张雅清 李 红 胡 爽

(三峡大学 附属仁和医院 放射科， 湖北 宜昌 443001)

脑性瘫痪简称脑瘫(cerebral palsy，CP)，即发育中的胎儿或婴幼儿脑部持续存在的非进行性及退变性损伤，导致患儿活动姿势受限和运动发育障碍的一组症候群[1-3]。CP是全世界儿童慢性残疾的主要原因之一，在我国发病率约为1.8%～4.0%[4,5]。随着医疗水平的提高，危重患儿、早产儿、低出生体重儿的存活率提高，CP的发病率持续上升，给家庭及社会带来沉重的负担。因此，提高CP的早期诊出率、降低发病率成为我国新生儿疾病面临的临床挑战。

一般认为病变的严重程度与运动功能障碍密切相关，按照运动障碍的性质，CP分为五大类[3]：痉挛型、不随意运动型、共济失调型、肌张力低下型及混合型，其中痉挛型最为多见，病变损伤在颅脑，最常见的损伤部位是锥体系。近年来，随着磁共振成像技术(magnetic resonance imaging，MRI)的不断发展，许多新技术正在不断被运用于CP患儿的研究中，运用最广泛的是弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)，DTI能清楚显示脑神经纤维的完整性和走形，是否异常、异常程度等。依据患儿的行为、运动、语言表达，国际上制定了粗大运动功能评定表(88项)及粗大运动分级系统，传统CP患儿的诊断依据此系统，但此系统有赖于临床医生的经验，且医生主观意识强，有时容易漏诊、误诊。2017年，Novak等[6]通过系统分析发现粗大运动功能评定表联合MRI新技术诊断CP的准确率可超过95%。且国内外研究表明，对CP患儿治疗后，其大脑结构及神经影像学表现有所改变，这些改变均能通过MRI动态观察[7,8]。

1 CP的发病机制及特征

CP是多因素共同作用的结果，病因繁杂[9]。早期CP患儿的诊断多依靠病史及临床症状，根据患儿认知、运动障碍及行为姿势异常等来诊断。但单纯依靠临床表现及病史诊断CP，对医生的临床经验要求较高，易发生误诊和漏诊。同时，CP病变在脑部，这就需要借助影像学方法协助临床诊断。Meyns[10]等学者认为，多种脑损伤联合作用及其对原发性运动功能障碍的影响，可解释CP患者步态异常的病理发生机制。有研究表明80%以上的CP患儿在头颅CT和MRI上可见脑部异常改变[11]，但MRI作为一种无创成像技术较CT可更早发现病变，诊断率明显高于CT[12]。且MRI在显示CP患儿脑白质发育情况、病变的严重程度及研究潜在发病机制等方面具有独特优势。神经系统具有可塑性，即脑损伤后可以恢复和替代，是中枢神经系统的一个固有特性。随着脑损伤的神经修复，信号通路被重新激活，功能得到恢复，因此各种神经影像学和功能学技术逐渐应用于研究神经可塑性，在CP的早期诊断、临床干预及远期预后中具有重要意义[13,14]。

2 MRI在CP中的应用

2.1 常规MRI在CP中的应用

MRI软组织对比度高，对脑部疾病的诊断优于其他检查手段，常用于CP的辅助诊断、评估疗效及预后。黄胜等[15]对772例早产儿头颅MRI检查数据行Meta分析，结果表明MRI可以用来预测CP的发生，MRI表现阳性的婴幼儿发生CP概率更高，MRI平扫对CP的诊出率为90%左右。多数CP患儿常规MRI检查阳性，病情不同MRI的表现也有所不同。CP早期脑室周围白质可见囊腔，伴有髓鞘形成延迟、脑室扩大、脑室壁不规则等表现；进展期脑室周围白质T2WI信号多增高，且胼胝体菲薄、脑室壁不规则、脑室增大、脑沟与脑池异常[16]。Crichton等[17]研究发现，早期磁共振可以识别出有认知/运动缺陷风险的儿童，并动员早期干预以优化儿童的活动和参与结果。该研究认为基底节和丘脑合并或单独基底节的局灶性病变与双手功能低下相关；局灶性病变与特定的执行功能密切相关；额叶病理学改变可以预测注意力控制和认知灵活性[17]。Galli等[18]研究发现，部分有临床症状的CP患儿常规MRI表现为范围较小的脑白质异常信号，而常规MRI检查阴性的患儿并不能排除CP可能。因此，常规MRI无法对隐匿性CP作出精准判断，易出现假阴性，不能全面分析微观结构的变化，在定量评估运动功能损伤方面受限。

MRI新技术是在传统MRI基础上发展起来的可以用来检测组织结构、功能及相互作用的技术，可对神经结构及功能进行分析，实现神经纤维可视化，在CP患儿的早期诊断、治疗及预后中应用广泛。

