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

(重慶三峽中心醫院放射科，重慶 萬州404100)

【摘要】目的：結合臨床病史、長程視頻腦電圖及MRI所見，探討氫質子磁共振波譜(1H-MRS)在顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy, TLE)定位診斷中的應用價值。方法：分析經臨床確診的49例TLE患者和21例健康志愿者的頭顱常規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患側組、對側組及對照組的NAA/(Cr+Cho)比值，作組間差異性比較。以對照組的NAA/(Cr+Cho)均值作為標準，判斷1H-MRS在TLE定位診斷中的應用價值。結果：頭顱常規MRI檢出的11例TLE患者病變側與臨床診斷相一致，陽性率為22.4%。TLE患側組、對側組及對照組的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計學意義(P<0.05)。病例組中僅2例單側的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值，其余47例雙側的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。其中1H-MRS提示病例組中左側異常者25例，右側異常者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作不相符，符合率為75.5%。另外常規MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發現了異常，且兩者的定位結果相一致。結論：1H-MRS在TLE的定位診斷中具有較高的符合率及陽性率，應用價值值得肯定。

【關鍵詞】氫質子磁共振波譜；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)有關聯，通過手術來切除引起癲癇的致癇灶具有良好的效果[1]，但手術成功的關鍵是術前準確定位的致癇灶，進而對其行完整的切除。所以術前準確定位非常重要。MRI作為一種沒有任何創傷的檢查方法，具有良好的軟組織分辨率，可以顯示出海馬的解剖結構及信號的變化，被認為是準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)的納入及排除標準選擇2010年3月至2013年12月期間我院就診，結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，根據癲癇和癲癇綜合征國際分類法(國際防治癲癇聯盟，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)。所有患者均于發作間隙期行常規MRI及1H-MRS檢查。選擇均符合以下條件的病例的圖像資料進行回顧性分析：(1)頭顱常規MRI檢查未發現腫瘤、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定的患者。

1.1.2對照組(即健康志愿者)的納入標準及排除標準隨機選取21例來我院行健康體檢的志愿者，取得其本人或其監護人同意，經健康體檢明確診斷為無明確疾病史，并在頭顱常規MRI上未發現明確病變，行海馬1H-MRS檢查自動生成的波譜基線穩定(頭顱常規MRI發現異常者或1H-MRS波譜基線失穩者均自動放棄采集)，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準的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。臨床定位定側主要通過結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，雙耳內塞入棉球以減少聲音刺激。先行頭顱常規MRI軸位T1WI、T2WI、FLAIR掃描。再行3D-T1WI序列全腦薄層掃描，參數：TR=1 900 ms，TE=2.48 ms，FOV:250 mm×250 mm，層厚1 mm，層間距0.5 mm，翻轉角度9°，行MPR重組，在所得的三平面圖像上行海馬實質定位，行波譜采集。在定位時盡量避免鄰近顱底骨質、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，翻轉角度90°，激勵次數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，在各方向施加預飽和帶，預掃描進行局部手動勻場，勻場達到半高全寬(FWHM)<10 Hz。圖像處理：所得1H-MRS原始數據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MRI圖像分析：由兩位有較豐富神經影像學診斷經驗的放射科醫師行MR圖像分析和評價，觀察內容及評價標準主要包括：(1)兩側海馬的大小、形態是否對稱；(2)兩側海馬的常規序列信號是否均勻一致；(3)雙側腦室的顳角是否對稱。若滿足上述診斷標準的兩條及以上者即可對TLE進行定位。

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。定側以對照組NAA/(Cr+Cho)的均值作為標準，符合以下兩種情況之一者即可定側。(1)單側出現異常，即一側低于下限者，則此側為致癇側；(2)雙側均出現異常，但兩側顯著的不對稱，則計算出兩側的差值，若差值大于一個標準差，則更低側為致癇側；若差值小于一個標準差則不能定側。

1.4　統計學分析

2結果

2.1　頭顱常規MRI圖像分析

通過對常規MRI圖像分析發現，病例組中有11例TLE患者的雙側海馬不對稱，主要表現為雙側海馬體積不對稱，一側較對側細小，較小側的海馬在T2WI相上信號不同程度的增高，或鄰近的側腦室顳角擴大(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。這與臨床通過結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圖像未發現異常。

2.2　病例組與對照組的NAA/(Cr+Cho)比值對比

病例組患側組的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.42±0.08)，對側組的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.55±0.08)。對照組雙側的NAA/(Cr+Cho)均值為(0.74±0.11)。方差齊同(F=1.70，P=0.19)。病例組患側組的NAA/(Cr+Cho)低于對側組及對照組，病例組對側組的NAA/(Cr+Cho)低于對照組、高于患側組，對照組的NAA/(Cr+Cho)高于病例組患側及對側，多組間比較差異具有統計學意義(F=115.64，P=0.00)，兩兩比較組間差異均具有統計學意義(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MRI-T2WI圖像和單體素1H-MRS圖像

