SPECT脑血流灌注断层显像在新生儿缺氧缺血性脑病的初步应用
作者：陈昌辉 宋文忠 赵相发 陈明曦 吉德平 黄晓玲 李茂军 母发光
单位：610072成都,四川省人民医院
关键词：血流速度；体断层摄影术；发射型计算机；单光子；婴儿；新生；脑缺血；脑缺氧
中华儿科杂志/980410 【摘要】 目的 了解新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)局部脑血流(rCBF)的变化规律,探讨临床表现与rCBF的关系。方法 采用锝(99mTc)乙撑双半胱氨酸二乙酯(ECD)单光子发射型计算机断层摄影术(SPECT)对67例HIE患儿进行脑血流灌注断层显像。结果 HIE轻度组显像异常率为20%,中度组77%,重度组92%,总异常率为63%。中、重度组常有2个以上部位异常。结论 HIE病情轻重与rCBF的变化一致。脑血流灌注断层显像可为探讨HIE发病机理和早期诊断提供依据。
Preliminary application of 99m Tc-ECD SPECT in neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy
, 百拇医药
Chen Changhui, Song Wenzhong, Zhao Xiangfa, et al.
Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu 610072
【Abstract 】 Objective To understand the changes of regional cerebral blood flow (rCBF) in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) and the relationship between the changes in rCBF and the clinical manifestations. Methods Technetium 99m (99mTc) ECD single photon emission computed tomography (SPECT) was performed in 67 newborns with HIE. Results The SPECT was abnormal in 20% of neonates with mild HIE, 77% of neonates with moderate HIE, and 92% with severe HIE; the total abnormality rate was 63%. There were usually two or more abnormal cerebral areas in the moderate and the severe groups. Conclusion The clinical manifestation of HIE is consistent with changes in rCBF, and 99m Tc-ECD SPECT can furnish evidence for studying pathogenesis of HIE and making early diagnosis.
, 百拇医药
【Key words 】 Blood flow velocity Tomogralhy, emission-computed, single photon Infant, newborn Cerebral ischemia Cerebral anoxia
新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是由围产期窒息所致，以脑病的一系列表现为临床特征的缺氧性脑损伤,局部脑血流(rCBF)减少是HIE发生缺氧性脑损伤的主要原因之一[1,2]。为了解HIE患儿rCBF的变化规律,探讨临床表现与rCBF的关系,作者首次采用锝(99mTc)乙撑双半胱氨酸二乙酯(ECD)SPECT对67例HIE患儿进行脑血流灌注断层显像,现将结果报道如下。
对象和方法
一、 对象
67例HIE患儿中,男47例,女20例;胎龄33～36周8例,37～42周54例,>42周5例;检查时日龄为6±3天。全部患儿均符合《新生儿缺氧缺血性脑病临床诊断依据和分度》的标准[3]。轻度组20例,中度组34例,重度组13例。
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二、方法
1.显像方法:按本院常规[4]进行。
2.分析方法:采用随机软件将原始数据处理成冠状、矢状和外眦、外耳道连线(OM线)脑血流灌注断层显像图,Metes滤波,每层厚2个Pixel(0.45 cm),将断层显像图拍成X线片。
半定量测定:参照Denays等[5]和Rubinstein等[6]的方法,选择包含有测定所需的脑各部位的左半球矢状切面，从外向内数第二层和倒数第二层图像,依据解剖学特征肉眼定位,采用圆形感兴趣区(ROI,面积23 Pixels)分别放置于丘脑、第一感觉运动区、颞叶、枕叶、小脑皮质计数最高处和额叶中份(额极和第一感觉运动区之间)皮质区测定ROI的总计数。同样方法测定右半球对称部位ROI计数。计算左右对称部位放射性摄取比值,再以左右ROI平均值计算各局部皮质区与丘脑和小脑皮质ROI的放射性摄取比值。
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以对照组(12例中,男11例,女1例;检查时日龄为6±5天)作为参考标准[4],分析HIE脑血流灌注断层显像图。同时在两种以上断层显像图连续两层图上见到rCBF分布减少或增多定为异常;半定量分析放射性摄取比值超过正常范围也定为异常。
3. 统计学处理方法:卡方检验。
结果
一、HIE脑血流灌注断层显像图像分析
