0 引言

       妊娠期高血压（gestational hypertension, GH）是妊娠期间母体所特有的一种系统性血管炎性病理状态，其通过释放炎症介质导致胎盘血流灌注减少，进而可能引发胎儿生长受限和早产等问题，是导致产妇和胎儿死亡率的主要原因之一^{[1, 2, 3]}。GH导致的胎儿宫内慢性缺氧状态影响其大脑血流，使得早产儿在分娩时对缺氧的反应更为显著。此外，早产儿由于过早脱离母体，脑血管调节机制尚未发育完全，这可能增加他们日后罹患孤独症谱系障碍（austism spectrum disorder, ASD）、注意力缺陷与多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder, ADHD）、智力障碍及发育迟缓等神经系统后遗症的风险^{[4, 5, 6]}。随着新生儿诊疗技术的不断进步与发展，母亲患有GH的早产儿存活率显著提高，为了提升早产儿远期生存质量，对其脑发育的评估和早期干预显得尤为重要。

       既往研究^[7]表明，患有缺氧缺血性脑病（hypoxic ischemic encephalopathy, HIE）的新生儿脑灌注特征能够间接反映其脑发育情况。目前已有大量研究应用不同的成像技术对脑灌注进行探究, 包括近红外光谱技术（near-infrared spectroscopy, NIRS）、MRI、CT、正电子发射断层扫描成像（positron emission tomography, PET）和单光子发射计算机断层扫描成像（single-photon emission computed tomography, SPECT）^[8]。近红外光谱技术虽能测量脑血流量值，但在实际操作中具有一定挑战性，限制了其临床应用^[9]。由于电离辐射的影响，计算机断层扫描和核成像技术并不适用于新生儿^[10]。

       三维准连续动脉自旋标记（three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling, 3D-pCASL）成像技术可以在不使用对比剂的情况下，非侵入性地获得大脑各个区域的脑血流量（cerebral blood flow, CBF）值^{[11, 12]}，因其安全无创、可重复性高的特点^[13]，适用于新生儿的脑发育和脑损伤评估^{[14, 15, 16]}。此外，炎症因子及其引起的级联反应在早产儿脑损伤的发生过程中起着关键作用^[17]。因此本研究选用3D-pCASL技术结合实验室指标降钙素原（procalcitonin, PCT）、血清C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）和NBNA评分，旨在更全面地分析母亲患有GH的早产儿中枢神经系统发育情况，为临床诊断及治疗提供更可靠的参考。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       本研究根据预试验研究结果，采用PASS（version 21.0.3;https://www.ncss.com/software/pass/）软件进行样本量估计。设定检验水准α=0.05，检验功效power（1-β）为0.90，双侧检验，得出病例组的样本量N1=29例，对照组的样本量N2=29例，若考虑20％的失访率，最终至少需要的病例组和对照组研究对象各为37例，总计至少需纳入74例研究对象。因此本研究前瞻性分析2023年7月至2024年6月郑州大学第三附属医院新生儿科收治的80例早产儿的临床和MRI数据，所有早产儿均在纠正胎龄33~37周完成磁共振检查。根据其母亲有无GH分为两组，其中GH孕妇分娩的40例早产儿作为病例组，以同期无高危围产因素的40例早产儿作为对照组。病例组纳入标准：（1）孕妇符合《妊娠期高血压疾病诊治指南（2020）》诊断GH标准^[18]；（2）早产儿系单胎出生。对照组纳入标准：（1）孕妇无GH；（2）早产儿系单胎出生。病例组和对照组共同排除标准：（1）孕妇患有妊娠期糖尿病、妊娠期甲状腺功能减退、绒毛膜羊膜炎等围产期高危因素；（2）早产儿患有中枢神经系统感染性疾病、遗传代谢性脑病、缺氧缺血性脑病、颅内出血、染色体疾病、败血症、先天性心脏病等影响脑血流灌注的疾病或状态；（3）临床资料及影像资料不完整；（4）图像质量不满足后处理和分析要求。

       本研究遵守《赫尔辛基宣言》，获得了郑州大学第三附属医院伦理委员会的批准（伦理批号：2023-140-01、2024-106-01），所有早产儿的监护人均已签署知情同意书。

