局灶性脑白质损伤（punctate white matter lesions，PWML）常见于新生儿，是由于脑供血和气体交换障碍所致的一种缺血缺氧性脑损伤。临床可有易哭、拒乳、反应差等症状。近年来，头颅MRI广泛且成熟地应用于新生儿PWML的早期辅助诊断。多回波采集的重度T2^*加权的三维梯度回波序列（enhanced T2 star weighted angiography，ESWAN）是一种高分辨的三维采集组织信号的磁敏感成像序列，其中R2^*是采用梯度回波序列在不同的回波时间进行梯度重聚直接测量到的横向弛豫时间，对脑组织异常病理变化极为敏感，笔者通过对比测量新生儿PWML病灶、病灶对侧及正常新生儿病灶对应部位的R2^*值，探讨R2^*值对PWML的诊断价值。

1　材料与方法

1.1　病例资料

       搜集2011年1月至2012年11月我院新生儿科经头颅MR常规序列、ESWAN检查确诊为PWML的患儿22例纳入病例组，早产10例，足月12例，矫正胎龄分别为35⁺¹～36⁺³周、38⁺¹～40周，其中男14例，女8例；另外搜集我院新生儿科临床无拒乳、皮肤青紫等症状、体征，且经头颅MR常规序列＋ESWAN检查无异常信号改变的新生儿22例纳入对照组，早产10例，足月12例，矫正胎龄为35⁺⁶～36⁺⁵周、38⁺⁴～40⁺¹周，其中男16例，女6例。将病例组及对照组新生儿按照胎龄分别分为早产儿组、足月儿组。

1.2　仪器与参数

       采用GE 1. 5 T HD MR扫描仪，8通道头部线圈。对2组新生儿均行常规序列：T1WI、T2WI、DTI （TR 8000 ms，TE 84 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，NEX为2，b值为1000 s/mm²，扫描方向为25个方向）、ESWAN （TR 88 ms，TE 38 ms，偏转角20° ，FOV 24 cm×24 cm，矩阵256×256，层厚3 mm）纯轴面扫描，患儿均镇静后规范摆位，将扫描获得的ESWAN原始数据传输到AW 4.3工作站重建后处理，获得相位图和R2^*图。

1.3　测量与统计方法

       由2名高年资影像科医师盲法判读扫描图像，先找出PWML患儿T1WI序列高信号病灶，在AW 4.3后处理工作站定位DTI序列FA图病灶，再同步定位ESWAN序列R2^*病灶位置，ROI取范围为(6±2) mm²圆圈，由软件计算出R2^*值、Phase值，同法测出同一病灶对侧（部分病灶为对称性）及正常新生儿的R2^*、Phase值，每个部位测3次，取平均值。分别将早产儿组和足月儿组病灶、病灶对侧、正常新生儿病灶对应部位的R2^*、Phase值进行比较分析，使用SPSS 13.0软件包进行t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　病灶分布

       病例组22例患儿共检出PWML病灶80个，早产儿28个，足月儿52个；病灶呈斑点状、斑片状、条带状，部分融合成片状；病灶位多于额、顶叶深部白质、半卵圆中心、侧脑室前后角旁、侧脑室三角区、侧脑室体旁，胼胝体4个，大脑脚、桥脑各2个。

2.2　影像表现

       80个PWML病灶在T1WI表现为高信号灶64个，稍高信号灶16个；在T2WI表现为低信号灶58个，等信号灶22个；在DTI表现为高信号灶60个，稍高信号灶12个，等信号灶8个；在ESWAN表现为稍高信号灶56个，等信号灶24个（图1，图2，图3，图4）。

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图1~4  患儿，女，39⁺³周，PWML。MR轴面T1WI（图1）、T2WI（图2）、DTI（图3）、R2^*图（图4）示左侧顶叶脑白质见一斑点状短T1信号影，T2WI呈稍低信号，DTI（DWI）呈稍高信号，病灶边界清楚，通过DTI同步定位于R2^*图上，病灶呈等信号改变，显示不清
Fig. 1—4  39⁺³ weeks old female, PWML. Axial T1WI (Fig.1), T2WI (Fig.2), DTI(Fig.3) of MR imaging and R2^* map (Fig.4) showed a little lesions in left parietal lobe white matter, its showed hyperintensity on T1WI, slightly hypointensity on T2WI, and slightly hyperintensity on DTI (DWI), the boundary of lesions is clear, Through DTI simultaneous localization on the R2^* map, the lesions showed isointensity on R2^* map.

