急性CO中毒與正常人海馬體1H-MRS對(duì)照研究

周玉榮，蔣濤，高敏，蔣珊珊

急性CO中毒與正常人海馬體1H-MRS對(duì)照研究

周玉榮，蔣濤，高敏，蔣珊珊

目的：采用氫質(zhì)子磁共振波譜成像（1H-MRS）測量急性一氧化碳中毒（ACOP）患者與正常人海馬區(qū)代謝物濃度（氮-乙酰天門冬氨酸NAA、膽堿Cho和肌酸Cr）并比較兩組的差異。方法：所有受試者分為兩組，ACOP組56例，平均年齡（48.9±10.9）歲；對(duì)照組27例，平均年齡（49.2±12.5）歲。所有病例均行兩側(cè)海馬區(qū)MRS檢查，記錄兩側(cè)海馬區(qū)NAA／Cr、Cho／Cr值，采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較對(duì)照組及ACOP組海馬體部代謝物比值的差異。結(jié)果：ACOP組NAA／Cr值為1.014±0.683，對(duì)照組NAA／Cr值為1.697±0.711，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）。ACOP組Cho／Cr值為1.181±0.389，對(duì)照組Cho／Cr值為1.148±0.367，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.602）。結(jié)論：采用1H-MRS可以準(zhǔn)確反映ACOP患者海馬區(qū)代謝物差異，為評(píng)估病情的嚴(yán)重性與早期診斷提供影像學(xué)支持。

一氧化碳中毒；海馬；磁共振波譜成像

急性一氧化碳中毒（acute carbon monoxide poisoning，ACOP）是生產(chǎn)、生活中常見的窒息性中毒，可引起嚴(yán)重的腦和心肌損害。腦組織對(duì)缺氧最為敏感，海馬是學(xué)習(xí)記憶的重要腦功能區(qū)，也是調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)并受應(yīng)激反應(yīng)影響的腦結(jié)構(gòu)之一，對(duì)缺血缺氧耐受力低，極易受到損傷，且受損程度直接影響患者的預(yù)后。ACOP患者均有昏迷史，一氧化碳（CO）與血紅蛋白的高親和力使腦組織長期處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)，導(dǎo)致海馬細(xì)胞啟動(dòng)凋亡程序及發(fā)生壞死，隨時(shí)間進(jìn)展出現(xiàn)了智力、記憶力、計(jì)算力、空間定位力下降等。CO中毒急性期海馬體部MRS研究較少，本研究通過對(duì)比病例組及對(duì)照組海馬體部代謝物濃度差異，探討該病的早期診斷和治療。

材料與方法

1.研究對(duì)象

搜集2010-2012年的56例ACOP患者的病例資料，男32例，女24例，平均年齡（48.9±10.9）歲，所有患者符合《職業(yè)性急性CO中毒診斷標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ23 -2002）診斷標(biāo)準(zhǔn)，均有明確CO中毒史及昏迷史，昏迷時(shí)間30 min～48 h，血碳氧血紅蛋白3%～48%，血碳氧血紅蛋白水平均低于50%，符合《職業(yè)性急性CO中毒診斷標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ23-2002）輕至中度中毒的診斷標(biāo)準(zhǔn)。由于CO中毒患者脫離缺氧環(huán)境后，缺氧得到一定程度緩解，COHb水平有所變化，部分患者于基層醫(yī)院或救護(hù)車進(jìn)行加堿法檢測，部分患者于院內(nèi)應(yīng)用分光鏡法測定COHb，所得COHb水平均低于50%。本組患者CT未見明顯異常密度灶。MRI發(fā)現(xiàn)側(cè)腦室旁白質(zhì)及蒼白球出現(xiàn)對(duì)稱性長T1長T2信號(hào)、大腦白質(zhì)脫髓鞘，未發(fā)現(xiàn)海馬灰質(zhì)萎縮。患者于中毒后30 d內(nèi)進(jìn)行MRS檢查。ACOP組臨床病例資料由高壓氧科提供，ACOP組臨床診斷均由兩名中級(jí)以上職稱醫(yī)師與一名副高以上職稱醫(yī)師共同確診。

同期對(duì)照組納入條件：所有的受試者均沒有心理和神經(jīng)病史，均無藥物和酒精成癮史，無鎮(zhèn)靜劑使用史，經(jīng)臨床及常規(guī)頭顱MRI檢查確定為健康者作為檢查對(duì)象，共27名，男15例，女12例，平均年齡（49.2± 12.5）歲。所有檢查方案均告知志愿者并簽署知情同意書，并經(jīng)過倫理委員會(huì)通過。

