张 云 综述 吴士文 审校

热射病的神经影像学研究进展

张 云 综述 吴士文 审校

热射病是一种危及生命的急症，随着对该病研究的不断深入，影像学检查在其诊断中的作用越来越重要。热射病的影像学表现具有一定特征性，采用多种影像学技术可以对该病的诊断、治疗及预后评估提供重要参考。笔者分析国内外发表的热射病病例资料，对热射病神经影像学的研究进展予以综述。

热射病；神经影像学

由于高热所导致的血流动力学紊乱、脑水肿及颅内压升高等机制,热射病患者可因脑灌注压降低而诱发脑梗死[1]。脑缺血、缺氧是热射病的主要病理生理基础，缺氧诱发脑内血管痉挛、破裂，患者早期极易出现凝血功能障碍，发生弥漫性血管内凝血（diffuse intravascular coagulation,DIC），甚至颅内多个部位可发生微出血至大量出血，患者预后较差[2-5]。热相关损伤可遍及全身各个系统，中枢神经系统最易受影响。在国内外相关文献报道的影像学表现中，急性期的检查结果少见异常且多无特异性，表现为脑水肿、出血和梗死。影像学中最易累及小脑，以迟发型小脑萎缩常见。随着影像学研究的不断深入，人们发现除小脑外的其他区域，如海马、大脑皮质、基底节、丘脑等也可累及，少见部位有皮质下白质和脊髓等，本文对热射病在不同解剖部位的影像学表现综述如下。

1 小 脑

早期病例报道缺乏影像学资料，但是热射病引发的小脑损害是最早被发现和重视的。早在1912年Weisenberg[6]就报道了1例临床表现为共济失调和构音障碍的中暑患者。1946年Malamud等[7]回顾性分析了125例热射病死亡病例，提出相比其他部位，小脑在热射病的中枢神经系统损害中表现得更明显、严重和持续。

1.1 影像表现 在热射病急性期，头颅计算机X线断层扫描（computed tomography,CT）往往无异常改变，通常在疾病发生数周至数月后出现广泛的小脑萎缩伴明显的小脑综合征表现。1987年Yaqub等[8]报道1例早期CT正常的热射病患者，5个月后CT显示明显而广泛的小脑萎缩。然而对于由多种变性疾病引起的小脑萎缩，如副肿瘤综合征和药物（酒精、苯妥英钠）等，CT并不能明确将其与热射病引起的小脑萎缩区分开来。研究建议，尤其在热带国家或对于高热环境有接触史的患者，当出现CT扫描显示不能解释的小脑萎缩时，应该考虑患者是否发生热射病。

1.2 病理基础 热射病引起的小脑萎缩通常仅局限于小脑，其病理生理学基础目前多认为与小脑浦肯野细胞对热损伤的敏感性相关。1997年Albukrek等[9]报道1例在发病初期就表现为严重小脑综合征的热射病患者，发病2周时头颅CT和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）表现正常；然而在发病10周后MRI出现轻度的小脑萎缩，包括小脑半球和小脑蚓部；在1年后的随访中，患者小脑萎缩呈进展性，但仅局限于小脑，并未累及其他部位。2009年Lee等[10]在1例热射病患者发病第4天的磁共振弥散加权成像（diffusionweighted imaging，DWI）中发现双侧小脑齿状核和胼胝体压部对称的异常高信号，在90天后的随访中，MRI检查也出现了小脑萎缩，提示在热射病早期可能发生细胞毒性水肿，但机制尚不完全清楚，可能与高热诱导的血管收缩导致脑缺血和（或）高热的直接细胞毒性相关。热射病后小脑的病理学研究发现小脑浦肯野细胞明显减少，幸存的细胞肿胀、核固缩及核溶解。在发病超过24 h的病死患者尸检中，浦肯野细胞几乎被破坏殆尽[7]。在大量临床报道的影像学表现为小脑萎缩的小脑综合征患者中，同样发现浦肯野细胞的缺失[8,9,11,12]。Bazille 等[13]对3例热射病病死患者的神经病理学研究发现，浦肯野细胞几乎完全缺失是主要的病理改变，这种损害局限于该细胞，不同于缺血缺氧引起的广泛神经元改变，同时在幸存的浦肯野细胞和周围神经胶质细胞中发现热休克蛋白（heat shock 70 kDa protein，HSP70）表达增多，这提示为了修复热损伤，对热休克蛋白的需求增多。值得注意的是，在小脑，热损害本身也可以破坏浦肯野细胞，其不仅对缺血缺氧性损伤易感，对热损伤同样敏感。