2.3　R2*值测量结果

       病例组早产儿10例共28个病灶，16个呈对称分布，12个为单侧，测量结果显示病灶、病灶对侧、正常早产儿的R2^*值依次下降：7. 458±2.463、5.708±2.277、4.024±0.940，经t检验分析，病灶、病灶对侧的R2^*值明显高于正常早产儿，t值分别为4.874、-2.394 ，P值分别为0.000、0.028 ，病灶与病灶对侧之间R2^*值差异无统计学意义。病例组足月儿12例共52个病灶，16个呈对称分布，36个为单侧，测量结果显示病灶、病灶对侧、正常足月儿的R2^*值依次下降：8.609±2.461、6.621±2.072、5.250±1.526，经t检验分析，病灶与病灶对侧、病灶与正常足月儿、病灶对侧与正常足月儿之间R2^*值差异均存在统计学意义，t值分别为5.916、2.805、-2.531，P值分别为0.000、0.008、0.015（表1）。

       病例组新生儿Phase值为负值：-0.039±0.236，病灶对侧、正常新生儿为正值：0.039±0.042、0.024±0.062，且病灶、病灶对侧、正常新生儿之间Phase值差异无统计学意义(P>0.05)（表2）。

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表1  病例组（早产儿、足月儿）、对照组（正常早产儿、正常足月儿）的病灶（或病灶部位）、病灶对侧的R2^*值
Tab. 1  the R2^* value of the lesions and the contralateral side of the lesions in premature and full-term infants of case，or the location of lesions in normal premature and term infants of control group

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表2  病例组与病变对侧、正常新生儿的病灶部位Phase值比较
Tab. 2  Comparison of Phase values between the lesions and the contralateral side of the lesions and the location of lesions in normal neonates

3　讨论

3.1　ESWAN成像原理及R2*、Phase值概述

       ESWAN是利用磁场中组织内部间磁敏感性差异而产生MR对比增强成像。它以T2^*加权梯度回波序列作为序列基础，采用高分辨率、三维完全流动补偿的梯度回波序列进行扫描，可同时获得磁距图像（magnitude image）和相位图像（phase image）两组原始图像，两者成对出现，所对应的解剖位置完全一致^[1]。磁距图描述弛豫过程中质子发出的信号强度，相位图像则描述质子在该过程中行经的角度，磁距图像中包含了绝大部分的组织对比信息，而相位图像则从磁敏感性角度反映组织对比，特别是磁化率差异较大的组织，ESWAN独特的数据采集和图像处理过程中增加磁矩图的对比及组织间的磁敏感度差异，使对磁敏感效应的敏感性最大化，提高了磁矩图像的对比，对静脉血、静脉畸形、出血和铁沉积显示明显^[2]。

       R2^*是采用梯度回波序列在不同的时间进行梯度重聚，测量到的横向弛豫率；T2^*值称为自由感应衰减，是在未去除磁场均匀性及周围磁性物质影响下横向磁化矢量自由衰减的产物，对影响磁场均匀度的顺磁性物质（如血液的氧代谢产物、铁等）尤为敏感，R2^*与T2^*成反比趋势；血液的氧代谢产物去氧血红蛋白（deoxy-hemoglobin，HbR）、含铁血黄素、二价铁等顺磁性物质增加磁场去相位，导致T2^*值下降，R2^*值相应升高。除磁场因素的影响外，T2^*值还具备横向弛豫时间T2值的特性，为自旋-自旋弛豫，能量传递发生在质子群中，组织内水分子的含量及水分子的运动状态均会影响T2^*值，组织内水分子含量升高、水分子运动活跃均会导致T2^*值升高，R2^*值相应下降^[3]，相反组织内水分子含量降低、水分子运动受限则会导致T2^*值降低，R2^*值相应升高。

       Phase值为质子在弛豫过程中经过的角度，Phase值的变化与组织内水含量、质子密度无关，只受组织间的磁敏感变化的影响^[3]。血液的氧代谢产物、铁等顺磁性物质均可增加磁场去相位，致Phase值下降。

