腦后部可逆性腦病綜合征與MELAS的磁共振特征對照研究

湯群鋒, 吳力源，陳宏偉*, 薛玉喜，陳靜雯，薛 晶，沈鈞康

腦后部可逆性腦病綜合征(posterior reversible encephalopathy syndrome, PRES)是近年來認識的一系列臨床以癲癇、頭痛、視覺障礙等和影像學表現為后部腦灰白質受累為主的臨床影像綜合征。其影像學表現與由于線粒體功能異常引起的線粒體腦肌病伴高乳酸血癥和卒中樣發作綜合征(mitochondrial encephalomyopathy lactic acidosis and stroke-like episodes syndrome, MELAS綜合征)多有相似之處，現收集21例PRES和6例MELAS綜合征患者，探討他們在MR 影像特征的不同之處，以期提高認識、指導臨床治療。

1 材料與方法

1.1 一般資料

收集自2005年1月至2010年8月期間PRES患者共21例(男6例，女15例，年齡13～62歲，平均34歲)，其中SLE患者12例，腎移植后3例，白血病2例，妊娠子癇2例，高血壓腦病2例。21例患者均表現頭痛及視覺障礙，其中6例出現惡心、嘔吐，4例癲癇發作，3例表現單側偏癱。15例血壓升高，血壓為170～210/100～130mmHg。

經肌肉活檢線粒體DNA分析證實的MELAS綜合征患者6例(男3例，女3例；年齡8～35歲，中位年齡23歲)。患者均因頭痛、惡心、嘔吐卒中樣事件入院，其中伴有發熱3例，智能和運動減退3例，視物缺損4例，感音性耳聾2例。均經外院線粒體DNA分析證實第3243位堿基A→G高頻率點突變。空腹乳酸升高(范圍4.6～7.9 mmol/L)。腦脊液常規及生化均正常。其中1例隨訪3年共檢查7次，3例隨訪2年。另2例為首發病例。

1.2 檢查方法

MR掃描儀為德國西門子公司3.0T超導型磁共振成像系統(MAGNETOM Trio A Tim System I Class)。矩陣頭線圈，層厚5 mm，層間距1.5 mm。掃描參數：FLASH序列T1WI TR 26 ms，TE 4 ms，矩陣256×192；TSE序列T2WI TR 4700ms，TE 103 ms，矩陣256×256。水抑制序列(FLAIR) 反轉恢復時間2500ms，TR 9000ms，TE 145 ms。擴散加權成像(DWI) TR 1000ms，TE 109ms，b值分別取0、1000，計算得出表觀擴散系數(ADC)圖。MRA采用時間飛躍(TOF)法，TR 34 ms，TE 4.3 ms，翻轉角20°，層厚0.8 mm。MR灌注成像(perfusion-weighted imaging, PWI)采用EPl序列，TR l4000ms，TE32 ms，翻轉角90°，層厚5 mm，層間距1.5 mm，50個時相，覆蓋整個大腦，時間1分10秒，18～20G穿刺針，第6次掃描開始經肘靜脈團注釓噴酸葡甲胺(Gd-DTPA)，速率3 ml/s，工作站軟件處理生成腦血流量(cerebral blood flow, CBF)圖。MRS采用化學位移多體素成像，掃描參數TR 1700ms, TE 135 ms, 層厚15 mm，激勵3次，成像時間413 s，感興趣容積內測量曲線，測定乳酸(Lactate, Lac)、N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)、肌酸(Creatine, Cr)和膽堿(Choline, Cho)等代謝物濃度。對比劑為Gd-DTPA，注射劑量0.1 mmol／kg。

2 結果

2.1 MRI表現

PRES 21例，MRI顯示雙側頂枕葉(18例)、基底節區(8例)、額顳葉(7例)多發異常信號，以兩側頂枕葉為主，兩側大致對稱。在T1WI病灶呈等或略低信號，T2WI及FLAIR呈高信號。病灶主要位于皮質下白質區，13例患者同時見皮質受累，以FLAIR像顯示為佳。DWI 19例病灶呈稍低信號，ADC呈稍高信號，2例部分病灶DWI呈高信號，ADC呈稍低信號(圖1)。累及胼胝體1例、小腦3例及腦干2例，合并腦出血2例，腦梗死2例。增強檢查3例，顯示病灶呈輕度強化；灌注檢查2例，局部CBF減低(圖2)。隨訪MRI顯示所有患者病灶范圍縮小，甚至完全消失，出現腦出血或腦梗死則產生相應的后遺改變。