异常图像主要表现为脑叶或丘脑rCBF分布不对称,88%(37/42)的患儿出现局限性rCBF明显减少,12%(5/42)患儿出现半球rCBF明显减少,脑的病灶部位与对侧相应部位的放射性摄取比值均<0.90或>1.10(图1,2)。
二、HIE临床分度与脑血流灌注断层显像异常的关系
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1.HIE临床分度与脑血流灌注断层显像异常发生率:67例HIE患儿中,显像异常42例,发生率为63%。轻度组20例中,显像异常4例,发生率为20%;中度组34例中,显像异常26例,发生率77%;重度组13例中,显像异常12例,发生率92%;轻度组与中度组和重度组比较,显像异常发生率差异有非常显著意义(χ2=16.26,P<0.01);HIE中度组与重度组比较,显像异常发生率差异无显著意义(χ2=1.52,P>0.05)。结合临床实际,本组数据表明HIE中度组和重度组比轻度组更易出现脑血流灌注断层显像异常。
2.HIE临床分度与异常脑血流灌注断层显像部位见附表。脑血流灌注断层显像异常的42例中，HIE轻度组中4例，100%均为单一部位异常；中度组26例中，合并2个以上部位异常者10例，占39%；重度组12例中，合并2个以上部位异常者6例，占50%。
附表 HIE临床分度与异常脑血流灌注断层显像部位(部位个数) 分度
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例数
大脑
半球
额叶
颞叶
枕叶
第一感觉
运动区
丘脑
小脑
轻度
4
0
1
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0
0
3
0
0
中度
26
4
8
4
4
15
1
0
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重度
12
1
4
1
4
5
2
1
合计
42
5
13
5
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8
23
3
1
正常新生儿左右半球各部位CBF分布对称。图中①箭头所指区域为丘脑，其CBF分布最高，丘脑上方②箭头所指区域为第一感觉运动区，其CBF分布稍低于丘脑，右上方区域为额叶，CBF分布最低，显像也较差，左下方区域为小脑，小脑上方为枕叶，图中③箭头所指区域为颞叶图1 从右向左的矢状断层图
重度HIE患儿CBF左右分布不对称，左侧丘脑(①箭头所指区域)以及第一感觉运动区(②箭头所指区域)CBF较右侧明显减少
图2 矢状断层图
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讨论
HIE是围产期新生儿死亡和远期致残的主要原因之一,因而成为当前围产医学的重要研究课题。随着高新技术在医学领域中的应用和发展,对HIE的研究已从脑的组织形态学逐步转向血流动力学和电生理学等方面。国内普遍使用的头颅CT扫描和B型超声显像可以反映HIE脑组织形态结构的改变,脑电图、脑电地形图和脑干听觉诱发电位能检测脑功能及脑干功能障碍,超声彩色多普勒可测定脑血流速度。自70年代以来,核医学检测技术因具安全、无创的特性已广泛应用于儿科多种疾病，尤其是中枢神经系统疾患的研究[7]。Denays等[8,9]已将123 I-IMP、99mTc-HMPAO SPECT脑血流灌注断层显像作为一种rCBF与脑功能的无创性半定量检测方法成功地应用于新生儿脑损伤的研究。作者从1994年开始首次采用99mTc-ECD SPECT对神经系统正常的新生儿和HIE患儿作了脑血流灌注断层显像研究。结果显示,脑血流灌注断层显像可反映生理和病理状态下新生儿脑各部位的rCBF分布,因而可作为研究HIE患儿rCBF的重要方法之一。
, 百拇医药
动物实验和人体研究均证实:HIE脑损伤主要由局部缺血所致,发病机制与继发于围产期窒息的rCBF减少有关[1,2]。本组结果显示,HIE中度组和重度组比轻度组更易出现脑血流灌注断层显像异常,且常为两个或两个以上部位异常。结果表明:HIE病情轻重与rCBF的变化一致。rCBF的变化首先引起脑组织缺血,继而出现颅内压力改变、血管性水肿、脑组织肿胀和多灶性坏死[1,2],即rCBF的改变发生在脑组织学变化之前。在rCBF改变的早期及时治疗，尚能使部分处在组织学变化中的脑细胞恢复正常。由此可见,采用99mTc-ECD SPECT对HIE患儿作脑血流灌注断层显像,既有利于探讨HIE的发病机制,又可为HIE的早期诊断提供客观依据。
参考文献
1 Brann AW Jr. Hypoxic ischemic encephalopathy (asphyxia). Pediatr Clin North Am, 1986, 33: 451-464.
, 百拇医药
2 Volpe JJ, Herscovitch P, Perlman JM, et al. Positron emission tomography in the asphyxiated term newborn: parasagittal impairment of cerebral blood flow. Ann Neurol, 1985, 17: 287-296.
3 韩玉昆,虞人杰,卜定方.新生儿缺氧缺血性脑病临床诊断依据和分度.中华儿科杂志, 1990, 28: 31-32.
4 宋文忠,陈明曦,陈昌辉,等.正常新生儿脑血流SPECT断层显像.中华核医学杂志, 1997, 17: 160-161.
5 Denays R, Ham H, Tondeur M, et al. Detection of bilateral and symmetrical anomalies in Technetium-99m-HMPAO brain SPECT studies. J Nucl Med, 1992, 33: 485-490.