2.數(shù)據(jù)采集

采用Siemens 3.0T超導(dǎo)型磁共振儀，使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形極化頭線圈。常規(guī)掃描：橫軸面T1FLAIR（TR 2000 ms，TE 9.2 ms），T2FLAIR（TR 8750 ms，TE 86 ms），冠狀面FSE T2WI（TR 4500 ms，TE 93 ms），層厚5.0 mm，間距0 mm。1H-MRS：①全腦的矢狀面3D-磁化準(zhǔn)備快速梯度回波（magnetization prepared rapid gradient echo，MPRGE）T1WI，TR 1900 ms，TE 3.51 ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間（TI）900 ms，矩陣374×512，層厚0.9 mm。②利用矢狀面3D-T1WI全腦掃描圖像雙側(cè)分別重建平行于海馬長軸的斜軸面、垂直于海馬長軸的斜冠狀面及3D-T1WI中海馬體部矢狀面層面，作為MRS掃描的三軸定位圖像。③局部勻場后，采用點(diǎn)解析波譜序列采集波譜，單體素分辨自旋回波序列2D-1H-MRS的點(diǎn)解析波譜法，測量參數(shù)TR 2000 ms，TE 135 ms，激勵(lì)144次，采集次數(shù)128次。激勵(lì)次數(shù)2，視野160 mm×160 mm，興趣區(qū)（ROI）包括單側(cè)海馬體部，采用橢圓形K空間采集，32×32相位編碼。體素大小20 mm×12 mm×10 mm。于三軸定位圖將ROI放置于海馬體部層面，盡量避開側(cè)腦室及腦池及腦溝內(nèi)腦脊液，手動(dòng)增加6條飽和帶。一次采集完成，單側(cè)掃描時(shí)間260 s。

3.數(shù)據(jù)分析

獲得波譜后進(jìn)行基線校正和相位校正，用Siemens波譜分析軟件完成MRS原始數(shù)據(jù)的后處理，分別獲得雙側(cè)海馬體部1H-MRS曲線，軟件對(duì)譜線自動(dòng)進(jìn)行頻率位移校正、相位校正、基線校正，以及氮-乙酰天門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）2.02 ppm、肌酸（creatine，Cr）3.04 ppm、膽堿（choline，Cho）3.23 ppm的譜峰匹配，測定各物質(zhì)峰下面積積分。本研究把Cr作為內(nèi)參照物，以觀察其他代謝物濃度的變化，進(jìn)行相對(duì)定量分析，計(jì)算NAA／Cr、Cho／Cr值。筆者此前曾對(duì)患者及對(duì)照組兩側(cè)海馬代謝物比值差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)海馬NAA／Cr、Cho／Cr差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此本研究將ACOP組及對(duì)照組兩側(cè)海馬代謝物數(shù)據(jù)合并分析。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)照組及ACOP組海馬體部代謝物比值采用±s表示。采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較對(duì)照組與ACOP組海馬體部代謝物比值的差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

所有對(duì)照組配合良好，ACOP組所有病例均順利完成磁共振常規(guī)檢查和磁共振波譜檢查，經(jīng)后處理獲得滿意的波譜曲線及雙側(cè)海馬體部的多種代謝產(chǎn)物比值。本研究ACOP組患者CT圖像顯示側(cè)腦室旁白質(zhì)及額葉白質(zhì)密度減低，F(xiàn)LAIR序列呈對(duì)稱分布的高信號(hào)，T1呈低信號(hào)。部分患者（6例）蒼白球T2信號(hào)增高，T1信號(hào)減低。

ACOP組的海馬代謝物NAA／Cr值較對(duì)照組降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），ACOP組Cho／Cr值較對(duì)照組升高，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.602），見圖1～2和表1。

表1 ACOP組與對(duì)照組NAA／Cr、CHO／Cr值比較

討 論

Kawashima等［1］認(rèn)為，ACOP患者行MRI檢查，尤其是功能MRI檢查，可以根據(jù)腦部表現(xiàn)預(yù)測遲發(fā)性腦病的發(fā)生。1H-MRS能無損傷地測定活體組織代謝物的相對(duì)或絕對(duì)含量以及動(dòng)力學(xué)特征。在不破壞被檢查組織的前提下，將影像學(xué)檢查深入到生物化學(xué)、甚至是基因水平，有“虛擬活檢”之稱［2］。Kondziella等［3］發(fā)現(xiàn)重癥CO中毒患者Cho／Cr值升高、NAA／Cr值降低。病理研究報(bào)道在受損的大腦皮層、海馬、紋狀體內(nèi)發(fā)現(xiàn)有凋亡的參與，并可能進(jìn)一步導(dǎo)致遲發(fā)性腦病。趙林巖等［4］發(fā)現(xiàn)CO中毒遲發(fā)性腦病小鼠海馬區(qū)血紅素加氧酶（HO-1）蛋白表達(dá)明顯增高，凋亡細(xì)胞明顯增多，且與HO-1的表達(dá)變化一致。HO-1表達(dá)增高可能參與了CO中毒所致腦損傷的發(fā)病機(jī)制。NAA降低意味著患者在CO中毒急性期內(nèi)即發(fā)生了海馬神經(jīng)元細(xì)胞的損傷［3］，而Cho升高與廣泛的神經(jīng)軸索脫髓鞘以及其誘發(fā)的神經(jīng)元合成膽堿功能代償性增加有關(guān)［5］，通過NAA／Cr值下降及CHO／Cr值升高的幅度筆者可以間接推斷海馬神經(jīng)元損傷的程度。高敏等［6］發(fā)現(xiàn)波譜代謝信號(hào)測定對(duì)于海馬區(qū)細(xì)胞丟失情況與MRI相比，無論定性還是定量，都有更高的敏感性，為評(píng)估病情的嚴(yán)重性及早期診斷并預(yù)防遲發(fā)性腦病的發(fā)生提供理論支持。薛莉等［7］發(fā)現(xiàn)海馬神經(jīng)細(xì)胞的變化在CA3區(qū)對(duì)急性CO中毒敏感性高于CA1及CA2區(qū)，并隨時(shí)間（1、3、7、14、21d）凋亡程度加重。