表1　病例組患側、對側及對照組的NAA/(Cho+Cr)比值對比

患者，女，50歲，2年來多次間斷性發作性四肢強直、呼之不應，再發5 d入院。A.清醒狀態下長程視頻腦電圖提示：右蝶骨、前、下顳區高波幅棘慢波綜合；B.頭顱常規MRI-T2WI示，雙側海馬體積不對稱，右側較對側細小，且右側海馬信號稍增高；C、D. 單體素1H-MRS示：右側海馬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(左側為0.78)，提示右側海馬硬化。

2.3　1H-MRS波譜定位結果

通過與對照組的NAA/(Cr+Cho)均值比較，病例組中僅2例單側的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值，其余47例雙側的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。另外結合前面的1H-MRS定側標準分析發現，提示左側異常者25例，右側異常者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MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發現了異常，且兩者的定側結果相一致。

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。其發生的主要病理學基礎是神經元丟失的同時伴隨有膠質增生所導致的海馬硬化。1H-MRS可以通過反應神經元功能的變化來提供癲癇起源及發作的相關信息，尤其對內側TLE可以通過海馬代謝物波譜的變化提供定側診斷的相關信息[2]。本文通過觀察分析頭顱常規MRI和海馬單體素1H-MRS，探討1H-MRS對TLE定位診斷中的應用價值。

3.1　1H-MRS中與癲癇有關的主要幾種代謝物及其意義

1H-MRS可以無創地檢測活體內局部腦組織在神經生物學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的物質主要有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元的胞體和突觸內，是神經元活性及密度的標志，含量變化能夠代表神經元的數量和功能狀態，其濃度降低表明神經元細胞的機能受損或丟失[3]。Doelken等[4]應用1H-MRS對TLE進行的定量 NAA研究表明，無論MRI普通表現為陽性還是陰性，其致癇灶同側海馬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是細胞膜的一種成分，其改變反映出細胞膜狀態的改變。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的變化。Cho和Cr在神經元、神經膠質細胞內均被發現，而膠質細胞內的Cho和Cr含量遠遠高于神經元。故Cho和Cr的升高可作為提示神經膠質細胞增生的重要指標。

3.2　NAA/(Cr+Cho)在TLE定位中的應用價值

癲癇的典型1H-MRS表現為NAA減少，Cho、Cr的增加，這與其主要病理基礎是神經元丟失和膠質增生所致的內側海馬硬化有關。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]發現，NAA/(Cr+Cho)比值降低是反映神經元改變的理想指標。因此，NAA/ (Cr+Cho )比值被認為是評價TLE病理改變的一個重要且敏感的指標。本研究通過對病例組患側、對側及對照組的NAA/(Cr+Cho)對比發現：病例組患側的NAA/(Cr+Cho)低于對側及對照組；病例組對側的NAA/(Cr+Cho)低于對照組，高于患側；對照組的NAA/(Cr+Cho)高于病例組患側及對側。多組間比較差異具有統計學意義(F=115.64，P=0.00)，兩兩對比組間差異具有統計學意義(P<0.05)。這與國內王志群等[6]對一組經病理證實的海馬硬化的TLE患者進行的1H-MRS研究結果相一致，即患側海馬的NAA/ (Cr+Cho )值低于正常對照組，反映了神經元丟失和膠質增生的共同結果。至于病例組對側的NAA/(Cr+Cho)低于對照組、高于患側，以及以對照組的NAA/(Cr+Cho)均值為定側標準，病例組中僅有2例單側的NAA/(Cr+Cho)小于對照組的均值，其余47例雙側的NAA/(Cr+Cho)均小于對照組的均值。筆者認為這與近年來研究表明的TLE不在是一個統一的概念有關，即在海馬及其鄰近結構中存在不同程度的神經元丟失及反應性膠質增生，疾病在播散進程中可致對側顳葉甚至是顳葉以外廣泛的結構、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患者異常的定側標準，結果病例組49例TLE患者中37例與臨床診斷的結果相一致，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%。本組數據的定位定側符合率為75.5%，稍高于國外Lee等[9]報道的65.5%，低于國內劉克等[10]報道的86.6%，與國內王亮等[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MRI的陽性率(22.4%)，但是常規MRI提示異常的11例患者在1H-MRS上也發現了異常，且兩者的定側結果相一致。這可能與以下原因有關，輕度的海馬硬化在形態學上不易被發現[12]，海馬神經元缺失后膠質細胞增生、充填，使海體積變化不明顯[13]，而1H-MRS可以探測腦內代謝產物的異常，只要存在神經元丟失或膠質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致癇灶定位中的應用價值得到肯定[14]。相信隨著1H-MRS研究的深入及推廣應用，必將給TLE的病因研究、臨床診斷及治療帶來更為深遠的影響及效益。

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(學術編輯：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，副主任醫師，主要從事腫瘤內科綜合治療。

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

【文獻標志碼】A