1H-MRS采用短回波掃描在超急性腦梗死治療中的應用價值

尚文文，薛蓮，張慧麗，薛海林，孫軍*

腦血管疾病具有高發(fā)病率、高致殘率及高死亡率，已成為危害人類健康最主要的疾病之一，尤其是在我國，腦血管疾病已成為第一死亡原因[1]。隨著對該疾病認識的不斷深入，在我國腦卒中的死亡率都呈明顯下降的趨勢，但如何降低發(fā)病率、患病率及提高急性腦血管疾病的治愈率，成為目前臨床中研究的熱點之一。研究發(fā)現(xiàn)[2-3]磁共振波譜成像技術能夠無創(chuàng)性檢測腦梗死患者機體內(nèi)生化與代謝改變，為腦梗死的早期診斷、病情發(fā)展變化及預后提供了越來越準確的資料，可減少腦卒中給家庭、社會帶來的巨大損失。因此，本文通過探究急性腦梗死的磁共振波譜成像特點及臨床應用，為臨床更好治療急性腦梗死提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

收集南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院2015年3月至2016年9月超急性腦梗死患者28例，男17例，女11例，年齡49～74歲，平均(66.67±6.44)歲，發(fā)病時間均在6 h以內(nèi)，以偏身感覺障礙、偏身四肢無力入院。準入標準：①符合全國第四屆腦血管病學術會議制訂的診斷標準，神經(jīng)功能缺損具有可評估性；②發(fā)病時間明確；③頭顱擴散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)明確為急性腦梗死，DWI顯示梗死灶主要分布于半卵圓中心、基底節(jié)區(qū)及側腦室旁，單側單發(fā)梗死灶；④患者或親屬簽署知情同意書。排除標準：①CT檢查發(fā)現(xiàn)腦出血患者；②既往有腦梗死患者；③無法完成磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、質(zhì)子磁共振波譜(1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)檢查者；④嚴重的心、肺、肝、腎功能不全者。

1.2 影像學檢查

患者入院符合溶栓治療標準且本人或家屬簽訂手術同意書者給予溶栓治療，否則進行臨床常規(guī)內(nèi)科治療，其中12例患者進行溶栓治療，16例納入臨床常規(guī)內(nèi)科治療(非溶栓治療)。患者經(jīng)1 w治療后待病情穩(wěn)定后行常規(guī)MRI和多體素1H-MRS掃描。所用設備是Philips Achieva 3.0 T MR儀(Philips TX Medical Systems，Netherlands)，采用8通道頭線圈。行常規(guī)MRI掃描包括軸、矢狀位T1WI、T2WI和FLAIR，掃描參數(shù)設置為：T1WI：采用TSE序列，TR=2000 ms，TE=20 ms，矩陣384×194，層厚6 mm，間隔0.6 mm，F(xiàn)OV 180×230；T2WI：采用IR-TSE序列，TR=3000 ms，TE=80 ms，矩陣384×194，層厚6 mm，間隔0.6 mm，F(xiàn)OV 180×230；FLAIR：采用longTR序列，TR=9000 ms，TE=120 ms，矩陣352×245，層厚6 mm，間隔1 mm，F(xiàn)OV 180×230；DWI檢查采用SE EPI序列，參數(shù)設置為：TR=2200 ms，TE=85 ms，矩陣140×130，層厚6 mm，間隔0.6 mm，F(xiàn)OV 230×230，擴散敏感系數(shù)為1000 s/mm2。選取DWI顯示的病變中心層面，避免來自頭皮、顱底骨骼、脂肪和腦脊液的干擾而盡量包括病變中心區(qū)(該區(qū)中DWI或T2WI圖像所示高信號區(qū)占90%以上)、病灶邊緣區(qū)(該區(qū)中DWI或T2WI圖像所示高信號區(qū)占30%以下)、病灶周圍正常區(qū)(該區(qū)中不含有DWI或T2WI圖像所示高信號區(qū)且存在一定距離)與對側區(qū)域，進行體素定位，并選取體素厚度10 mm行多體素1H-MRS掃描，其相關參數(shù)：2D-CSI STEAM序列(ECHO，TRA，TR/TE=1200 ms/35 ms，F(xiàn)OV 200 mm×185 mm，VOI 100 mm×100 mm，體素12 mm×12 mm，NEX=4)，用時4 min 56 s。

