氫質(zhì)子磁共振波譜成像在顳葉癲疒間中的應(yīng)用

1、氫質(zhì)子磁共振波譜成像在顳葉癲疒間中的應(yīng)用    【摘要】   磁共振波譜成像是目前惟一無創(chuàng)的可以在分子水平對代謝產(chǎn)物進行定量分析的檢測方法，對很多顱腦疾病能做到早期診斷和療效監(jiān)控。本文主要對氫質(zhì)子磁共振波譜成像在顳葉癲疒間的診斷、 治療 方面的 應(yīng)用 做一綜述。 【關(guān)鍵詞】   磁共振波譜成像;顳葉癲疒間顳葉癲疒間(temporal lobe epilepsy ,TLE)根據(jù)發(fā)作起源可分為海馬杏仁核發(fā)作和外側(cè)顳葉發(fā)作，這些患者中多數(shù)存在海馬硬化表現(xiàn)，而雙側(cè)海馬硬化表現(xiàn)者多呈現(xiàn)不對稱性。TLE有癲疒間的共有特性，即異常高頻放電反復(fù)通過突

2、觸 聯(lián)系 和強直后易化作用可誘發(fā)周邊及遠處的神經(jīng)元同步放電，從而引起異常電位的連續(xù)傳播，其不僅局限于一區(qū)域，而且會波及同側(cè)大腦半球和對側(cè)大腦半球。且大多數(shù)調(diào)查都表明顳葉癲疒間常為難治性，在選擇藥物種類及劑量方面比較困難，從而使手術(shù)治療的患者量增加。因磁共振波譜成像(magnetic resonance spectrosco- py ,MRS)通過對腦區(qū)代謝水平的測定，在顳葉癲疒間灶的基礎(chǔ)性質(zhì)的研究和外科術(shù)前定位、預(yù)測術(shù)后結(jié)果方面及抗癲疒間藥物的藥效檢測方面應(yīng)用價值很大，現(xiàn)綜述如下。 1 MRS基本原理及研究顳葉癲疒間的優(yōu)勢 1990年MRS被應(yīng)用于癲疒間 臨床 。Matthews等1首先報道了

3、癲疒間患者乳酸的含量增加而N-乙酰的峰值降低。近20年來，隨著磁共振設(shè)備的更新?lián)Q代以及 計算 機 軟件 的 發(fā)展 ，MRS已經(jīng)成為目前惟一無創(chuàng)檢測癲疒間的重要方法。MRS是一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用進行一系列特定原子核及其化合物分析的方法。它利用活體內(nèi)含奇數(shù)質(zhì)子如1H(氫)、13C(碳)、19F(氟)、23Na(鈉)、31P(磷)等的原子核自身的磁性特點及外加磁場的作用使其磁化及振動，從而產(chǎn)生磁共振信號，再經(jīng)傅立葉公式轉(zhuǎn)換成波譜。它通過以上原子波譜的變化從分子水平檢測活體 組織 器官的能量代謝、生化物質(zhì)變化以及通過測定區(qū)域分子代謝物質(zhì)濃度變化，從而協(xié)助癲疒間、腦部腫瘤等疾病的診斷。1H

4、和31P含量在 自然 狀態(tài)下分別高達同位元素的99.98%和100%，而且兩者均廣泛存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織內(nèi)，因此1HMRS和31PMRS被廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的在體代謝研究。但由于目前應(yīng)用31PMRS進行的臨床診斷實驗樣本少，造成結(jié)論不一致。對于診斷價值來說，1HMRS明顯高于31PMRS2。目前,1HMRS在腦組織內(nèi)主要測定的物質(zhì)有：N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)、肌酸及磷酸肌酸(creatine and ph- osphocreatine,Cr)、膽堿復(fù)合物(choline-containing compound- s,Cho)。NAA 主要存在于神經(jīng)元及

5、其前體細胞內(nèi),由線粒體產(chǎn)生，是神經(jīng)元功能的內(nèi)標物,其含量下降提示神經(jīng)元細胞受損或缺失。Cho 和Cr 雖然存在于神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)內(nèi), 但細胞研究證明, 星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞內(nèi)Cho和Cr 含量明顯高于神經(jīng)元,故Cho和Cr 增加提示有神經(jīng)元膠質(zhì)細胞的增生。因為癲疒間的病理基礎(chǔ)是神經(jīng)元的缺失或功能障礙和膠質(zhì)細胞的增生，這樣我們就可以通過對NAA、Cho、Cr值以及NAA/ Cr、NAA/ (Cho +Cr)比值變化來對癲疒間作出分析診斷。1HMRS還可檢測腦組織內(nèi)在癲疒間活動中起重要作用的興奮性氨基酸或抑制性氨基酸的水平，如谷氨酸(glutamate,Glu)、谷氨酰胺(glutamine

