磁共振波譜在亞低溫治療缺血性腦卒中的應用

武　陽，馬　利，劉廣忠

磁共振波譜在亞低溫治療缺血性腦卒中的應用

武陽，馬利，劉廣忠

摘要：亞低溫與神經元損傷具有一定的相關性，對缺血性損傷具有保護作用；磁共振波譜(MRS)是唯一能夠無創、客觀反映腦內神經生化代謝情況的分析技術可以直接反映亞低溫治療缺血性卒中顱內代謝情況。

關鍵詞：缺血性腦卒中；磁共振波譜；亞低溫治療

缺血性腦卒中是嚴重危害人類生命健康的疾病，病死率為10%，致殘率達50%以上。近年來，亞低溫與神經元損傷具有一定的相關性，對大腦半球及局灶性缺血性損傷具有保護作用。大量研究證明缺血的神經元損傷具有溫度依賴性[1]，當顱內溫度降至32℃～33℃時療效特別顯著，且無不良反應，死亡率下降。隨著影像學的發展，磁共振波成像可進一步闡明此項變化的原因。

1技術及原理

磁共振波譜 (MRS) 是利用核磁共振基本成像原理及其化學位移和自旋耦合現象 (原子核自旋磁矩之間的相互作用)，在活體上無創傷地測定能量代謝和體內化合物的唯一一種檢測技術。其通過不同的局部代謝產物表明病情在不同時期的代謝情況[2]。根據化學物質分為氫質子譜和磷質子譜，而對于急性缺血性卒中主要以氫質子譜作為研究，H-MRS 可以檢測到 N-乙酰天門冬氨酸 (NAA)、 乳酸 (Lac)、 膽堿化合物(Cho)、 總肌酸 (Cr)等代謝物的信號，其中 NAA、 Lac、 Cho、 Cr是 4 種常見代謝物質，通常可采用絕對定量數值或用信號強度比值兩種方法來反映其濃度變化。而Cr不同代謝條件下比較穩定，常被作為參照值來衡量其他代謝物的含量[3]。 通常以NAA完全位于神經元胞體和突觸中 NAA含量直接反映神經元的密度及其活性，可以間接反映神經元丟失或機能受損。Lac在腦組織出現缺血缺氧時，其水平顯著升高，MRS可以檢測到特征性的雙峰。Cho是膽堿卵磷脂和甘油磷酸膽堿等的前驅物質，它主要反映神經膠質的變化。故此項檢查可作為評價亞低溫治療的一種手段。

1987年Busto等[4]研究表明，全身亞低溫可具有腦保護作用后，隨后進行的動物實驗和臨床研也證實亞低溫干預急性缺血性腦卒中可能減輕“瀑布式”缺血級聯反應，腦損傷后病理損害的程度，促進神經功能恢復[5，6]。亞低溫技術治療急性顱腦損傷和保護缺血腦細胞的動物實驗研究報道。亞低溫治療有可能延緩或延遲急性腦梗死的病理損傷過程[7]，其主要機制是抑制急性缺血后的腦細胞壞死，且減少以凋亡為主要的遲發性神經元變性或死亡。其機制可分為：①降低腦細胞功能代謝：全身亞低溫治療可使血流動力學發生改變，使血流速度減緩，可減少ATP和葡萄糖的利用；②降低腦耗氧量：減少乳酸代謝，并減少鈣離子內流，抑制鎂離子水平下降，減少腦細胞內鈣超載，減少神經元壞死和凋亡，促進細胞間信號傳導；可部分緩解腦血管痙攣，提高腦血流量，以達到實施保護腦細胞，并促進神經功能恢復；③減少細胞毒性物質的釋放：其主要減少白三烯、緩激肽，降低興奮性神經遞質釋放，并減輕腦水腫；④保護血-腦脊液屏障：減輕腦血管源性腦水腫，減少自由基的產生，避免自由基堆積對腦細胞的損害作用。Colbourne等[8]研究發現，亞低溫治療在神經元存活數量方面的顯著差異，為遠期腦保護機制提供了形態學支持。亞低溫治療腦梗死具有減少腦細胞結構蛋白破壞，促進腦細胞結構和功能恢復，阻斷腦缺血再灌注后的炎癥級聯反應，減輕缺血后腦梗死灶和腦水腫，促進神經功能恢復，顯著改善腦缺血的遠期神經功能[9，10]。亞低溫治療腦梗死患者的臨床效果少見報道，并且無統一標準衡量其有效性。但大量結果表明，亞低溫聯合常規藥物治療可以顯著提高患者的神經功能、運動功能和日常生活能力，對缺血性腦血管病具有較好的腦保護作用；而磁共振波譜出現使亞低溫治療急性腦梗死不同時間代謝情況的研究成為可能。

