Radiology：极早产儿童大脑的定量MRI表征

随着新生儿护理水平及技术的进步，早产儿（胎龄28-32周）和极早产儿（EP，胎龄28周）的存活率已大大增加。然而，神经系统残疾的高发率影响着EP幸存者的生存质量，12%的人有癫痫发作，5%-10%的人存在脑瘫，而25%-50%的人有认知、注意力、行为和社会化障碍。在这些人中，围产期的损伤可能会改变白质（WM）和灰质（GM）的发育，并可能破坏髓鞘导致发育不良。定量MRI（qMRI）神经影像学可显示关于大脑的丰富信息，在研究神经保护和神经恢复的干预措施时可以作为这些神经发育事件的潜在影像学指标。

弥散MRI研究发现，早产儿和足月儿在儿童期、青少年期和成年期的WM存在微结构差异。类似的研究还发现了青春期与性别有关的WM微结构差异，尽管这些差异的原因仍不为人所知。qMRI参数谱还包括测量水含量、反映在弛豫时间（T1和T2）中的大分子含量以及移动-非移动水交换，丰富了关于非典型大脑发育的潜在宝贵信息。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究探讨了含水量、松弛度、微结构组织和组织体积的多参数qMRI测量作为描述EP儿童大脑的非典型和神经典型发展状态潜在的发育标志物的价值，为早期评估早产儿大脑发育异常提供了技术支持。

本项前瞻性多中心研究包括14-16岁的EP（Extremely Low Gestational Age Newborns-Environmental Influences on Child Health Outcomes Study，简称ELGAN-ECHO）个体。参与者在2017年至2019年期间接受了3.0-T MRI评估。比较了非典型与神经性发育的青少年以及女孩与男孩的qMRI结果。使用性别分层的多元回归模型来研究空间熵密度（SEd）与T1、T2和脑脊液（CSF）归一化质子密度（nPD）之间的关联，以及CSF体积与T2之间的关联。交互项模拟了非典型性与神经性发育的青少年之间的斜率差异。

共有368名青少年被分为116名非典型（66名男孩）、252名神经性发育（125名男孩）。非典型发育的女孩与神经性发育的女孩相比，nPD较低（平均，557 10×百分单位[pu] ± 46 [SD] vs 573 10×pu ± 43; P = .04），而非典型发育的男孩与神经性发育的男孩相比，T1更长（814 msec ± 57 vs 789 msec ± 82; P = .01）。非典型发育的女孩与男孩相比，nPD较低，T2较短（例如，在WM中，nPD为557 10 × pu ± 46 vs 580 10 × pu ± 39 [P = .006] ，T2为86 msec ± 3 vs 88 msec ± 4 [P = .003]）。非典型性与神经性发育的男孩在T1和SEd之间有更适度的负相关（斜率，-32.0毫秒/kB/cm³ [95% CI: -49.8, -14.2] vs -62.3毫秒/kB/cm³ [95% CI: -79.7, -45.0] ；P = .03）。

图 多参数定量MRI参数与空间熵密度（SEd）的关系。神经型和非神经型早产儿（EP）白质（WM）和灰质（GM）的平均（A）T1、（B）归一化质子密度和（C）T2值与SEd的散点图和线性拟合。在非典型性和神经性发育的男孩之间，观察到白质的T1和SEd的差异

本研究表明，极早出生的青少年的大脑有广泛的发育状态分布，可以用体积测量法、归一化质子密度、T1和T2进行量化，而空间熵密度可根据神经系统疾病的存在和病人的性别而不同。在比较非典型发育期和神经系统发育期的青少年时，发现测量的参数及其与组织组织的关系存在差异。值得注意的是，非典型发育参与者在脑脊液正常化质子密度（nPD）和T2方面显示出比神经发育参与者更明显的性别二形性，这也许进一步说明了非典型发育男孩已知的高度脆弱性的特点。非典型发育的女孩的nPD比神经发育的女孩低。

原文出处：

Ryan McNaughton,Chris Pieper,Osamu Sakai,et al.Quantitative MRI Characterization of the Extremely Preterm Brain at Adolescence: Atypical versus Neurotypical Developmental Pathways.DOI:10.1148/radiol.210385