弥散张量磁共振成像（magnetic resonance diffusion tensor imaging,DTI）是以DWI为基础，对水分子弥散运动施加一定方向性而发展起来的一种成像方法，可以微观角度评价组织细微结构、神经纤维走向及受损情况等方面信息。DTI通过各向异性分数（fractional anisotropy,FA）评价髓鞘的紧密性和完整性，李军等[4]研究发现热射病患者小脑白质和灰质的FA值均下降，推断与热射病导致的小脑浦肯野细胞广泛丢失，神经髓鞘的溶解和破坏密切相关。FA值降低常提示神经元受损，降低的程度可能会有助于评估热射病的病情和预后。磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy,MRS）成像是一种研究组织代谢和功能的无创性方法，Li等[14]的研究发现热射病患者小脑N-乙酰天门冬氨酸峰值/肌酸峰值（NAA/Cr）较正常组显著减低，提示小脑神经元活性明显受损，对于判断热射病病情严重程度有重要意义。

2 小脑传出通路

小脑传出通路通过小脑下脚进入中脑大脑脚，分为两束，小脑红核束终止于红核，小脑丘脑束通过红核终止于丘脑腹后外侧核。热射病患者的小脑传出通路损伤表现为髓鞘苍白，在齿状核和丘脑腹外侧核观察到神经细胞变性，多篇文献报道了MRI中小脑传出通路损害：患者入院后第4天双侧齿状核损害[10]，入院后第7天DWI显示双侧小脑下脚和丘脑异常信号[15]，入院后第12天小脑下脚十字交叉弥散相高信号；这些发现证明随着病程的延长，小脑传导通路出现异常信号，研究认为这与去神经传入作用一致。在1例热射病病死患者研究中，入院后1天即出现小脑传出通路轴突肿胀[13]，所以热损伤的严重程度及范围决定了去神经传入作用出现的时间，即使热射病患者入院时影像学表现无明显的异常，发病数日后的DWI表现可以对热射病的预后提供有效信息[16]。

3 海马、胼胝体

海马作为大脑边缘叶的重要组成部分，与认知功能有密切关系，是对学习和记忆功能非常重要的脑区。研究发现热射病后患者会存在一过性或长期认知功能后遗症状，轻者表现为记忆力下降、注意力不集中，重者则表现为全面痴呆[17-19]。2007年Sudhakar等[20]首次发现1例双侧海马区均匀对称异常高信号的热射病患者，该患者同时合并小脑半球、额叶、顶枕叶分水岭区的异常高信号。2008年Mahajan等[21]报道1例热射病后双侧海马损伤的病例，该患者发病第5天DWI显示双侧海马、尾状核和小脑半球均匀对称的异常高信号，发病第9天MRI增强扫描发现双侧海马的高信号。2013年Cha等[22]报道1例临床表现为选择性顺行性遗忘的热射病患者，发病第7天DWI双侧海马和胼胝体压部的高信号，表观弥散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）的低信号，T2加权图像（T2weighted imaging,T2WI）、液体衰减反转恢复序列（fluid attenuated inversion recovery,FLAIR）的高强信号，脱氧葡萄糖-正电子发射断层显像（F-18-fluoro-2-deoxyglucose positron emission tomography,FDG PET）显示双侧内侧颞叶糖代谢减退，9个月后，患者顺行性遗忘仍然存在，DWI、ADC异常消失。FDG PET仍显示糖代谢减退。但是，该患者伴随的记忆力减退是否与海马存在必然联系仍有争议，笔者认为这种损伤可能与缺血性细胞毒性损伤相关。胼胝体压部可逆的损伤可见于癫癎发作、抗癫癎药物中毒、病毒性脑炎和低血糖症，细胞外谷氨酸盐、自由基和铵盐的增加，胼胝体压部可能对上述情况引起的兴奋毒性易感。然而，早期急性期影像学往往仅做DWI，而无ADC资料，热射病急性期引起DWI改变的确切机制尚不清楚。