2MRS在亞低溫治療腦梗死中的應用

通過磁共振波譜對代謝物進行波譜掃描，可以了解顱內缺血的程度。急性缺血性腦卒中發生后，相應動脈走行區的生理、 生化及內環境發生變化，導致其不同代謝物的含量亦發生變化。 急性缺血后首先觀察到的異常改變是Lac水平升高[11]。故Lac認為是梗死開始階段最敏感的標記物，其升高反映了腦供氧不足。而NAA含量直接反映神經元的密度及其活性，其減少反映神經元丟失或機能受損Lac在腦梗死中的變化乳酸為糖酵解產物，化學位移位于1.33 ppm。正常腦組織內Lac水平很低，其含量不能為譜線顯示。當急性缺血性卒中出現后腦組織處于缺血缺氧狀態時，Lac水平顯著升高，磁共振波譜可以檢測到其特征性的雙峰曲線。標志著腦組織局部血流灌注低，正常細胞內氧化呼吸抑制而糖酵解加強，是早期腦梗死的敏感指標[12]。同樣對于亞低溫治療在3 d內可降低Lac峰值，表明亞低溫干預在急性期內有可能延緩腦細胞代謝，可部分糾正高血糖、高乳酸血癥，這與前人關于腦組織和腦脊液乳酸結果相一致[13，14]；也可認為其具有減輕缺血再灌注損傷[15，16]，減輕腦水腫，降低顱內壓。但對于急性期后Lac峰值無統計學意義。這可能與患者顱內缺血再灌注有關。表明亞低溫能更好地保護大腦皮質及深部腦組織。

NAA主要存在于神經元的胞體和軸突內，反映神經元和軸索的密度和功能狀態[17]，能敏感地反映神經元的功能及殘存神經元狀態；其化學位移位于2.02 ppm。其波峰在波譜中最高[18]。據研究表明，腦梗死灶內NAA均進行性減少，但下降時間并不一致。對于不完全前循環梗死、后循環梗死患者，通過磁共振波譜研究表明，亞低溫治療能夠延緩降低梗死區域NAA。對于完全前循環梗死，NAA值部分患者差異不明顯，通過數字減影血管造影(DSA)證明這部分患者有豐富側支循環代償有關，無統計學意義；這與Beauchamp等的研究不同病例NAA下降程度不完全一樣，在腦梗死各時期NAA下降幅度未見明顯差異的結果相一致[19]。

3展望

亞低溫治療能夠顯著改善缺血性卒中患者的神經功能，可促進患者肢體運動功能的恢復。但過多研究只局限于量表的測定，而無明顯顱內代謝情況判定。而MRS 是唯一能夠無創、客觀反映腦內神經生化代謝情況的分析技術，是一種人體組織代謝物質無創性檢測技術，故可兩者結合進一步評價患者顱內代謝情況，指導治療。但需進一步多中心、大樣本研究確定其可行性進展。

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(本文編輯王雅潔)

收稿日期：(2014-07-18)

通訊作者：劉廣忠，E-mail：642531216@qq.com

中圖分類號：R743R255

文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1672-1349.2015.13.011

文章編號：1672-1349(2015)13-1503-03

作者單位：延安大學附屬醫院( 延安 716000)，E-mail：642531216@qq.com