1.2 扫描设备及参数

       采用美国GE公司生产的3.0 T磁共振扫描仪（SIGNA, Pioneer）和16通道头线圈进行图像采集，所有早产儿均静脉推注5 mg/kg的苯巴比妥注射液（天津金耀药业有限公司，中国）进行镇静。确认早产儿熟睡且生命体征平稳后，将其放置在MRI扫描床上，检查过程中注意对其进行听力保护及保暖，在检查过程中患儿监护人及临床医师需全程陪同。扫描序列及参数如下：（1）常规MRI序列包括轴位和矢状位T1WI（TR 2000 ms，TE 2.60 ms，FOV 200 mm×200 mm，层厚4.0 mm，层数18），轴位T2WI（TR 4496 ms，TE 108 ms，FOV 200 mm×200 mm，层厚4.0 mm，层数18），轴位T2 FLAIR（TR 8000 ms，TE 100 ms，FOV 200 mm×200 mm，层厚4.0 mm，层数18），DWI（TR 3439 ms, TE 102 ms，FOV 200 mm×200 mm，层厚4.0 mm，层数18，b值为1000 s/mm²）。（2）轴位3D T1 BRAVO序列扫描参数为TR 6.9 ms，TE 2.5 ms，FOV 220 mm×220 mm，层厚1.0 mm，层数96。（3）3D-pCASL序列扫描参数为TR 4650 ms，TE 10.86 ms，FOV 220 mm×220 mm，层厚4.0 mm，层数32。标记后延迟（post labeling delay, PLD）时间为2000 ms。扫描总时间为9 min 20 s。

1.3 图像后处理及数据测量

       在ADW 4.7工作站使用Ready View模块进行3D-pCASL图像后处理得到CBF图，之后再将CBF图和3D T1 BRAVO图像进行融合以更好地识别解剖结构。由2名具有5~10年儿科影像诊断经验的主治医师和副主任医师在融合图像上分别于双侧额叶、颞叶、顶叶、枕叶、基底节区及丘脑进行手动勾画感兴趣区（region of interest, ROI）获取CBF值，勾画ROI选择为显示结构最大的层面，额叶、颞叶、顶叶、枕叶ROI的大小选择为（20±5）mm²，基底节区和丘脑ROI的大小选择为（40±5）mm²。采用镜像复制ROI法测量各脑区，以确保同一位置ROI层面和大小保持一致，每个ROI测量3次并取平均值作为最终结果。详见图1A~1F。

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图1  感兴趣区的勾画图。1A：额叶；1B：颞叶；1C：顶叶；1D：枕叶；1E：基底节区；1F：丘脑。
Fig. 1  Selection plots of region of interest. 1A: frontal lobe; 1B: temporal lobe; 1C: parietal lobe; 1D: occipital lobe; 1E: basal ganglia; 1F: thalamus.

1.4 炎症因子检测及NBNA评分测定

       通过电子病历系统收集早产儿MRI检查前三天内的外周静脉血炎症因子CRP和PCT的检查结果。

       当早产儿校正胎龄达40周时，在门诊神经发育评估室由我院2名具有5~10年临床经验的新生儿科主治医生对早产儿进行NBNA评分，该评分体系涵盖5个方面：一般情况（3项）、行为能力（6项）、被动肌张力（4项）、主动肌张力（4项）、原始反射（3项），每项有0分、1分和2分三个等级，总分为40分。若评分≥35分，则视为正常；若评分<35分，则视为异常。

1.5 统计学分析

       应用SPSS 26.0软件（IBM, Armonk, NY, USA）和Graphpad prism（version 9.5;https://www.graphpad-prism.cn/）进行统计分析和绘图。两组数据的正态性检验使用Shapiro-Wilk检验，服从正态分布的计量资料用均数±标准差（x¯±s）表示，组内比较选用配对样本t检验，组间比较选用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料采用中位数（四分位数间距）［M（P25，P75）］表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验；计数资料以例数表示，组间比较采用χ²检验。采用组内相关系数（intra-class correlation coefficient, ICC）进行一致性检验，ICC≥0.75认为一致性良好，0.40<ICC<0.75表示一致性一般，ICC≤0.40表示一致性较差。将有显著组间差异脑区的CBF值与炎症因子和NBNA评分进行相关性分析，若符合正态分布使用Pearson相关分析，非正态分布采用Spearman相关分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

       两组早产儿在性别、出生体质量、分娩方式、出生胎龄、校正胎龄、孕母产前激素应用情况、1 min Apagr评分、5 min Apagr评分方面的差异均无统计学意义（P>0.05），两组早产儿其母亲住院期间首次测定的收缩压和舒张压值差异有统计学意义（P<0.05）。详见表1。

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表1  两组早产儿及孕母基线资料比较
Tab. 1  Comparison of baseline data of preterm babies and pregnant mothers in the two groups