, http://www.100md.com
6 Rubinstein M, Denays R, Ham HR, et al. Functional imaging of brain maturation in humans using Iodine-123 Iodoamphetamine and SPECT. J Nucl Med, 1989, 30: 1982-1985.
7 Amy Piepsz. Recent advances in pediatric nuclear medicine. Semi Nucl Med, 1995, 25: 165-182.
8 Denays R, Pachterbeke TV, Tondeur M, et al. Brain single photon emission computed tomography in neonates. J Nucl Med, 1989, 30: 1337-1341.
9 Denays R, VanPachterbeke T, Toppet V, et al. Prediction of cerebral palsy in high-risk neonates: a Technetium-99m-HMPAO SPECT study. J Nucl Med, 1993, 34: 1223-1227., 百拇医药
单位：610072成都,四川省人民医院
关键词：血流速度；体断层摄影术；发射型计算机；单光子；婴儿；新生；脑缺血；脑缺氧
中华儿科杂志/980410 【摘要】 目的 了解新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)局部脑血流(rCBF)的变化规律,探讨临床表现与rCBF的关系。方法 采用锝(99mTc)乙撑双半胱氨酸二乙酯(ECD)单光子发射型计算机断层摄影术(SPECT)对67例HIE患儿进行脑血流灌注断层显像。结果 HIE轻度组显像异常率为20%,中度组77%,重度组92%,总异常率为63%。中、重度组常有2个以上部位异常。结论 HIE病情轻重与rCBF的变化一致。脑血流灌注断层显像可为探讨HIE发病机理和早期诊断提供依据。
Preliminary application of 99m Tc-ECD SPECT in neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy
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Chen Changhui, Song Wenzhong, Zhao Xiangfa, et al.
Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu 610072
【Abstract 】 Objective To understand the changes of regional cerebral blood flow (rCBF) in neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) and the relationship between the changes in rCBF and the clinical manifestations. Methods Technetium 99m (99mTc) ECD single photon emission computed tomography (SPECT) was performed in 67 newborns with HIE. Results The SPECT was abnormal in 20% of neonates with mild HIE, 77% of neonates with moderate HIE, and 92% with severe HIE; the total abnormality rate was 63%. There were usually two or more abnormal cerebral areas in the moderate and the severe groups. Conclusion The clinical manifestation of HIE is consistent with changes in rCBF, and 99m Tc-ECD SPECT can furnish evidence for studying pathogenesis of HIE and making early diagnosis.
, 百拇医药
【Key words 】 Blood flow velocity Tomogralhy, emission-computed, single photon Infant, newborn Cerebral ischemia Cerebral anoxia
新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是由围产期窒息所致，以脑病的一系列表现为临床特征的缺氧性脑损伤,局部脑血流(rCBF)减少是HIE发生缺氧性脑损伤的主要原因之一[1,2]。为了解HIE患儿rCBF的变化规律,探讨临床表现与rCBF的关系,作者首次采用锝(99mTc)乙撑双半胱氨酸二乙酯(ECD)SPECT对67例HIE患儿进行脑血流灌注断层显像,现将结果报道如下。
对象和方法
一、 对象
67例HIE患儿中,男47例,女20例;胎龄33～36周8例,37～42周54例,>42周5例;检查时日龄为6±3天。全部患儿均符合《新生儿缺氧缺血性脑病临床诊断依据和分度》的标准[3]。轻度组20例,中度组34例,重度组13例。
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二、方法
1.显像方法:按本院常规[4]进行。
2.分析方法:采用随机软件将原始数据处理成冠状、矢状和外眦、外耳道连线(OM线)脑血流灌注断层显像图,Metes滤波,每层厚2个Pixel(0.45 cm),将断层显像图拍成X线片。