2.2 磁共振波谱在CP患儿中的应用

磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)是一种利用磁共振化学位移现象来测定组成物质分子成分的检测方法，反映活体组织的生物代谢及变化特征，可用于研究儿童脑发育情况。Kulak等[19]和Carlson等[20]研究认为，CP患儿的代谢低于正常儿童，围产期脑卒中患儿的运动功能与皮质化合物的代谢物浓度、CP的类型和运动表现显著相关，较高的肌酸与增强的认知功能有关，对神经有保护作用，代谢物的差异还能反映细胞代谢和组织结构的变化、完整性及组织发育情况。MRS量化代谢物浓度指示潜在的神经健康和代谢，对研究CP患者神经可塑性及神经生理学有一定的价值。但关于MRS在CP中的应用相关研究不多，代谢物与CP患儿相关性还未达成共识，有待更多的临床数据支持。

2.3 功能磁共振成像在CP患儿中的应用

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)通过磁共振信号测定血氧饱和度及血流量，从而间接反映脑的能量消耗。fMRI在CP患儿中的应用主要集中在与CP感觉运动功能障碍直接相关的体感、运动和语言上,是目前认知神经科学中神经成像的支柱，是了解大脑功能的最佳工具[21,22]。脑神经主要分布于脑白质，在神经网络中发挥重要作用。fMRI通过脱氧血红蛋白延迟T2弛豫时间来检测脑功能活动，主要优势在于它的非侵入性、可用性及高时空分辨率，能展示整个大脑区域网络，检测白质活动信号，利用fMRI客观评估中枢神经系统，特别是脑白质束变化有助于评估CP患儿临床干预疗效及预后[23]。既往研究表明，脑白质的神经激活信号通过血氧水平可以被检测，从而追踪白质活动，fMRI不仅可用于研究感觉处理或行为控制，还能用于研究关于认知和记忆能力的神经机制[24,25]。此外，fMRI能分析CP患儿脑功能损害情况，为临床分型及脑组织功能的判断提供相应的影像学依据[26]。然而，fMRI信号的强度不能被量化以精确反映不同大脑区域之间的差异，神经调节也可能影响到信号的时空分辨率。fMRI在CP患儿中的研究成为近年来的热点，尤其是在CP患儿认知障碍的诊断、疗效评价及预后评估方面具有重要意义。

2.4 DTI在CP中的应用

DTI通过监测机体水分子运动的各向异性来成像，可灵敏地检测微观结构的白质变化，在CP的诊断、分级及预后评估中取得了一定进展。DTI的基本原理是利用水分子在空间各个方向上的扩散运动所致的信号衰减强度，定量记录描述空间扩散的三维轨迹，实现组织纤维结构的三维重建和可视化，描绘神经束在大脑和脊髓的分布和形态，以获得更多的组织微观结构信息，协助临床诊断、外科干预评估和放射治疗评价[27]。不同神经纤维各向异性也有所差别，弥散各向异性与多种因素有关，包括脑白质内神经纤维的直径及密度、神经胶质细胞的密度、神经纤维的方向等[28]。

DTI技术是一种常用的白质定量检查方法，可通过探测组织中弥散的水分子各向异性来反映组织的微观结构。研究脑白质纤维束和中枢神经系统神经束的弥散各向异性，其不仅能准确鉴别灰质和白质，并能对白质纤维束走行产生较好的成像效果，能够检测、定位和量化在常规MRI上可能看不到的细微脑白质异常[29]。将双侧皮质脊髓束、后丘脑辐射、胼胝体膝部、胼胝体体部和胼胝体压部的弥散指标进行量化，通过数据分析可以准确且有效了解神经纤维的状态，明确病变造成的白质纤维束的移位、破坏与浸润情况。Nemanich等[30]研究认为，DTI可能揭示与运动功能相关的白质纤维束微结构的独特性质，在表征大脑结构和发育方面具有一定的潜力。

DTI最常用的弥散参数为分数各向异性(fractional anisotraphy，FA)，是判断脑白质成熟的重要指标，与白质结构的完整性显著相关。FA值大小与神经白质纤维的直径、走向和致密性等也有密切关系[31]。Jiang等[32]对504名痉挛性CP患儿的一项Meta分析认为，FA值的大小与神经髓鞘化程度呈正相关。FA的取值范围在0～1，越无限接近于0，越表示水分子在各个方向上的弥散趋于相同，即弥散最大各向同性，提示神经纤维束发育异常或破坏，即神经传导功能较差。CP患儿的脑部损伤病理表现形式较多，例如原发性神经纤维发育不良者，亦或神经元损伤后继发性神经纤维Wallerian变性等。常规T1WI、T2WI MRI成像可显示髓鞘发育不良或损伤，无法显示大脑白质纤维内的分子弥散特征和走行方向，以及相互之间的关系。DTI对神经纤维的分布和形态敏感，可在病变早期定量描述神经纤维束的病理变化。

3 展望

综上所述，联合磁共振新技术应用于CP的诊断、评价治疗及预后是可行的。临床常根据语言及步态分析来判断CP情况，两者联合应用逐渐成为一种趋势，同时也是近年来学者们研究的热点。随着磁共振新技术在CP患儿中的研究越来越多，有望在CP的诊断、分级、治疗及预后评估中进一步发展并逐渐达成一定共识。已有研究将临床量化评估表与磁共振新技术相结合运用于临床，但临床数据偏少，仍需深入研究，为MRI相关技术应用到CP的早期诊断与预后判断提供更多证据。