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1H-MRS在顳葉癲癇中的定位診斷研究

2016-01-18 00:55:03高才良楊染曾文兵汪明全
關(guān)鍵詞:磁共振成像

高才良,楊染,曾文兵,汪明全

(重慶三峽中心醫(yī)院放射科,重慶 萬州 404100)

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1H-MRS在顳葉癲癇中的定位診斷研究

高才良,楊染,曾文兵,汪明全

(重慶三峽中心醫(yī)院放射科,重慶 萬州404100)

【摘要】目的:結(jié)合臨床病史、長程視頻腦電圖及MRI所見,探討氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)在顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy, TLE)定位診斷中的應(yīng)用價值。方法:分析經(jīng)臨床確診的49例TLE患者和21例健康志愿者的頭顱常規(guī)MRI平掃和海馬1H-MRS圖像資料。通過NAA、Cr和Cho的峰下面積來計算TLE患側(cè)組、對側(cè)組及對照組的NAA/(Cr+Cho)比值,作組間差異性比較。以對照組的NAA/(Cr+Cho)均值作為標(biāo)準(zhǔn),判斷1H-MRS在TLE定位診斷中的應(yīng)用價值。結(jié)果:頭顱常規(guī)MRI檢出的11例TLE患者病變側(cè)與臨床診斷相一致,陽性率為22.4%。TLE患側(cè)組、對側(cè)組及對照組的NAA/(Cr+Cho)分別為0.42±0.08、0.55±0.08、0.74±0.11,多組間比較及組間兩兩比較的差異性均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。病例組中僅2例單側(cè)的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值,其余47例雙側(cè)的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。其中1H-MRS提示病例組中左側(cè)異常者25例,右側(cè)異常者19例,不能定位者5例,陽性率為89.8%。其中,7例患者與臨床的診斷不相符,把不能定位者和不相符者均當(dāng)作不相符,符合率為75.5%。另外常規(guī)MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發(fā)現(xiàn)了異常,且兩者的定位結(jié)果相一致。結(jié)論:1H-MRS在TLE的定位診斷中具有較高的符合率及陽性率,應(yīng)用價值值得肯定。

【關(guān)鍵詞】氫質(zhì)子磁共振波譜;磁共振成像;顳葉癲癇;海馬硬化

顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy, TLE)是臨床上最常見的癲癇類型,其中約有70%~80%的患者和海馬硬化(hippocampal sclerosis,HS)有關(guān)聯(lián),通過手術(shù)來切除引起癲癇的致癇灶具有良好的效果[1],但手術(shù)成功的關(guān)鍵是術(shù)前準(zhǔn)確定位的致癇灶,進(jìn)而對其行完整的切除。所以術(shù)前準(zhǔn)確定位非常重要。MRI作為一種沒有任何創(chuàng)傷的檢查方法,具有良好的軟組織分辨率,可以顯示出海馬的解剖結(jié)構(gòu)及信號的變化,被認(rèn)為是準(zhǔn)確定位致癇灶較好的檢查方法。1H-MRS可以檢測出許多重要化合物的濃度,根據(jù)這些代謝物含量的多少,可以分析組織代謝的改變,成為近年來應(yīng)用于癲癇研究的新方法。本文通過分析49例TLE患者和21例健康志愿者的頭顱常規(guī)MRI平掃和海馬1H-MRS圖像資料,探討1H-MRS對TLE定位診斷中的應(yīng)用價值。

1資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1病例組(即TLE患者)的納入及排除標(biāo)準(zhǔn)選擇2010年3月至2013年12月期間我院就診,結(jié)合臨床病史及長程視頻腦電圖(日本光電長程視頻腦電圖儀,NIHON KOHDEN)特點,根據(jù)癲癇和癲癇綜合征國際分類法(國際防治癲癇聯(lián)盟,1989)明確診斷為TLE的49例患者作為研究對象(不含雙顳葉起源者)。所有患者均于發(fā)作間隙期行常規(guī)MRI及1H-MRS檢查。選擇均符合以下條件的病例的圖像資料進(jìn)行回顧性分析:(1)頭顱常規(guī)MRI檢查未發(fā)現(xiàn)腫瘤、腦血管畸形等病變引起的癥狀性癲癇患者;(2)海馬1H-MRS檢查后自動生成的波譜基線穩(wěn)定的患者。