圖1 女 29歲，PRES, 突發頭痛1天，系統性紅斑狼瘡2年。T2WI兩側顳枕葉皮質及皮質下白質的斑片狀高信號影，以皮質下白質為主(圖1A)。DWI呈等、高信號(圖1B)。同一患者另一層面FLAIR序列顯示兩側額頂多發斑片狀高信號影，皮質、白質均受累(圖1C)。4月后復查，T2WI異常信號影基本消失(圖1D)Fig.1 A 29-year-old female with PRES suffered sudden headache for one day.She has been diagnosed with systemic lupus erythematosus (SLE) for 2 years.Bilateral cortex and subcortical white matter in temporal- occipital lobe shows hyperintensity on the axial T2WI.The lesions are mainly located in white matter (1A).On DWI, the lesions are iso- and hyperintensity (1B).Bilateral cortex and subcortical white matter in frontal parietal lobe show patchy hyperintensity on FLAIR (1C).Abnormal signals are not found on T2WI 4 months later (1D).

圖2 女，22歲，PRES, 頭痛，惡心，嘔吐2天，無相關病史。T2WI示兩側枕葉對稱性高信號影(圖2A)； DWI示兩側枕葉病灶呈等信號(圖2B)；增強T1WI示左枕葉輕度斑片狀強化(圖2C)；CBF示兩側枕葉CBF值減低(圖2D)Fig.2 A 22-year-old female with PRES suffered sudden headache, nausea and vomiting for 2 days.She has no correlative diseases.Bilateral occipital lobe shows hyperintensity on the axial T2WI (2A) and isointensity on DWI (2B).Contrast enhanced scanning shows mild patchy enhancement (2C) .Decreased CBF is found in the involved region (2D).

圖3 男，31歲，MELAS。T2WI示左顳枕葉皮質及皮質下區片狀高信號影，以皮質為主(圖3A)。DWI呈高信號(圖3B)。TOF-MRA示左側顳枕區血管增多(圖3C)。MRS示病灶區出現明顯的倒置乳酸峰，NAA、Cho降低(圖3D)Fig.3 A 31-year-old male with MELAS.Left cortex and subcortical white matter in temporal-occipital lobe shows hyperintensity on the axial T2WI.The lesions are mainly located in gray matter (3A).The lesions show hyperintensity on DWI(3B).Increased blood vessels are found in the left involved region on MRA (3C).Inverted peak of lactic acid and decreased NAA and Cho are revealed in the left occipital lobe (3D).

圖4 女，15歲，MELAS, FLAIR 示左頂枕葉高信號影(圖4A)。DWI呈高信號(圖4B)。1年后FLAIR示兩側額顳頂枕及右島葉均見病灶，原左頂枕病灶范圍縮小(圖4C)。1年后DWI示兩側額顳頂枕皮層散在高信號，以右側為主，左頂枕信號基本正常(圖4D)Fig.4 A 15-year-old female with MELAS.Left cortex and subcortical white matter in parieto-occipital lobes show hyperintense on FLAIR (4A).On DWI, the lesion is hyperintense as well (4B).One year later the scan demonstrates multiple lesions involved bilateral frontal parietal lobes, temporal- occipital lobes and right insular lobe on FLAIR.The previous lesions in left parietooccipital lobes have decreased (4C).On DWI, the lesions show hyperintense, prominent in right lobe.The signal in the left parieto-occipital demonstrates normal (4D).

