Prognostisk værdi af PET og MRS ved evaluering af cerebral status hos børn

Hos børn med mistanke om hjerneskade anvender man i dag magnetisk resonans-billeddannelse (MRI) og CT til vurdering af deres cerebrale status. Billeddiagnostikken er i hurtig udvikling, dette gælder specielt de funktionelt orienterede billeddiagnostiske teknikker, der kan vise cerebrale funktioner som bl.a. gennemblødning og stofskifte. Denne kasuistik omhandler et barn med svær hjerneskade efter asfyksi, hvor subakut MR-scanning var normal, men hvor nye supplerende undersøgelser med PET (positron-emissions-tomografi) og MRS (magnetisk resonans-spektroskopi) gav svært abnorme resultater, og på hvilken baggrund man tidligt i forløbet kunne vurdere barnets cerebrale status og dermed prognose.

Sygehistorie

Patienten var en dreng med en gestationsalder på 28 uger og fem dage med fødselsvægt 1.282 g. Forløbet var ukompliceret, og barnet blev vurderet normalt og udskrevet til hjemmet ti uger gammelt. To uger senere blev barnet genindlagt på grund af forkølelse, og der blev ved sug fra nasopharynx påvist respiratorisk syncytialvirus (RS-virus). Barnet udviklede tiltagende respirationsinsufficiens, måtte lægges i respirator og fik kramper, som behandledes med phenobarbital og lidocain. Efter fire døgn kunne han tages ud af respiratoren. Der var herefter let øget tonus og ingen sikker øjenkontakt.

MR-scanning af hjernen fem døgn efter indlæggelsen viste normal MR-billeddannelse med T1 , T2 og diffusionsvægtede billeder (Fig. 1 ).

MR-undersøgelsen blev ved samme session suppleret med MRS. Her fandt man svær reduktion af de stofskiftekomponenter, som normalt findes i sundt hjernevæv, og MR-spektret var domineret af laktat, foreneligt med svær hypoksisk hjerneskade (1) (Fig. 2 ).

PET-scanning af hjernen ni dage efter indlæggelsen viste en stor venstresidig defekt parieto-occipitalt både på 15 O-H2 O PET-scanningen, som viser hjernens gennemblødning, samt 18 F-FDG (2-fluoro-2-deoxy-D-glukose) PET-scanningen, som viser hjernens glukosemetabolisme (Fig. 3 ).

Med 133 Xe-flowundersøgelse (2) ti dage efter indlæggelsen måltes hjernens globale blodgennemstrømning til 13 ml/100 g/min, omkring det halve af værdien for et barn født til terminen. Spinalvæsken viste ingen tegn på infektion, og herpesvirus kunne ikke påvises. Urinscreening for metaboliske sygdomme var normal. Sammenfattet viste alle tre undersøgelser, PET-scanning, MRS og 133 Xe-flowundersøgelse, betydelige, svære forandringer med en dårlig prognose til følge.

Ved ambulant kontrol tre måneder senere havde drengen vekslende tonus, dårlig sutteevne og behov for sondeernæring. Han havde udviklet mikroencefali og epilepsi.

Diskussion

Dette barn med hypoksisk iskæmisk encefalopati havde normale forhold ved subakut MR-scanning af hjernen: En normal MR-scanning udelukker således ikke udvikling af svær hjerneskade. Hjerneskaden kunne dog påvises med MRS, PET og 133 Xe-flowundersøgelse.

PET-scanningen viste en relativ metabolisk og flowmæssig funktionsdefekt, som set i sammenhæng med 133 Xe-flowundersøgelsen bekræftede den globale skade, der sås i det metabolisk svært abnorme MR-spektrum. Der er således god overensstemmelse mellem vurderingen af barnets cerebrale status på baggrund af PET, 133 Xe-flowundersøgelse og MRS, som alle var forenelige med global hjerneskade.

PET

PET-scanning (3) er en non-invasiv funktionel billeddiagnostisk undersøgelse. Til cerebrale scanninger benyttes typisk sporstofferne 18 F-FDG, som er en glukoseanalog og der-for viser hjernemetabolismen, samt 15 O-H2 O, som viser hjernens gennemblødning (regional cerebral blood flow, rCBF).

Ved hjerneflowundersøgelse af børn med hypoksisk iskæmisk encefalopati sekundært til perinatal asfyksi ses, hos det til terminen fødte spædbarn, en flowdefekt på PET-scanning i parasagittale områder 3-5 dage efter episoden, mere udpræget posteriort end anteriort (4). Det skal i den forbindelse nævnes, at CBF hos nyfødte er mindre end hos voksne, og at CBF på helt ned til 10 ml/100 g/min er foreneligt med normal neurologisk udvikling (5). Et meget højt CBF i det subakutte forløb hos nyfødte kan være associeret med dårlig neurologisk prognose (6). CBF målt hos nyfødte kan derfor ikke bruges til at forudsige neurologisk udvikling hos barnet (5).