1.1.2對照組(即健康志愿者)的納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)隨機選取21例來我院行健康體檢的志愿者,取得其本人或其監(jiān)護(hù)人同意,經(jīng)健康體檢明確診斷為無明確疾病史,并在頭顱常規(guī)MRI上未發(fā)現(xiàn)明確病變,行海馬1H-MRS檢查自動生成的波譜基線穩(wěn)定(頭顱常規(guī)MRI發(fā)現(xiàn)異常者或1H-MRS波譜基線失穩(wěn)者均自動放棄采集),在性別及年齡上大致與TLE患者相近的健康志愿者作為對照組。

1.1.3一般資料病例組共選取出符合以上標(biāo)準(zhǔn)的TLE患者49例,其中男性30例,女性19例,年齡10~71歲,平均年齡(28.9±16.9)歲,平均病程15年。臨床定位定側(cè)主要通過結(jié)合臨床病史和長程視頻腦電圖特點,其中左顳或左顳為著者28例,年齡10~71歲,平均年齡(32.3±19.3)歲,平均病程15年;右顳或右顳為著者21例,年齡12~60歲,平均年齡(24.5±12.0)歲,平均病程13年。對照組21例志愿者,年齡16~56歲,平均年齡(30.2±11.2)歲,其中男性14例,女性7例。

1.2 檢查方法

采用西門子公司Verio型3.0 T超導(dǎo)磁共振掃描儀,使用12通道頭部正交線圈,以海綿墊固定患者頭部,雙耳內(nèi)塞入棉球以減少聲音刺激。先行頭顱常規(guī)MRI軸位T1WI、T2WI、FLAIR掃描。再行3D-T1WI序列全腦薄層掃描,參數(shù):TR=1 900 ms,TE=2.48 ms,F(xiàn)OV:250 mm×250 mm,層厚1 mm,層間距0.5 mm,翻轉(zhuǎn)角度9°,行MPR重組,在所得的三平面圖像上行海馬實質(zhì)定位,行波譜采集。在定位時盡量避免鄰近顱底骨質(zhì)、大血管及腦脊液的干擾。采用單體素自旋回波波譜序列(PRESS),TR/TE=2 000/135 ms,翻轉(zhuǎn)角度90°,激勵次數(shù)128次,帶寬1 200 Hz,體素大小=30 mm×15 mm×12 mm,體素長軸平行于海馬長軸放置,在各方向施加預(yù)飽和帶,預(yù)掃描進(jìn)行局部手動勻場,勻場達(dá)到半高全寬(FWHM)<10 Hz。圖像處理:所得1H-MRS原始數(shù)據(jù)由磁共振掃描儀自帶軟件自動完成N-乙酰天門冬氨酸(N-aceyd aspartate, NAA)、肌酸類(creatine, Cr)和膽堿類化合物(choline, Cho)等代謝物的化學(xué)頻移位置及波峰曲線下的面積計算。

1.3 圖像處理方法

頭顱常規(guī)MRI圖像分析:由兩位有較豐富神經(jīng)影像學(xué)診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師行MR圖像分析和評價,觀察內(nèi)容及評價標(biāo)準(zhǔn)主要包括:(1)兩側(cè)海馬的大小、形態(tài)是否對稱;(2)兩側(cè)海馬的常規(guī)序列信號是否均勻一致;(3)雙側(cè)腦室的顳角是否對稱。若滿足上述診斷標(biāo)準(zhǔn)的兩條及以上者即可對TLE進(jìn)行定位。

1H-MRS圖像分析:首先記錄1H-MRS波譜圖像上化合物NAA、Cr和Cho波峰曲線下的面積積分,再計算出NAA/(Cr+Cho)比值。定側(cè)以對照組NAA/(Cr+Cho)的均值作為標(biāo)準(zhǔn),符合以下兩種情況之一者即可定側(cè)。(1)單側(cè)出現(xiàn)異常,即一側(cè)低于下限者,則此側(cè)為致癇側(cè);(2)雙側(cè)均出現(xiàn)異常,但兩側(cè)顯著的不對稱,則計算出兩側(cè)的差值,若差值大于一個標(biāo)準(zhǔn)差,則更低側(cè)為致癇側(cè);若差值小于一個標(biāo)準(zhǔn)差則不能定側(cè)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2結(jié)果