MELAS綜合征6例，首發急性期病變均位于顳頂枕葉皮質及皮質下白質，以皮質為主，單側5例，雙側1例，呈T1WI低信號，T2WI高信號影，邊界清楚。DWI均呈高信號，ADC呈低信號。MRA檢查3例，病變區腦動脈擴張、分支增多。增強后灌注成像2例，發現局部CBF輕度增高，3例行1H-MRS檢查，病灶處在1.33 ppm附近呈現典型的乳酸雙峰(倒置)，伴NAA波峰及其他代謝物如Cho、肌酸等含量下降，Lac/Cr值為1.27±0.41, NAA/Cr值為0.45±0.22(圖3)。4例再次發病，1例1月后復查病變發展至對側，DWI呈高信號，ADC呈低信號，原先病灶處DWI呈稍高信號，ADC呈高信號，在隨訪過程中(半年至3年)，見兩側病灶先后發生不同程度的萎縮，皮質層出現層狀壞死。其中3例隨訪中發現兩側額顳頂枕葉出現更多的散在斑片狀病灶，而原先病灶縮小(圖4)，部分區域遺留下不同程度腦萎縮，呈層狀壞死改變。

2.2 疾病轉歸

21例患者中經靜脈滴注甘露醇及降壓藥物后癥狀逐漸減輕，4例合并腦出血或腦梗死者遺留相應后遺改變，MR檢查表現為軟化灶。

6例MELAS綜合征預后不佳，4例在隨訪中發現不斷出現卒中樣發作，病灶呈遷移且不斷進展，后遺腦萎縮改變。

3 討論

3.1 發病機制

PRES是近年來認識的一系列臨床以癲癇、頭痛、視覺障礙等和影像學表現為后部腦灰白質受累為主的臨床影像綜合征，最初由Hinchey等[1]于1996年報道，其病因較多[2]，最常見的有先兆子癇或子癇、高血壓腦病、系統性紅斑狼瘡、腎功能衰竭及免疫抑制劑如環孢霉素A等，而且不斷有個案報道出現[3,4]。其發病機制目前較多支持高灌注學說或血管內皮損傷學說，病理基礎是血管源性腦水腫。線粒體病是一組與線粒體氧化磷酸化功能異常相關的遺傳代謝性疾病，其中MELAS綜合征是最常見的一種類型。其機制目前多支持非缺血性神經血管細胞損害的發病機制[5,6]。

3.2 臨床表現和轉歸

兩者在臨床上均可表現為急性或亞急性起病，以頭痛、視覺障礙、意識改變、癲癇發作等為常見癥狀。但兩者發病年齡、病史及血壓等方面略有差異，綜合本組病例及文獻報告，兩者發病的平均年齡更多的在45周歲以下，但MELAS綜合征患者一般更趨年輕化，PRES則偶有高齡發生者。PRES患者通常有較明確的病因，如本組伴隨的SLE、腎移植后、白血病及妊娠子癇等，僅有兩例詢問未見有相關病史，但可見血壓的明顯增高，所以歸為高血壓腦病之列。而MELAS綜合征患者未見有此類相關病史的報道。另外PRES患者癥狀通常可逆，及時對癥處理即可迅速緩解。當然，如病情延誤，可出現腦出血和腦梗死，導致相應的永久性神經功能缺損[7,8]，本組出現腦出血和梗死各兩例，與文獻報道相同。在引起PRES基礎疾病的作用下，少部分PRES可以復發。MELAS綜合征則以反復卒中樣發作為主要特征，可致局部萎縮，皮層出現層狀壞死，此與血管內皮細胞的反復損害繼發神經元的丟失有關[5]，最終導致進行性腦損傷，表現為急性發作-緩解-再發作-緩解-最終腦損傷的特點，本組6例中有4例隨訪2～3年均表現這樣的特點。

3.3 磁共振表現

MR影像上兩者具有類似的特征，均可表現為大腦半球后部皮質或皮質下白質的異常信號影，但兩者又有不盡相同之處。

3.3.1 部位的區別

本組顯示PRES表現為皮質及皮質下白質病變，兼累及胼胝體、基底節、小腦及腦干，呈稍長或等T1長T2信號，FLAIR呈高信號，病變常呈對稱性。以往認為以腦后部頂枕葉常見。但隨著PRES病例報道的增多及對該病認識的深入，發現不典型部位的病例逐漸增多，如本組2例累及腦干，3例累及小腦，1例累及胼胝體；此外，本組有7例前循環供血區額顳葉也見受累，與文獻報道一致[9]。PRES導致血管源性水腫，因此以白質受累為主，但可同時累及皮質。