3.2　新生儿PWML病理生理及MRI表现

       PWML是新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)的一种轻度脑损伤，主要由滞产、出生时窒息、脐带绕颈、母亲孕期患有妊高症等原因所致。早产儿脑发育不成熟，解剖上脑室周围处于终末供血区，功能上血管的自主调节能力差，受全身血流动力学瞬间变化的影响大，所以半卵圆中心、侧脑室旁等深部白质常发生PWML。足月新生儿旁矢状区皮层及皮层下白质易受累^[4]，本研究的病灶多位于深部白质、侧脑室周围。

       脑白质损伤（WML）的亚急性期（1周左右），常规MRI表现为T1WI高信号及T2WI低信号^[5]，PWML常规MRI多表现为半卵圆中心、侧脑室旁和侧脑室前、后角旁及三角区点簇状或线状直径<5 mm呈短T1伴或不伴有短T2信号^[6]。本研究中80个病灶常规MRI表现与上述结论相同。

       多位学者对PWML的T1WI高信号有不同推测，Haacke等^[7]认为PWML灶T1WI高信号为缺血性梗死后出血所致，然而Fujioka等^[8]通过闭塞大鼠大脑中动脉制备局灶性脑缺血模型，病检中未发现出血。祁英等^[6]的研究结果显示，绝大多数PWML在ESWAN上表现为高信号，提示PWML中不含微出血成分，又不代表铁、钙矿物质沉积，马坚等^[9]研究发现，患儿的T1WI高信号灶在ESWAN上未见低信号，无出血证据。本研究中病例组病灶、病灶对侧、正常新生儿Phase值之间差异无统计学意义(P>0.05)（表2），说明病变区不含与周围组织存在明显磁敏感差异的物质，即没有微出血及铁沉积。任燕双等^[10]通过闭塞大鼠大脑中动脉制备局灶性脑缺血模型，认为PWML主要为选择性神经元坏死、脂滴状空泡形成和胶质增生。

3.3　R2*值的临床价值

       本研究结果显示早产儿组病灶与病灶对侧之间R2^*值差别无统计学意义(P=0.154)，考虑可能是因为28个病灶中有16个对称分布，使样本量相差过大产生的。

       早产儿组病灶、病灶对侧R2^*值均明显高于正常早产新生儿(P <0.05)(表1) ；足月儿组病灶R2^*值明显高于病灶对侧、正常足月新生儿(P <0.05) （表1）。考虑PWML主要是脑组织缺血及再灌注损伤，首先脑组织急性缺氧缺血，脑静脉淤血，血管内去氧血红蛋白含量升高，R2^*值升高；进而新生儿大脑易损区血管不完全性阻塞，致局部脑组织三磷酸腺苷（ATP）减少，神经元细胞钠泵功能障碍，细胞内水钠潴留，细胞肿胀致细胞间隙缩小、水分子运动障碍，局部脑组织T2^*横向弛豫时间缩短，R2^*值升高，T1WI信号增高；当缺氧缺血进一步加剧，神经细胞皱缩、崩解、坏死，神经元、轴突脱失及周围胶质细胞增生，脂肪颗粒形成，胶质细胞及脂肪颗粒均为疏水性，致细胞间隙水含量降低，T1、T2^*横向弛豫时间缩短，致R2^*值升高，T1WI信号增高；当毛细血管灌注恢复，由于血管内皮细胞疏松及缺氧损伤，导致血浆蛋白渗出，其中脂蛋白为疏水性，致细胞间隙水分子减少，T2^*横向弛豫时间缩短，致R2^*值升高，T1WI信号增高。上述4个因素叠加作用，导致病灶R2^*值较对侧及正常新生儿明显升高，且T1WI呈高信号。

       研究结果还显示两组病变对侧R2^*值均明显高于正常新生儿(P <0.05)。笔者考虑，由于全脑缺氧缺血，脑静脉淤血，病变对侧血管内去氧血红蛋白含量亦升高，且缺氧缺血亦可引起全脑神经细胞内水钠潴留，细胞肿胀，细胞间隙缩小，水运动障碍，这两者共同作用，使得病变对侧R2^*值较正常新生儿明显升高，但不如病灶R2^*值升高的明显（表1）。说明PWML患儿病变对侧，甚至整个脑组织都处于缺氧缺血的病理状态。

       以往大多数学者主要用常规MR图像结合磁敏感图像诊断PWML，综上所述，本研究通过对比测量，发现PWML病灶较病灶对侧及正常新生儿R2^*值明显升高，为MRI诊断PWML提供了量化诊断指标，开拓了诊断PWML的新方法和思路。