目前國內(nèi)外諸多文獻(xiàn)報(bào)道MRS分析技術(shù)用于檢查CO中毒遲發(fā)性腦病的腦組織代謝物變化，但海馬區(qū)域代謝物研究較少；本研究ACOP組常規(guī)CT海馬區(qū)未見明顯異常密度，常規(guī)MRI的DWI及T2WI海馬區(qū)未見明顯異常信號(hào)。功能MRI檢查發(fā)現(xiàn)1HMRS海馬體部（CA3區(qū)）代謝物NAA／Cr顯著降低，Cho／Cr有所升高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究與既往文獻(xiàn)有些差異，考慮可能與患者中毒程度為輕-中度及年齡跨度大、樣本數(shù)較少有關(guān)。今后筆者將進(jìn)一步加大數(shù)據(jù)量，再次總結(jié)數(shù)據(jù)，完善MRS時(shí)間變化軸，研究變化規(guī)律與預(yù)后的相關(guān)關(guān)系。

總之，1H-MRS等功能成像手段為認(rèn)識(shí)缺氧性腦病的病理生理演變提供了有利的手段［8］。與其他檢測腦組織代謝狀況的方法相比，有著無創(chuàng)、快捷等較大的優(yōu)勢。常規(guī)MRI顯示正常時(shí)，MRS及DTI即可發(fā)現(xiàn)白質(zhì)損傷早期的細(xì)微病理病變，并預(yù)知臨床預(yù)后，驗(yàn)證和指導(dǎo)臨床治療［9］。本研究不足之處在于未成功追蹤這組患者的預(yù)后情況，部分昏迷時(shí)間較長，年齡較大患者出現(xiàn)遲發(fā)性腦病，部分患者依從性較差，未采集完善后續(xù)數(shù)據(jù)，需在以后的研究中進(jìn)一步改進(jìn)。

圖1 a）對(duì)照組海馬波譜曲線；b）對(duì)照組海馬波譜NAA／Cr、Cho／Cr數(shù)值。

圖2 a）ACOP組海馬波譜曲線；b）ACOP組海馬波譜NAA／Cr、Cho／Cr數(shù)值。

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Comparison study of1H-MRSin hippocampus of healthy people and patients with acute carbon monoxide poisoning

ZHOU Yu-rong，JIANG Tao，GAO Min，et al.Department of Radiology，Civil Aviation General Hospital，Beijing 100123，China

Objective：Using1H-MRS to measure the metabolism values（NAA、Cho、Cr）in hippocampus of patients with acute carbon monoxide poisoning（ACOP）and healthy people，and to compare the differences between the two groups.Methods：All subjects were divided into ACOP group（56 cases）with the mean age as（48.9±10.9）y and control group（27 cases）with the mean age as（49.2±12.5）y.1H-MRS of bilateral hippocampus was performed.The NAA／Cr and Cho／Cr values of bilateral hippocampus were recorded.Independent samplettest was used to compare the differences between ACOP group and control group.Results：The NAA／Cr value of ACOP group and control group was 1.014±0.68 and 1.697±0.711，respectively，with significant statistic difference（P=0.000）.The Cho／Cr value of ACOP group and control group was 1.181±0.389 and 1.148±0.367，respectively，with no statistic difference（P=0.602）.Conclusion：1H-MRS could precisely reflect the metabolic changes in hippocampus of patients with ACOP and healthy people，which can provide support by imaging clinically for the evaluation of the seriousness and early diagnosis in patients with acute carbon monoxide poisoning.

Carbon monoxide poisoning；Hippocampus；Magnetic resonance spectroscopy

R445.2；R595.1；R827.176

A

1000-0313（2016）11-1038-03

10.13609／j.cnki.1000-0313.2016.11.004

2016-03-16）

100123 北京，民航總醫(yī)院放射科（周玉榮、高敏、蔣珊珊）；100020 北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院放射科（蔣濤）

周玉榮（1976-），女，河北衡水人，碩士，主治醫(yī)師，主要從事CO中毒影像學(xué)研究。

蔣濤，E-mail：jiangt8166＠hotmail.com