6、,Gln)、-氨基丁酸(gamma- aminobutyric,GABA)等，為抗癲疒間藥物治療等方面提供依據(jù)。肌醇(myoinositol,MI)為激素性神經(jīng)受體的產(chǎn)物，也是磷脂酰肌醇和二磷酸磷脂酰肌醇的前體物，在TLE的診斷及藥物檢測方面有重要價值?，F(xiàn)有研究表明，MRS對不同腦區(qū)致疒間灶的敏感性是不同的。1HMRS對顳葉外癲疒間診斷的準確性比顳葉癲疒間低3 ，顳葉癲疒間EEG所示的致疒間灶與1HMRS所示的NAA/Cr比值下降區(qū)域的相關(guān)性高達90%，而額葉癲疒間二者之間的相關(guān)性僅達57%4。因此以下著重探討1HMRS在顳葉癲疒間診斷中的應(yīng)用。 2 1HMRS在TLE的內(nèi)科臨床應(yīng)用 2.1

7、1HMRS的診斷準確性高 1HMRS檢出TLE病灶的敏感性和特異性很高。Stanley等5通過對20例患者及正常對照組的研究發(fā)現(xiàn)，所有病例NAA/Cr和NAA/Cho 比值明顯降低，而且致疒間灶中的NAA的濃度明顯比非致疒間區(qū)的要低很多。Park 等6報道，1HMRS和正 電子 發(fā)射體層攝影(position emission tomography,PET)相對于發(fā)作時腦電圖，對單側(cè)病灶的敏感性高達85%,且1HMRS誤差比PET低。1HMRS相對于磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)又更有優(yōu)勢，它通過檢測NAA等物質(zhì)變化能早期發(fā)現(xiàn)MRI表現(xiàn)為陰性的病灶，

8、且與腦電圖有很密切的相關(guān)性7，這可能與早期神經(jīng)元損傷后膠質(zhì)細胞增殖代償填充后影像學(xué)能保持不變有關(guān)。Conelly等8通過對7例頑固性TLE患者的研究發(fā)現(xiàn)，這些患者常規(guī)磁共振影像以及海馬的體積都是正常的，但通過1HMRS檢測，其中5名磁共振影像陰性患者的NAA/(Cho+Cr)比值是明顯降低的,其中2例雙側(cè)海馬均提示彌漫性病變。2.2 NAA的降低不能反映神經(jīng)元缺失 以前的觀點是NAA的降低反映了神經(jīng)元的缺失9。但是現(xiàn)在有了新的觀點，研究發(fā)現(xiàn)1HMRS測定的海馬代謝異常與MRI海馬容量測定的體積減小沒有相同的神經(jīng)病 理學(xué) 基礎(chǔ)，并且提出TLE的發(fā)生基礎(chǔ)可能側(cè)重于神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的代謝功能異常

9、，而不是神經(jīng)元的丟失10。近年在對內(nèi)側(cè)TLE患者的亞領(lǐng)域研究中也發(fā)現(xiàn)，在阿蒙角硬化的海馬區(qū)，特別是CA3區(qū)NAA濃度下降明顯，而乳酸、葡萄糖、丁二酸鹽的濃度是升高的，考慮這些代謝產(chǎn)物的改變可能是線粒體腺苷二磷酸酶損傷導(dǎo)致的，而與神經(jīng)元的丟失無關(guān)11。也有報道對有單側(cè)海馬硬化的TLE患者，成功行前顳葉切除術(shù)后，對側(cè)顳葉的NAA/Cr的比值會正常12。如果是神經(jīng)元的缺失，則NAA/Cr很難恢復(fù)到正常水平。以上結(jié)果可進一步支持近來研究的觀點：1HMRS 反映的海馬病變是神經(jīng)元細胞和膠質(zhì)細胞的功能發(fā)生障礙，而不同于MRI所提示的神經(jīng)元缺失和膠質(zhì)細胞增生。2.3 癲疒間發(fā)作擴散造成致疒間灶外腦組織代謝異