2.2 两组早产儿不同脑区CBF值差异性分析和一致性检验

       两组早产儿组内左右两侧ROI的CBF值差异均无统计学意义（P>0.05），详见表2；两组早产儿在3D-pCASL检查中表现出不同的脑血流灌注特征：病例组左侧额叶、右侧颞叶、左侧顶叶、双侧基底节区及丘脑CBF值均大于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），其余脑区的CBF值两组间差异无统计学意义（P>0.05），详见表3、图2。所有ROI的CBF值在不同测量者之间的一致性均表现良好（ICC均>0.75，P<0.05）。

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图2  病例组和对照组早产儿各脑区的CBF值比较图（**表示P<0.05，***表示P<0.001）。CBF：脑血流量。
Fig. 2  Comparison plots of CBF values for each brain region in preterm infants in the case and control groups (** indicates P < 0.05, *** indicates P < 0.001). CBF: cerebral blood flow.

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表2  两组早产儿组内左右两侧ROI的CBF值比较
Tab. 2  Comparison of CBF values of right and left ROIs within the group of two groups of preterm infants

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表3  两组早产儿不同脑区CBF值比较
Tab. 3  Comparison of CBF values in different brain regions between two groups of preterm infants

2.3 两组早产儿炎症因子水平及NBNA评分比较

       病例组的CRP、PCT水平均高于对照组（P<0.05），而NBNA评分低于对照组（P<0.05）。详见表4。

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表4  两组早产儿炎症因子水平及NBNA评分比较
Tab. 4  Comparison of inflammatory factor levels and NBNA scores of preterm infants in two groups

2.4 相关性分析

       病例组左侧额叶（r=0.399，P=0.010）、右侧颞叶（r=0.469，P=0.002）、左侧顶叶（r=0.482，P=0.002）、双侧基底节区（r=0.535、0.606，P均<0.001）及丘脑（r=0.692、0.689，P均<0.001）的CBF值与PCT水平均呈正相关，详见图3A~3G。上述脑区CBF值与CRP均无相关性（P>0.05）。

       病例组双侧基底节区及丘脑的CBF值与NBNA评分均呈负相关（r=-0.395、-0.429、-0.414、-0.438，P均<0.05），其余脑区与NBNA评分均无相关性（P>0.05）。详见图4。

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图3  组间存在显著差异脑区的CBF值与PCT的相关性分析图。CBF：脑血流量；PCT：降钙素原。
Fig. 3  Correlation analysis plots between CBF values and PCT in brain regions with significant differences between groups. CBF: cerebral blood flow; PCT: procalcitonin.

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图4  组间存在显著差异脑区的CBF值与NBNA评分的相关性分析图。CBF：脑血流量；NBNA：新生儿神经行为测定。
Fig. 4  Correlation analysis plots between CBF values and NBNA scores of brain regions with significant differences between groups. CBF: cerebral blood flow; NBNA: Neonatal Behavioral Neurological Assessment.

3 讨论

       本研究采用3D-pCASL技术评估了母亲患有GH的早产儿多个脑区CBF值的变化，并分析了CBF值与NBNA评分之间的相关性。研究结果显示母亲患有GH的早产儿基底节区和丘脑的高灌注可能与后期脑发育异常存在一定相关性。此外，组间存在显著差异脑区的CBF值与炎症因子PCT水平存在正相关关系，这进一步提示早产儿脑灌注异常可能与炎症反应相关联。综上所述，本研究不仅证实了3D-pCASL技术在评估母亲患有GH的早产儿CBF变化中的有效性，而且为进一步研究GH对早产儿脑发育的影响提供了新视角，并为未来的早期诊断和干预治疗提供了有价值的参考。

3.1 3D-pCASL 的应用

       3D-pCASL技术利用水分子作为天然内源性示踪剂来测量组织灌注，其原理在于首先通过应用射频脉冲反转动脉血液中的质子，使其磁化状态发生显著变化，从而对这部分质子进行标记，利用这一标记来追踪血液质子的流动，进而评估组织的灌注情况^[13]。目前，3D-pCASL技术在缺血性脑卒中、Moyamoya病、脑膜瘤分型、胶质瘤分级以及动静脉畸形患者的CBF研究中得到了广泛的应用^{[19, 20, 21]}。早产儿的CBF变化在其异常脑发育过程中有着举足轻重的地位，CBF不足将限制大脑获取必要的氧气和营养，从而影响神经元的正常发育；也可能因为CBF过多而增加血管压力，导致脑组织损伤^{[22, 23]}。通过监测CBF的变化，可及时发现早产儿可能存在的脑发育异常，以便进行早期干预，从而降低远期神经系统并发症的发生率。此外，3D-pCASL因其具有更高的标记效率和信噪比，更适合用于早期监测早产儿脑CBF的变化^[24]。因此本研究采用3D-pCASL技术来评估GH是否对早产儿的脑发育造成影响。