半定量测定:参照Denays等[5]和Rubinstein等[6]的方法,选择包含有测定所需的脑各部位的左半球矢状切面，从外向内数第二层和倒数第二层图像,依据解剖学特征肉眼定位,采用圆形感兴趣区(ROI,面积23 Pixels)分别放置于丘脑、第一感觉运动区、颞叶、枕叶、小脑皮质计数最高处和额叶中份(额极和第一感觉运动区之间)皮质区测定ROI的总计数。同样方法测定右半球对称部位ROI计数。计算左右对称部位放射性摄取比值,再以左右ROI平均值计算各局部皮质区与丘脑和小脑皮质ROI的放射性摄取比值。
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以对照组(12例中,男11例,女1例;检查时日龄为6±5天)作为参考标准[4],分析HIE脑血流灌注断层显像图。同时在两种以上断层显像图连续两层图上见到rCBF分布减少或增多定为异常;半定量分析放射性摄取比值超过正常范围也定为异常。
3. 统计学处理方法:卡方检验。
结果
一、HIE脑血流灌注断层显像图像分析
异常图像主要表现为脑叶或丘脑rCBF分布不对称,88%(37/42)的患儿出现局限性rCBF明显减少,12%(5/42)患儿出现半球rCBF明显减少,脑的病灶部位与对侧相应部位的放射性摄取比值均<0.90或>1.10(图1,2)。
二、HIE临床分度与脑血流灌注断层显像异常的关系
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1.HIE临床分度与脑血流灌注断层显像异常发生率:67例HIE患儿中,显像异常42例,发生率为63%。轻度组20例中,显像异常4例,发生率为20%;中度组34例中,显像异常26例,发生率77%;重度组13例中,显像异常12例,发生率92%;轻度组与中度组和重度组比较,显像异常发生率差异有非常显著意义(χ2=16.26,P<0.01);HIE中度组与重度组比较,显像异常发生率差异无显著意义(χ2=1.52,P>0.05)。结合临床实际,本组数据表明HIE中度组和重度组比轻度组更易出现脑血流灌注断层显像异常。
2.HIE临床分度与异常脑血流灌注断层显像部位见附表。脑血流灌注断层显像异常的42例中，HIE轻度组中4例，100%均为单一部位异常；中度组26例中，合并2个以上部位异常者10例，占39%；重度组12例中，合并2个以上部位异常者6例，占50%。
附表 HIE临床分度与异常脑血流灌注断层显像部位(部位个数) 分度
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例数
大脑
半球
额叶
颞叶
枕叶
第一感觉
运动区
丘脑
小脑
轻度
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正常新生儿左右半球各部位CBF分布对称。图中①箭头所指区域为丘脑，其CBF分布最高，丘脑上方②箭头所指区域为第一感觉运动区，其CBF分布稍低于丘脑，右上方区域为额叶，CBF分布最低，显像也较差，左下方区域为小脑，小脑上方为枕叶，图中③箭头所指区域为颞叶图1 从右向左的矢状断层图
重度HIE患儿CBF左右分布不对称，左侧丘脑(①箭头所指区域)以及第一感觉运动区(②箭头所指区域)CBF较右侧明显减少
图2 矢状断层图
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讨论
HIE是围产期新生儿死亡和远期致残的主要原因之一,因而成为当前围产医学的重要研究课题。随着高新技术在医学领域中的应用和发展,对HIE的研究已从脑的组织形态学逐步转向血流动力学和电生理学等方面。国内普遍使用的头颅CT扫描和B型超声显像可以反映HIE脑组织形态结构的改变,脑电图、脑电地形图和脑干听觉诱发电位能检测脑功能及脑干功能障碍,超声彩色多普勒可测定脑血流速度。自70年代以来,核医学检测技术因具安全、无创的特性已广泛应用于儿科多种疾病，尤其是中枢神经系统疾患的研究[7]。Denays等[8,9]已将123 I-IMP、99mTc-HMPAO SPECT脑血流灌注断层显像作为一种rCBF与脑功能的无创性半定量检测方法成功地应用于新生儿脑损伤的研究。作者从1994年开始首次采用99mTc-ECD SPECT对神经系统正常的新生儿和HIE患儿作了脑血流灌注断层显像研究。结果显示,脑血流灌注断层显像可反映生理和病理状态下新生儿脑各部位的rCBF分布,因而可作为研究HIE患儿rCBF的重要方法之一。
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动物实验和人体研究均证实:HIE脑损伤主要由局部缺血所致,发病机制与继发于围产期窒息的rCBF减少有关[1,2]。本组结果显示,HIE中度组和重度组比轻度组更易出现脑血流灌注断层显像异常,且常为两个或两个以上部位异常。结果表明:HIE病情轻重与rCBF的变化一致。rCBF的变化首先引起脑组织缺血,继而出现颅内压力改变、血管性水肿、脑组织肿胀和多灶性坏死[1,2],即rCBF的改变发生在脑组织学变化之前。在rCBF改变的早期及时治疗，尚能使部分处在组织学变化中的脑细胞恢复正常。由此可见,采用99mTc-ECD SPECT对HIE患儿作脑血流灌注断层显像,既有利于探讨HIE的发病机制,又可为HIE的早期诊断提供客观依据。
参考文献
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, 百拇医药
2 Volpe JJ, Herscovitch P, Perlman JM, et al. Positron emission tomography in the asphyxiated term newborn: parasagittal impairment of cerebral blood flow. Ann Neurol, 1985, 17: 287-296.
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4 宋文忠,陈明曦,陈昌辉,等.正常新生儿脑血流SPECT断层显像.中华核医学杂志, 1997, 17: 160-161.
5 Denays R, Ham H, Tondeur M, et al. Detection of bilateral and symmetrical anomalies in Technetium-99m-HMPAO brain SPECT studies. J Nucl Med, 1992, 33: 485-490.
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