10、常 Capizzano 等13在對15例內(nèi)側(cè)TLE患者研究中發(fā)現(xiàn)，不僅在同側(cè)顳葉有顯著的NAA濃度的下降，而且在對側(cè)顳葉有不對稱性較輕NAA濃度下降，在額葉、頂葉、枕葉有對稱全面性NAA濃度下降。而且在內(nèi)側(cè)TLE患者中，右側(cè)TLE和左側(cè)TLE對對側(cè)顳葉的代謝損傷程度又是不一樣的，右側(cè)TLE比左側(cè)TLE引起的對側(cè)顳葉代謝異常明顯14。過去有學(xué)者認為雙側(cè)大腦的代謝異常不排除雙側(cè)致疒間灶的可能，但是現(xiàn)在多數(shù)研究證明1HMRS對病灶的敏感性和特異性是很高的，其對病側(cè)顳葉的敏感性和特異性分別為87%、92%13，故目前可以認為病灶外的代謝異常為癲疒間發(fā)作擴散對大腦的代謝損傷所致。2.4 1HMRS對難治

11、性TLE的診斷有提示作用 近年來，有的學(xué)者對有海馬硬化的難治性TLE患者和藥物敏感的輕型TLE患者進行了研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)MRI對兩者雙側(cè)海馬容量測定無明顯不同的情況下，1HMRS測定難治性患者的同側(cè)顳葉NAA濃度較輕型患者的同側(cè)顳葉的NAA濃度有明顯下降，此種代謝異?？赡馨凳景d疒間的難治性15。 3 1HMRS在TLE術(shù)前定位與術(shù)后評估中的應(yīng)用 對于TLE來說，頑固性癲疒間藥物控制的效果不甚理想，需要手術(shù)治療的患者占有很大的比例，因此手術(shù)前精確定位及預(yù)測術(shù)后效果成為癲疒間手術(shù)治療的焦點。1HMRS在這方面再次顯示出強大的優(yōu)勢。Kuzniecky 等16通過對30例TLE患者研究表明：1HMRS和M

12、RI容積測量法術(shù)前定位準確率分別為97%和93%。Kantarci 等17通過對40例手術(shù)后的TLE患者的對照研究發(fā)現(xiàn)，1HMRS比MRI更能對手術(shù)后癲疒間灶的控制作出預(yù)測。因為很多TLE患者都是雙側(cè)海馬硬化，1HMRS通過此特點對手術(shù)后的效果評價也有很大價值：如果對側(cè)海馬的NAA/Cr比值接近于正常的話，常常預(yù)示手術(shù)效果會很理想18,如果雙側(cè)都降低則暗示手術(shù)的失敗19。 4 1HMRS在TLE抗癲疒間藥效檢測方面的應(yīng)用 TLE多為難治性癲疒間，很多患者需要終生服用藥物，檢測藥效、減少用藥過程中的盲目性尤為重要。近年來，隨著許多新藥物的應(yīng)用，對藥物的療效需要更微觀的了解。以前有些方法如測量腦脊

13、液中的藥物或目標物的濃度，不僅會給患者造成痛苦和創(chuàng)傷，而且還可能因為標本處理的不恰當或污染造成數(shù)據(jù)不準確。而1HMRS恰好彌補了這一方面的不足，因為NAA的減少是癲疒間病灶的主要特點，監(jiān)測病變區(qū)NAA可以反映藥物的療效20。再者，癲疒間的形成往往起源于局部興奮性遞質(zhì)和抑制性遞質(zhì)(GABA)的失衡,而抗癲疒間藥物的主要作用機制之一是與增強GABA的作用有關(guān)。1HMRS研究發(fā)現(xiàn)大部分癲疒間患者大腦皮質(zhì)的GABA是減少的，而應(yīng)用一些抗癲疒間藥物，如氨己烯酸,GABA的濃度可以升高;對于托吡酯、拉莫三嗪或加巴噴丁的研究中發(fā)現(xiàn)，這些藥物均能明顯提高大腦組織的GABA濃度，且血藥濃度與GABA的水平相關(guān)。

14、這樣利用1HMRS監(jiān)測GABA的濃度就為藥物選擇和治療提供了有力的保障21。另外，對于一些常用的抗癲疒間藥物如卡馬西平等引起GABA濃度變化不明顯者，有研究發(fā)現(xiàn)其會使腦內(nèi)的MI濃度降低，這可能會為癲疒間的發(fā)生基礎(chǔ)和藥物檢測研究提供新的視野。3 Kuzniecky R. Clinical applications of MR spectroscopy in epilepsyJ. Neuroimaging Clin N Am，2004,14(3):507-516.4 Kikuchi S, Kubota F, Akata T, et al. A study of the relationship b

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