本組MELAS綜合征患者在首次發作時均表現顳頂枕皮質及皮質下區的異常信號影，以皮質為主，首發時5例為單側，1例為雙側，本組未見累及胼胝體和小腦，也可能與病例數較少有關。本組有4例病例均隨訪2～3年，可以發現病灶有反復發作、不斷遷移的特點，與文獻報道相一致[10]。首次發病時常于一側出現病灶，隨后再在對側發生，兩側病變常處于不同時期，隨訪發現更多區域出現病灶，如額頂葉，此時表現與PRES的影像表現多有相似之處。

3.3.2 磁共振功能成像的差異

DWI和ADC圖是目前鑒別細胞毒性水腫和血管源性水腫的有效手段。PRES病變主要為血管源性水腫，常對稱性發生，且兩側病變處于同一時期，在DWI上多數表現為兩側同等的稍低信號，ADC為高信號，但發現有2例患者部分病灶表現為DWI高信號和ADC稍低信號，這或許由于PRES是一個動態變化的疾病過程，在疾病發展的不同時期可呈現不同的DWI信號特點；而MELAS綜合征兩側病變常不處于同一時期，在DWI上尤為明顯，常表現為一側更高信號(細胞毒性水腫為主)，另一側稍高信號(血管源性水腫為主)，ADC圖上一側明顯低信號，一側稍低或等高信號。這種表現的差異可作為影像學上鑒別此兩種疾病的一種較有價值的手段。同時DWI、ADC圖也可作為PRES判斷預后的手段，當病變出現DWI更高信號，ADC為低信號時，強烈提示病變存在細胞毒性水腫，局部梗死，隨訪出現軟化灶[11,12]。

PRES可見多種強化形式，在基底節、深部白質、小腦及腦干為斑片樣強化，個別病灶還表現為環狀強化，認為其病理改變不僅有血管源性水腫，而且還存在血-腦屏障的破壞[13]。本組PRES增強病例不多，主要原因是平掃即給出了明確診斷，故未繼續做增強檢查，2例行增強后灌注成像發現局部CBF減低，筆者認為與局部血管源性水腫有關，而常規圖像的強化則與血-腦屏障的破壞有關。林潔等[10]報道MELAS綜合征患者在常規增強時可表現為腦回狀強化，亦與血-腦屏障的破壞有關。本組MRA檢查發現急性期病變區血管有增多現象，磁共振灌注成像發現CBF可見輕度增高，由此認為MELAS綜合征急性期病變存在局部血管的擴張和灌注增高。本組病例發現灌注成像在PRES與MELAS綜合征的表現有差異，但有文獻報道PRES病變區也會出現高灌注，多出現在血壓急性增高時[14]。因此筆者認為磁共振灌注的改變與兩種綜合征的疾病發展時相有關。

氫質子磁共振波譜(1H-MRS)因能提供活體組織的生化和代謝信息而被認為是檢查代謝性腦病的有力手段。因此1H-MRS可輔助診斷MELAS綜合征，據報道，MELAS綜合征腦病灶內及其周邊可出現乳酸堆積，1H-MRS譜線在1.33ppm位置附近出現倒置的雙乳酸峰(Lac峰)為其主要特征[15]。1H-MRS還可以顯示NAA、Cho及肌酸等腦代謝物濃度不同程度的降低，提示神經元損傷或功能異常。并發現1H-MRS在MELAS綜合征患者隨訪中起到監測病情變化和觀察療效的作用[16]，病灶由急性期至緩解期，病灶內Lac水平逐步減退，NAA逐漸恢復。對于PRES病例的MRS表現文獻報道較少，Kwon等[17]研究發現，病變部位乳酸峰增高，提示神經元能量代謝異常，但NAA正常，提示神經元無功能損害，這與PRES預后較好相一致。本組PRES病例未進行波譜成像，尚需進一步研究。

總之，PRES和MELAS綜合征盡管在MR 影像特征方面具有一些類似點，但PRES患者多伴有相應的病史，因此對有相應臨床病史的患者多提示PRES。兩者病變部位及MR功能成像如DWI、PWI和MRS上的差異有助于對兩者進行鑒別。因兩種綜合征均呈現動態變化的疾病過程，對一些復雜病例則可通過隨訪進行觀察和判斷。

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