3.2 组间CBF值差异及其与NBNA评分的相关性分析

       GH是妊娠期一种严重的并发症，其特征是胎盘血流灌注显著下降，并伴随炎症因子的异常释放。这些炎症介质经母体血液循环进入胎儿大脑，可能会引发早产儿后续脑发育迟缓等严重后果^{[25, 26]}。本研究发现病例组多个脑区CBF值较对照组显著升高，这种现象可能是由于GH导致母体全身小血管痉挛和内皮功能障碍，加剧了胎盘功能不足^[1]，由此引发的宫内缺血缺氧环境增加了胎儿宫内生长受限和早产的风险，胎儿长期处于这种由GH引起的宫内慢性缺氧状态，可能通过增加CBF来代偿GH导致的潜在脑缺氧或营养不足。

       大脑的成熟度可通过局部CBF来反映，较高的CBF可能与较低的脑成熟度有关^[27]。脑灌注异常可能会导致早产相关脑损伤后的长期神经发育障碍，另外NBNA评分可用于评价足月新生儿和校正胎龄满40周新生儿的神经行为能力，在识别新生儿脑损伤及其引发的早期行为和神经功能异常方面体现出重要价值。因此使用NBNA评分可早期发现由脑灌注异常引起的神经发育落后，并对其预后进行评估^[28]。既往研究表明脑损伤区域常出现血流高灌注的现象，特别是基底节区和丘脑的高灌注状态往往预示着不良的临床预后^{[7, 29, 30, 31]}。本研究发现病例组早产儿基底节区及丘脑的CBF值高于对照组，且与NBNA评分均呈负相关关系，提示早产儿脑CBF值越高，后期神经发育越差，与上述研究结果一致，因此GH可能增加其早产儿脑发育异常的风险，严重者可能会造成脑损伤。

       皮质动脉由大脑前、中、后动脉的末端分支组成，它们形成了一个在脑半球表面的吻合网络，它们的分支穿过皮层、白质和纤维，其中末梢血管对脑血流自动调节最为敏感，可反映CBF值的微小变化。此外，大脑代谢最旺盛的区域是深部灰质核团（基底节区、丘脑）^[32]，所以本研究选择了皮质区域（额叶、颞叶、顶叶、枕叶）及深部灰质区域（基底节区、丘脑）。本研究结果显示两组早产儿基底节区及丘脑的CBF值明显高于额叶、颞叶等脑区，与DUBOIS等^[33]研究结果一致。此现象与早产儿的脉管系统发育进程及大脑独特的解剖特点存在较为紧密的联系^[24]，大脑的发育开始于胚胎时期，在妊娠的第24至28周阶段，动脉的发育最初在基底节区进行，随后逐步在大脑皮质完成进一步发育。这一过程对大脑的正常发育至关重要，因此早产儿的深部灰质展现出较高的脑CBF值，这体现了其特定的发育阶段和解剖特征。在评估母亲患有GH的早产儿脑发育状况时，应着重关注该区域的血流动力学变化。

3.3 CBF值与炎症因子的相关性分析

       炎症反应在早产儿脑发育异常中起着重要作用^{[17, 34, 35]}。高水平的炎症因子，如CRP和PCT，常与严重的炎症反应和感染相关。本研究中病例组上述两种炎症指标均高于对照组，这可能进一步加剧其脑发育的不良后果。在本研究中，病例组的左侧额叶、右侧颞叶、左侧顶叶、双侧基底节区及丘脑的CBF值与PCT水平呈正相关。这表明母亲患有GH的早产儿上述脑区CBF值越高，炎症反应越严重，这些损伤将干扰脑发育进程偏离正常轨迹，造成不良预后。然而本研究中病例组CBF值与CRP无显著相关性，原因可能是本研究的样本量有限，抑或是PCT和CRP作用机制存在差异，增加样本量可能有助于进一步验证二者之间是否存在潜在的相关性。

3.4 本研究的局限性

       首先，本研究的样本量较少，未能对GH的严重程度进行分级研究，可能会影响疾病风险的精准评估；其次，本研究只纳入早产儿，未来可对GH足月儿进行比较研究，以探讨不同胎龄对CBF值的影响；最后，本研究对早产儿的随访时间短，未能观察其CBF变化与远期神经发育结局之间的关系。

4 结论

       综上所述，GH可能引起早产儿脑发育异常，使用3D-pCASL技术联合PCT综合评估母亲患有GH的早产儿CBF和炎症状态，有助于早期评估早产儿的神经发育预后。