2.1 頭顱常規(guī)MRI圖像分析

通過對常規(guī)MRI圖像分析發(fā)現(xiàn),病例組中有11例TLE患者的雙側(cè)海馬不對稱,主要表現(xiàn)為雙側(cè)海馬體積不對稱,一側(cè)較對側(cè)細(xì)小,較小側(cè)的海馬在T2WI相上信號不同程度的增高,或鄰近的側(cè)腦室顳角擴大(圖1A、圖1B)。因此將其診斷為海馬硬化,提示為TLE患者的病變側(cè)。這與臨床通過結(jié)合病史及長程視頻腦電圖檢查作出的診斷相一致,陽性率為22.4%。對照組MRI圖像未發(fā)現(xiàn)異常。

2.2 病例組與對照組的NAA/(Cr+Cho)比值對比

病例組患側(cè)組的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.42±0.08),對側(cè)組的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.55±0.08)。對照組雙側(cè)的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.74±0.11)。方差齊同(F=1.70,P=0.19)。病例組患側(cè)組的NAA/(Cr+Cho)低于對側(cè)組及對照組,病例組對側(cè)組的NAA/(Cr+Cho)低于對照組、高于患側(cè)組,對照組的NAA/(Cr+Cho)高于病例組患側(cè)及對側(cè),多組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(F=115.64,P=0.00),兩兩比較組間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖1C、圖1D和表1。

圖1 患者的長程視頻腦電圖形、頭顱常規(guī)MRI-T2WI圖像和單體素1H-MRS圖像

表1 病例組患側(cè)、對側(cè)及對照組的NAA/(Cho+Cr)比值對比

患者,女,50歲,2年來多次間斷性發(fā)作性四肢強直、呼之不應(yīng),再發(fā)5 d入院。A.清醒狀態(tài)下長程視頻腦電圖提示:右蝶骨、前、下顳區(qū)高波幅棘慢波綜合;B.頭顱常規(guī)MRI-T2WI示,雙側(cè)海馬體積不對稱,右側(cè)較對側(cè)細(xì)小,且右側(cè)海馬信號稍增高;C、D. 單體素1H-MRS示:右側(cè)海馬MRS波譜上NAA波峰降低,Cr和Cho波峰增高,NAA/(Cho+Cr)比值為0.52,低于對側(cè)(左側(cè)為0.78),提示右側(cè)海馬硬化。

2.3 1H-MRS波譜定位結(jié)果

通過與對照組的NAA/(Cr+Cho)均值比較,病例組中僅2例單側(cè)的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值,其余47例雙側(cè)的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。另外結(jié)合前面的1H-MRS定側(cè)標(biāo)準(zhǔn)分析發(fā)現(xiàn),提示左側(cè)異常者25例,右側(cè)異常者19例,不能定位者5例,陽性率為89.8%。其中7例與臨床定位定側(cè)的不相符,將不能定位者及不相符者均計為不相符,符合率為75.5%。另外常規(guī)MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發(fā)現(xiàn)了異常,且兩者的定側(cè)結(jié)果相一致。

3討論

TLE是臨床上最常見的癲癇類型,屬于局灶性癲癇的類型之一。其發(fā)生的主要病理學(xué)基礎(chǔ)是神經(jīng)元丟失的同時伴隨有膠質(zhì)增生所導(dǎo)致的海馬硬化。1H-MRS可以通過反應(yīng)神經(jīng)元功能的變化來提供癲癇起源及發(fā)作的相關(guān)信息,尤其對內(nèi)側(cè)TLE可以通過海馬代謝物波譜的變化提供定側(cè)診斷的相關(guān)信息[2]。本文通過觀察分析頭顱常規(guī)MRI和海馬單體素1H-MRS,探討1H-MRS對TLE定位診斷中的應(yīng)用價值。

3.1 1H-MRS中與癲癇有關(guān)的主要幾種代謝物及其意義

1H-MRS可以無創(chuàng)地檢測活體內(nèi)局部腦組織在神經(jīng)生物學(xué)上起重要作用的幾種代謝物濃度,其中與癲癇生化改變密切相關(guān)的物質(zhì)主要有N-乙酰天門冬氨酸(N-aceyd aspartate, NAA)、肌酸類(creatine,Cr)和膽堿類化合物(choline,Cho)。