4 大脑皮质

热射病早期大脑皮质损伤并不常见，重症患者可出现严重的脑水肿，刘云松[23]研究7例病死患者的影像学表现，发现均存在弥漫性脑肿胀，脑水肿，提示预后不良，应早期行CT或MRI明确是否存在脑水肿及脑出血，调整治疗策略。热射病倾向于在大脑皮质等区域形成均匀对称的病灶，双侧病灶大小可不一致，但是也可表现为单侧的病灶。2013年Fuse等[24]报道1例热射病患者DWI表现为可逆的右侧大脑皮质局部病灶，该病灶在1周后的DWI中消失，提示热射病可引起短暂的大脑皮质损伤，研究称这种短暂的皮质损伤可能与血管性水肿相关。另外，微血栓形成可导致小血管缺血性损伤，热刺激本身也可导致细胞毒性。Fujioka 等[25]报道1例热射病患者，利用ADC鉴别血管性水肿和细胞毒性水肿，小脑皮质细胞毒性水肿在DWI表现为高信号，ADC表现为低信号。1996年Akaboshi等[26]报道1例10个月男童在发生热射病40天时双侧分水岭区皮质层状梗死，推测可能因灌注不足引起。DWI对早期热射病导致的缺血、缺氧性病变异常敏感，许多研究发现热射病患者的DWI序列可以发现CT或T1WI、T2WI不能发现的异常信号[13,27]，且有研究表明提高扩散敏感系数（b值）后可以更敏感显示热射病引起的脑内病变[27]。

5 基底节、丘脑

2003年McLaughlin等[11]报道1例同时累及大脑半球（外囊和丘脑室旁核）和小脑的缺血性和出血性损伤的病例，这是首例报道的累及外囊和丘脑的热射病患者，MRI表现为对称的短T1、长T2信号。

脑内出血性病灶往往提示预后不良，Sonkar等[28]在1例热射病患者磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging,SWI）中发现双侧基底节区出血，Zhang等[5]利用SWI在3例热射病患者影像学中发现在脑干、放射冠和大脑额叶存在微出血病灶，血小板计数、凝血功能等化验结果提示患者存在DIC，高温血液直接损伤血管内皮细胞，受损的内皮细胞同时启动凝血机制与抗凝机制，当凝血机制与抗凝血机制之间失去平衡，可引起DIC，导致脑组织灌注减少。

6 脊 髓

目前，尚无热射病患者脊髓损伤的影像学报道，但是神经病理学研究显示除了小脑及大脑相关部位损伤，脊髓同样是热损伤的易感区。1985年Delgado等[29]发现1例热射病后15天死亡的患者，他突出的临床表现为急性起病、迟缓性四肢瘫痪、无汗和大小便失禁，无感觉障碍，头颅CT扫描也未见异常。尸检病理结果显示在脊髓前角和中间外侧角发现了严重的神经元损害。在Malamud等[7]报道的8例同样表现为迟缓性四肢瘫痪的热射病患者，病理学检查并未在脊髓发现病变。Mehta等[30]报道1例患者在发生热射病11年后出现了迟缓性瘫痪、无汗和大小便失禁，在回顾其他7例四肢轻瘫的下运动神经损害患者中，笔者提示一种潜在的神经病理学改变：周围神经的热损伤。四肢迟缓性瘫痪可能与脊髓前角细胞的严重损伤相关，无汗症可能的解释是中间外侧核节前交感神经元损伤。

