顯著低于對照組(均P＜0.05) 。見表3。SCP組的兩側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回、右側(cè)顳中回及左側(cè)中央前回的皮層厚度均顯著低于對照組(均P＜0.05) 。見表4。

表2 2組大腦皮層體積差異腦區(qū)比較(單位mm3)

表3 2組大腦皮層表面積差異腦區(qū)比較(單位mm2)

表4 2組大腦皮層厚度差異腦區(qū)比較(單位mm)

2.3 SCP組有統(tǒng)計學(xué)意義腦區(qū)與粗大、精細(xì)運(yùn)動功能分級及GMFM-88評分的相關(guān)性分析SCP組中有統(tǒng)計學(xué)意義的腦區(qū)與粗大運(yùn)動功能分級、精細(xì)運(yùn)動功能分級均無相關(guān)性。但兩側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回及左側(cè)中央前回與GMFM-88評分具有相關(guān)性。詳見表5。

表5 SCP組中有統(tǒng)計學(xué)意義的腦區(qū)與運(yùn)動功能分級及GMFM-88評分相關(guān)性

3 討論

目前國際平均腦癱發(fā)病率約22.11‰[10]，伴隨圍生醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，腦癱發(fā)病率卻逐年遞增。痙攣型腦癱是由于幼兒時期腦發(fā)育過程中的損傷導(dǎo)致運(yùn)動功能障礙和姿勢異常，患兒的生活質(zhì)量受到嚴(yán)重影響[11]。有研究發(fā)現(xiàn)[12]，痙攣型腦癱不僅損傷腦室周圍白質(zhì)，還累及大腦皮層、基底節(jié)和小腦等結(jié)構(gòu)，并提示大腦皮層的損傷與SCP患兒運(yùn)動功能障礙密切相關(guān)[13-15]。因此，全面了解患兒腦部病變特征，并探索其與患兒執(zhí)行功能及運(yùn)動功能之間的關(guān)系是目前重要的課題。

MRI具有無輻射、軟組織分辨高、安全無創(chuàng)等諸多優(yōu)勢，已普遍用于腦癱患兒腦損傷的評估[16]。80%以上存在顱腦異常的腦癱患兒能通過結(jié)構(gòu)磁共振成像(structural magnetic resonance,sMRI)清晰顯示[17]，并用于評估腦損傷及預(yù)測功能結(jié)局[16,18,19]。2017 年 Novak 等[19]研究表明sMRI對于灰白質(zhì)損傷及深部白質(zhì)病變具有較好的預(yù)測評估，但微觀結(jié)構(gòu)的變異尚不能全面分析。彌散張量成像(DTI)能夠清晰并完整地顯示腦神經(jīng)纖維走形，發(fā)現(xiàn)更細(xì)微的神經(jīng)纖維改變情況[20]，各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)是通過可靠性分析得出的常用DTI指標(biāo)[21]，有研究表明CP兒童的FA值存在廣泛減低[22-24]與粗大運(yùn)動功能緊密相關(guān)[25]，可作為潛在標(biāo)志物用于 CP 的預(yù)測[26,27]。然而，檢查時間長且后處理較為繁瑣使其不能廣泛應(yīng)用于臨床。因此，基于常規(guī)MRI圖像客觀評估更契合臨床實際情況。

以往研究多為痙攣型腦癱的診斷價值及各種診療方案的效能比較，較少關(guān)注SCP患兒腦表面皮層的形態(tài)學(xué)變化。本研究分析磁共振成像(MRI)檢測SCP患兒大腦皮層的形態(tài)學(xué)變化，并聯(lián)合粗大、精細(xì)運(yùn)動功能分級及GMFM-88評分量表進(jìn)行分析。高分辨率磁共振以3D T1WI結(jié)構(gòu)圖像清晰、全面、完整地顯示SCP患兒各腦區(qū)的形態(tài)學(xué)特征［28-29］。本研究結(jié)果顯示: SCP組的部分腦功能區(qū)的體積、表面積及皮層厚度均較對照組顯著減低，說明SCP患兒腦皮層形態(tài)學(xué)變化差異對于患兒的早期診斷具有重要提示意義。額上回、中央前回是大腦皮層發(fā)育中較高級的區(qū)域，即額葉，主要負(fù)責(zé)軀體運(yùn)動功能控制，額葉損傷可引起溝通交流障礙、精神異常和自主運(yùn)動障礙等癥狀。SCP患兒常出現(xiàn)肢體的不自主運(yùn)動，與額葉受損引起的癥狀有一定相似性。相關(guān)研究表明[30]，扣帶回主要對來自頂葉空間位置及運(yùn)動過程的信息進(jìn)行加工處理和學(xué)習(xí)，然后向前運(yùn)動皮層傳遞，對于整個運(yùn)動功能執(zhí)行過程中非常重要。本研究結(jié)果顯示:兩側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回及左側(cè)中央前回與GMFM-88評分具有顯著相關(guān)性，提示額葉及扣帶回受損與患兒的執(zhí)行及運(yùn)動功能有關(guān)。執(zhí)行功能是額葉調(diào)節(jié)機(jī)體設(shè)立目標(biāo)、制定方案并有序?qū)嵤┧枰嗷f(xié)作的高級認(rèn)知功能，在日常行為、社交生活中扮演著重要作用[31]，因此，通過檢測SCP患兒的腦皮層形態(tài)學(xué)變化，聯(lián)合臨床量表評估，做到SCP患兒的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，盡可能改善兒童日常生活和學(xué)習(xí)的狀況。

本研究存在如下不足：(1)樣本量較少。本研究共收集71例腦癱患兒，其中60例痙攣型腦癱患兒，10例圖像質(zhì)量差去除，5例未做量表評估，剩余入組45例SCP患兒，未來將繼續(xù)收集病例擴(kuò)充樣本量。(2)為排除患兒的年齡因素，將所采集到的數(shù)據(jù)分為(0-3 y)、(4-6 y)、(＞6 y)三組進(jìn)行分析和評估，對于年齡偏大的痙攣型腦癱患兒的評估是否存在一定偏倚。(3)歐洲腦癱監(jiān)測中心(Surveillance of Cerebral Palsy Europe，SCPE)將痙攣型腦癱分為三大類：痙攣型偏癱、雙癱和四肢癱，本研究中痙攣型雙癱40例，痙攣型偏癱和四肢癱僅為5例，未來在擴(kuò)大樣本量的基礎(chǔ)上，對痙攣型腦癱兒童各亞型腦皮層形態(tài)學(xué)變化作進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

綜上所述，MRI掃描SCP患兒并對其大腦皮層形態(tài)學(xué)變化進(jìn)行科學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)SCP患兒部分腦區(qū)體積、表面積及皮層厚度較正常兒童減小，兩側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回及左側(cè)中央前回與患兒執(zhí)行功能障礙及運(yùn)動功能損傷具有相關(guān)性，旨在幫助臨床早期干預(yù)及精準(zhǔn)診療，改善患兒生存狀況，減輕家庭的負(fù)擔(dān)。