Ved hjernemetabolismeundersøgelse af børn med hypoksisk iskæmisk encefalopati efter perinatal asfyksi ses allerede subakut en sammenhæng mellem metabolisme og hypoksisk iskæmisk encefalopati, idet cerebral glukoseoptagelse er øget i sensomotorisk cortex og subkortikale områder (thalamus, hjernestamme og cerebellum) hos børn med dårlig neurologisk prognose, angiveligt pga. anaerob metabolisme tidligt under og umiddelbart efter den primære asfyktiske episode (7, 8).

Hos disse børn ses senere generelt nedsat kortikal metabolisme, mens der hos børn med normal udvikling ses et karakteristisk mønster med øget metabolisme i aldersafhængige, specifikke kortikale områder samt basalganglier, thalamus, hjernestamme og i varierende grad cerebellum. Der ses således tab af metabolisk definition i den skadede hjerne, dvs. de forskelligheder, der normalt er mellem regionerne i hjernen, bliver mere eller mindre udslettet og har således næsten samme FDG-optagelse (9, 10).

MRS

MRS (11, 12) er en metode, hvormed man måler sammensætningen af kemiske stoffer (metabolitter) i hjernen. Naturligt forekommende metabolitter kan måles via molekylernes brintkerner, idet hver gruppering af brintkerner giver anledning til en resonans i spektret, se Fig. 2. I den normale hjerne kan MRS bestemme N-acetylaspartat (NAA), totalt kreatin (Cr), totalt cholin (Cho), myo-inositol (mI), samt glutamin og glutamat (Glx). NAA-koncentrationen er et udtryk for neurontætheden. MR-spektre hos neonatale børn er markant forskellige fra MR-spektre hos voksne, specielt ændres ratioerne NAA/Cr, Cho/Cr og mI/Cr kraftigt med gestationsalderen (11, 12).

Ved hypoksisk hjerneskade hos nyfødte finder man typisk reduceret NAA, Cr og mI, forhøjet laktat og lipid/makromolekyler samt forhøjet Cho og Glx.

Svært forhøjet laktat kan måles umiddelbart efter den hypoksiske episode og er fortsat forhøjet en måned efter hos børn med dårlig neurologisk prognose (1). Derimod reduceres NAA ikke umiddelbart efter en hypoksisk episode. Adskillige studier af neonatal hypoksi har vist, at reduceret NAA og forhøjet laktat er prædik tivt for dårlig neurologisk prognose (13).

133 Xe-flowundersøgelse

Et lipofilt, frit diffusibelt stof som 133 Xenon fordeles i hjernevævet i forhold til blodgennemstrømningen og stoffets opløselighed. Hjernens samlede blodgennemstrømning bliver målt ved injektion af 133 Xe-bolus i perifer i.v. adgang, efterfulgt af registrering af udvaskning ved hjælp af en scintillationsdetektor. Herved kan clearance fra hjernens to compartments, grå og hvid substans, bestemmes, og gennem-blødningen per gram væv kan beregnes som et vægtet gennemsnit heraf. 133 Xe-flowundersøgelse viste globalt CBF på 13 ml/100 g/min. Normalt CBF for et barn født til terminen er ca. 25 ml/100 g/min. Resultatet taler for et betydeligt, generaliseret tab af neuroner på baggrund af den hypoksiske episode og derved nedsættelse af iltkravet.

Det er væsentligt for asfyktiske nyfødte i den kritiske fase, at der foretages funktionelle diagnostiske undersøgelser med henblik på vurdering af den neurologiske prognose. Den prognostiske vurdering af barnet er vigtig med henblik på, hvor aktivt man vælger at behandle barnet. Proceduren ved perinatal asfyksi er på de fleste danske sygehuse i dag, at der foretages en klinisk vurdering af barnet, ofte suppleret med eeg og evt. CT/MR-scanning, hvis der er adgang hertil. Nogle steder foretages Doppler-flowundersøgelse i a. carotis eller i a. cerebri media for at kunne diagnosticere cerebral hyperperfusion, som er et tegn på svær hjerneskade. Hverken PET, SPECT, MRS eller 133 Xe-flowundersøgelse foretages således som rutine.

PET, 133 Xe-flowundersøgelse og MRS kan hos kritisk syge, asfyktiske nyfødte ganske hurtigt efter episoden give væsentlige informationer til vurdering af cerebral status og således vurdere den neurologiske prognose.

Lise Borgwardt, PET & cyklotron-enheden, klinisk fysiologisk og nuklearmedicinsk afdeling, H:S Rigshospitalet, Blegdamsvej 9, DK-2100 København.

E-mail: borgwardtpet@rh.dk

Antaget den 17. juli 2001.

H:S Rigshospitalet, klinisk fysiologisk og nuklearmedicinsk afdeling, PET & cyklotron-enheden, neonatalklinikken og radiologisk klinik, MR-sektionen.

Litteratur