综上所述，热射病的影像学表现具有一定特征性，对称性、迟发性的小脑萎缩最常见，同时也可累及中枢神经系统多个部位及周围神经。影像学可发现热射病后脑组织缺血、出血、梗死、炎性反应等多种性质病变。热射病急性期CT和MRI可明确是否存在脑水肿及脑出血，以指导急性期治疗。DWI能早期敏感发现细胞毒性水肿，SWI能早期敏感检测颅内微出血灶，MRI多种序列能互补地发现这些病变[4]，DTI和MRS对于判断热射病严重程度及预后有重要参考价值。热射病的早期诊断主要依靠病因和临床表现，早期的影像学损伤并不突出，所以影像学检查对热射病的早期诊断价值仍值得进一步探讨；但影像学对热射病患者的预后评估有重要作用。

[1]Grogan H,Hopkins P M.Heat stroke:implications for critical care and anaesthesia[J].Br J Anaesth,2002,88 （5）:700-707.

[2]Murcia-Gubianas C,Valls-Masot L,Rognoni-Amrein G.Brain magnetic resonance imaging in heat stroke[J].Med Intensiva,2012,36（7）:526.

[3]Leon L R,Bouchama A.Heat Stroke[J].Compr Physiol,2015,5（2）:611-647.

[4]李 军,王 滨,邹志孟,等.热射病患者的脑部MRI表现[J].磁共振成像,2014,5（5）:339-342.

[5]Zhang X Y,Li J.Susceptibility-weighted imaging in heat stroke[J].PloS One,2014,9（8）:e105247.

[6]Weisenburg T H.Nervous symptoms following sunstroke[J].JAMA,1912,58（26）:2015-2017.

[7]Malamud N,Haymaker W,Custer R P.Heat stroke;a clinico-pathologic study of 125 fatal cases[J].Mil Surg, 1946,99（5）:397-449.

[8]Yaqub B A,Daif A K,Panayiotopoulos C P.Pancerebellar syndrome in heat stroke:clinical course and CT scan findings[J].Neuroradiology,1987,29（3）:294-296.

[9]Albukrek D,Bakon M,Moran D S,et al.Heat-strokeinduced cerebellar atrophy:clinical course,CT and MRI findings[J].Neuroradiology,1997,39（3）:195-197.

[10]Lee J S,Choi J C,Kang S Y,et al.Heat stroke:increased signal intensity in the bilateral cerebellar dentate nuclei and splenium on diffusion-weighted MR imaging[J].AJNR Am J Neuroradiol,2009,30（4）:E58.

[11]McLaughlin C T,Kane A G,Auber A E.MR imaging of heat stroke:external capsule and thalamic T1 shortening and cerebellar injury[J].AJNR Am J Neuroradiol,2003,24（7）:1372-1375.

[12]Mégarbane B,Résière D,Delahaye A,et al.Endovascular hypothermia for heat stroke:a case report[J].Intensive Care Med,2004,30（1）:170.

[13]Bazille C,Megarbane B,Bensimhon D,et al.Brain damage after heat strok[J].Neuropathol Exp Neurol,2005,64 （11）:970-975.

[14]Li J,Zhang X Y,Zou Z M,et al.Heat stroke:typical MRI and (1)H-MRS features[J].Clin Imaging,2015,39（3）:504-505.

[15]Ookura R,Shiro Y,Takai T,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of a severe heat stroke patient complicated with severe cerebellar ataxia[J].Intern Med,2009,48（12）:1105-1108.

[16]Fushimi Y,Taki H,Kawai H,et al.Abnormal hyperintensity in cerebellar efferent pathways on diffusionweighted imaging in a patient with heat stroke[J].Clin Radiol,2012,67（4）:389-392.