NAA是1H-MRS譜線上最主要的波峰之一,位于譜線2.0 ppm處,是由線粒體生成,幾乎完全存在于神經(jīng)元的胞體和突觸內(nèi),是神經(jīng)元活性及密度的標(biāo)志,含量變化能夠代表神經(jīng)元的數(shù)量和功能狀態(tài),其濃度降低表明神經(jīng)元細(xì)胞的機能受損或丟失[3]。Doelken等[4]應(yīng)用1H-MRS對TLE進(jìn)行的定量 NAA研究表明,無論MRI普通表現(xiàn)為陽性還是陰性,其致癇灶同側(cè)海馬NAA均較正常對照組顯著降低。Cho和Cr亦是1H-MRS譜線上主要的波峰之一,分別位于譜線的3.2 ppm和3.0 ppm處,其中Cho屬于膽堿/磷酸膽堿類,而Cr屬于肌酸/磷酸肌酸類。Cho是細(xì)胞膜的一種成分,其改變反映出細(xì)胞膜狀態(tài)的改變。Cr是以一種能量代謝中高能磷酸鍵的緩沖儲備物,其改變反映能量代謝狀態(tài)的變化。Cho和Cr在神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)均被發(fā)現(xiàn),而膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的Cho和Cr含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于神經(jīng)元。故Cho和Cr的升高可作為提示神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生的重要指標(biāo)。

3.2 NAA/(Cr+Cho)在TLE定位中的應(yīng)用價值

癲癇的典型1H-MRS表現(xiàn)為NAA減少,Cho、Cr的增加,這與其主要病理基礎(chǔ)是神經(jīng)元丟失和膠質(zhì)增生所致的內(nèi)側(cè)海馬硬化有關(guān)。但實際操作中Cr和Cho的峰值相鄰很近,時常無法完全分開;且由于各自測量的方法不相同,使得測量出的數(shù)值也存在一定的差異性。這給測量Cr和Cho的值帶來了困難。因此,目前相關(guān)科研工作者們一般用代謝物的信號強度比值來對比研究,如NAA/Cr、NAA/(Cr+Cho)等。近來,Obata等[5]發(fā)現(xiàn),NAA/(Cr+Cho)比值降低是反映神經(jīng)元改變的理想指標(biāo)。因此,NAA/ (Cr+Cho )比值被認(rèn)為是評價TLE病理改變的一個重要且敏感的指標(biāo)。本研究通過對病例組患側(cè)、對側(cè)及對照組的NAA/(Cr+Cho)對比發(fā)現(xiàn):病例組患側(cè)的NAA/(Cr+Cho)低于對側(cè)及對照組;病例組對側(cè)的NAA/(Cr+Cho)低于對照組,高于患側(cè);對照組的NAA/(Cr+Cho)高于病例組患側(cè)及對側(cè)。多組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(F=115.64,P=0.00),兩兩對比組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這與國內(nèi)王志群等[6]對一組經(jīng)病理證實的海馬硬化的TLE患者進(jìn)行的1H-MRS研究結(jié)果相一致,即患側(cè)海馬的NAA/ (Cr+Cho )值低于正常對照組,反映了神經(jīng)元丟失和膠質(zhì)增生的共同結(jié)果。至于病例組對側(cè)的NAA/(Cr+Cho)低于對照組、高于患側(cè),以及以對照組的NAA/(Cr+Cho)均值為定側(cè)標(biāo)準(zhǔn),病例組中僅有2例單側(cè)的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值,其余47例雙側(cè)的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。筆者認(rèn)為這與近年來研究表明的TLE不在是一個統(tǒng)一的概念有關(guān),即在海馬及其鄰近結(jié)構(gòu)中存在不同程度的神經(jīng)元丟失及反應(yīng)性膠質(zhì)增生,疾病在播散進(jìn)程中可致對側(cè)顳葉甚至是顳葉以外廣泛的結(jié)構(gòu)、功能異常改變[7-8]。