[17]Romero J J,Clement P F,Belden C.Neuropsychological sequelae of heat stroke:report of three cases and discussion[J].Mil Med,2000,165（6）:500-503.

[18]Rav-Acha M,Shuvy M,Hagag S,et al.Unique persistent neurological sequelae of heat stroke[J].Mil Med,2007,172（6）:603-606.

[19]Axelrod B N,Woodard J L.Neuropsychological sequelae of heatstroke[J].Int J Neurosci,2015,70（3-4）:223-232.

[20]Sudhakar P J,Al-Hashimi H.Bilateral hippocampal hyperintensities:a new finding in MR imaging of heat stroke[J].Pediatr Radiol,2007,37（12）:1289-1291.

[21]Mahajan S,Schucany W G.Symmetric bilateral caudate,hippocampal,cerebellar,and subcortical white matter MRI abnormalities in an adult patient with heat stroke[J].Proc (Bayl Univ Med Cent),2008,21（4）:433-436.

[22]Cha S Y,Kang T H,Kim S J,et al.Selective anterograde amnesia associated with hippocampal and splenial damage after heat stroke[J].Clin Neurol Neurosurg,2013,115 （9）:1867-1870.

[23]刘云松.劳力性热射病致脑损害的临床分析及相关机制的实验研究[D].广州:南方医科大学,2014.

[24]Fuse A,Yamashiro K,Oji Y,et al.Reversible focal cerebral cortical lesions in a patient with heat stroke[J].Intern Med,2013,52（3）:377-380.

[25]Fujioka Y,Yasui K,Hasegawa Y,et al.An acute severe heat stroke patient showing abnormal diffuse high intensity of the cerebellar cortex in diffusion weighted image:a case report[J].Rinsho Shinkeigaku,2009,49（10）:634-640.

[26]Akaboshi S,Miyashita A.A case of heat stroke with cortical laminar necrosis on vascular boundary zones[J].No To Hattatsu,1996,28（5）:434-437.

[27]Kobayashi K,Tha K K,Terae S,et al.Improved detection of heat stroke-induced brain injury by high b-value diffusion-weighed imaging[J].J Comput Assist Tomogr,2011,35（4）:498-500.

[28]Sonkar S K,Soni D,Sonkar G K.Heat stroke presented with disseminated intravascular coagulation and bilateral intracerebral bleed[J].BMJ Case Rep,2012,19（7）:27.

[29]Delgado G,Tuñón T,Gállego J,et al.Spinal cord lesions in heat stroke[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,1985,48 （10）:1065-1067.

[30]Mehta A C,Baker R N.Persistent neurological deficits in heat stroke[J].Neurology,1970,20（4）:336-340.

（2016-01-27 收稿 2016-03-18 修回）

（责任编辑 宋宫儒）

Research progress on neuroimaging of heat stroke

ZHANG Yun and WU Shiwen.Department of Neurology,General Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces,Beijing 100039,China

WU Shiwen,E-mail:wu shiwen@yahoo.com

Heat stroke is a life-threatening illness.With deepening understanding of its mechanism,the importance of neuroimaging examination has been increasingly acknowledged in the diagnosis of heat stroke.The neuroimaging features in heat stroke have certain characteristics,and applying various neuroimaging techniques can provide important references for its clinical diagnosis,treatment and prognosis.In this paper,the author analyzed the material of heat stroke cases published at home and abroad,and summarized the research progress of neuroimaging of heat stroke.

heat stroke；neuroimaging

R594.11

10.13919/j.issn.2095-6274.2016.04.014

国家发改委卫星专项基金项目（NO.发改办高技[2013]2140）

张 云，硕士研究生在读，E-mail:83997297@qq.com

100039 北京，武警总医院神经内科

吴士文，E-mail：wushiwen@yahoo.com

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