本研究以對照組海馬1H-MRS的NAA/(Cr+Cho)均值作為診斷TLE患者異常的定側(cè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果病例組49例TLE患者中37例與臨床診斷的結(jié)果相一致,符合率為75.5%。另外病例組49例TLE患者中44例得到了定位,陽性率為89.8%。本組數(shù)據(jù)的定位定側(cè)符合率為75.5%,稍高于國外Lee等[9]報道的65.5%,低于國內(nèi)劉克等[10]報道的86.6%,與國內(nèi)王亮等[11]報道的76.9%相接近。本研究中1H-MRS診斷TLE的陽性率為89.8%,明顯高于常規(guī)MRI的陽性率(22.4%),但是常規(guī)MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發(fā)現(xiàn)了異常,且兩者的定側(cè)結(jié)果相一致。這可能與以下原因有關(guān),輕度的海馬硬化在形態(tài)學(xué)上不易被發(fā)現(xiàn)[12],海馬神經(jīng)元缺失后膠質(zhì)細(xì)胞增生、充填,使海體積變化不明顯[13],而1H-MRS可以探測腦內(nèi)代謝產(chǎn)物的異常,只要存在神經(jīng)元丟失或膠質(zhì)增生的病理代謝改變,即使是早期或輕度的病變,便可以引起1H-MRS 上NAA、Cr、Cho的變化,從而引起NAA/(Cr+Cho)比值的改變。

綜上所述,1H-MRS在TLE的定位診斷中具有較高的符合率及陽性率。1H-MRS在TLE致癇灶定位中的應(yīng)用價值得到肯定[14]。相信隨著1H-MRS研究的深入及推廣應(yīng)用,必將給TLE的病因研究、臨床診斷及治療帶來更為深遠(yuǎn)的影響及效益。

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(學(xué)術(shù)編輯:董國禮)

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Application value of1H-MRS in location diagnosis of temporal lobe epilepsy

GAO Cai-liang,YANG Ran,ZENG Wen-Bing,WANG Ming-quan

(DepartmentofRadiology,WanzhouThreeGorgesCentralHospital,Wanzhou404100,Chongqing,China)

【Abstract】Objective:To evaluate the application value of proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) with combination of clinical history, long-term video electroencephalogram and magnetic Resonance Imaging (MRI) in the localization diagnosis of temporal lobe epilepsy (TLE) .Methods:Analyze 49 cases clinically diagnosed TLE patients’ and 21 healthy volunteers’ head conventional MRI scan and hippocampus1H-MRS image data. Through metabolites of NAA, Cr and Cho area under the peak computing the NAA / (Cr + Cho) of the ipsilateral group of TLE, the contra-lateral subgroup of TLE and the control group.Then compare the difference between the groups.The mean NAA / (Cr + Cho) of the control group as the standard,determine the1H-MRS application value in the diagnosis of TLE.Results:The lesion side of the 11 TLE patients detected by head conventional MRI was consistent with the clinical diagnosis, the positive rate was 22.4%. NAA / (Cr + Cho) of the ipsilateral group of TLE, the contra-lateral subgroup of TLE and the control group was 0.42±0.08, 0.55±0.08, 0.74±0.11 respectively, and the differences comparison among groups and between the two groups were statistically significant (P<0.05).Only two cases unilateral NAA / (Cr + Cho) of patients group were less than the mean of the control group, and the remaining 47 cases bilateral NAA / (Cr + Cho) were less than the mean of the control group. 25 cases showed the left side abnormal, 19 cases the right side abnormal and 5 cases can not be located prompted by1H-MRS in the patients group, the positive rate was 89.8%.There were 7 cases which did not match with the clinical diagnosis. The case unable to locate and not matching with the clinical diagnosis were counted as not match, and the rate was 75.5%. There are 11 cases the conventional MRI and1H-MRS suggestive of abnormal, and the positioning results of the two were consistent.Conclusion:1H-MRS has a high coincidence rate and positive rate in the localization diagnosis of temporal lobe epilepsy.The application value of1H-MRS in the localization of TLE epileptic foci should be affirmed.

【Key words】1H-MRS;MRI;Temporal lobe epilepsy;Hippocampal sclerosis

通訊作者:韓靈敏,E-mail:hanlingmin@163.com

作者簡介:于曉麗(1975-),女,山東青島人,碩士,副主任醫(yī)師,主要從事腫瘤內(nèi)科綜合治療。

收稿日期:

基金項目:青島市科技局資助項目(2006-30)2015-01-23

doi:10.3969/j.issn.1005-3697.2015.06.13

【中圖分類號】

【文章編號】1005-3697(2015)06-0785-05R742.1

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

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