1.3 圖像處理與病理分析

1H-MRS檢查結果利用Philips后處理工作站自動進行處理，包括軟件自動完成信號平均、基線校正、相位校正、代謝物的識別和N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylpartate，NAA)、總肌酸(肌酸+磷酸肌酸)(Creatine，Cr)、膽堿化合物(Choline，Cho)、乳酸(Lactate，Lac)、肌醇(Myo-inositol，mI)及谷氨酸復合物(Glutamine/Glutamate，Glx)等所對應波譜線下面積的計算，并分別計算NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho等比值，并分析其與患者預后的相關性。

1.4 神經(jīng)功能缺損評分

在患者入院時及治療2 w出院時的神經(jīng)功能缺損評分由同一神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師對患者進行評分，評分標準參見美國國立衛(wèi)生院神經(jīng)功能缺損評分(National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS)，NIHSS分值越高，神經(jīng)功能缺損越嚴重，預后越差。

1.5 統(tǒng)計學處理

應用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標準差(x±s)表示，對計量資料采用t檢驗；采用Spearman秩相關分析Cr、Cho、NAA、Lac與患者預后相關性；P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 常規(guī)MRI表現(xiàn)及NIHSS評分

28例急性腦梗死患者共28個梗死病灶，均為單側單發(fā)病灶(圖1)，3例梗死灶位于半卵圓中心區(qū)，16例梗死灶位于基底節(jié)區(qū)，9例梗死灶位于側腦室旁，其中3例患者的梗死灶較大，累及額頂顳葉，梗死面積占半球的30%左右，且3例患者出院時的NIHSS分值等于或大于入院時分值。溶栓組患者入院時的NIHSS分值為10.14±2.05，出院時的NIHSS分值為6.29±3.10；二者差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；非溶栓組患者入院時的NIHSS分值為5.75±0.90，出院時的NIHSS分值為3.25±0.67；二者差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；溶栓組與非溶栓組患者入院時的NIHSS分值差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，但出院時的NIHSS分值差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

表1 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)NAA/Cr比值的比較Tab.1 Comparison of ratio of NAA/Cr in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and nonthrombolysis group

表2 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)NAA/Cho比值的比較Tab.2 Comparison of ratio of NAA/Cho in the infraction center, the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and non-thrombolysis group

圖1 男，69歲，因“右側肢體乏力伴口齒不清6 h”入院，非溶栓治療。A為病灶中心區(qū)MRS譜，B為病灶邊緣區(qū)MRS譜，C為病灶周圍正常區(qū)MRS譜，D為病灶中心對側鏡像區(qū)MRS譜。MRS譜線顯示病灶側區(qū)域的NAA、Cho、Cr、NAA/Cr、NAA/ Cho較對側鏡像區(qū)不同程度下降；Cho/Cr、Lac/Cr等值升高Fig. 1 Male, 69 years old, admitted to the hospital for " weakness of the right limb with speak with a lisp for 6 hours", and was not treated with thrombolytic therapy. A was the MRS in the infraction center, B was the MRS in the border region of the lesion, C was the MRS in the normal region around the lesion, and D was the MRS in the the contralateral area of the infraction center. The MRS showed that the concentration of NAA, Cho, Cr and the ratios of NAA/Cr and NAA/Cho in the infraction center decreased to some extent compared with contralateral area, the ratios of Cho/Cr and Lac/Cr increased.

2.2 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域NAA/Cr值比較

非溶栓組病灶中心區(qū)NAA/Cr值均明顯低于其他區(qū)域(P＜0.05)，病灶邊緣區(qū)NAA/Cr比值明顯低于病灶周圍正常區(qū)域(P＜0.05)；各病灶區(qū)域NAA/Cr值與出院時臨床NIHSS評分無明顯相關性(P＞0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)NAA/Cr比值明顯低于對側鏡像區(qū)域(P＜0.05)，各病灶區(qū)域NAA/Cr值與出院時臨床NIHSS評分無明顯相關性(P＞0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)域NAA/Cr值明顯高于非溶栓組，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表1。

2.3 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域NAA/Cho值比較

非溶栓組病灶中心區(qū)NAA/Cho值均明顯低于其他區(qū)域(P＜0.05)，病灶邊緣區(qū)NAA/Cho比值明顯低于對側鏡像區(qū)域(P＜0.05)；病灶中心區(qū)NAA/Cho值與出院時臨床NIHSS評分呈明顯負相關(P＜0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)NAA/Cho比值明顯低于病灶周圍正常區(qū)域(P＜0.05)，病灶中心區(qū)NAA/Cho值與出院時臨床NIHSS評分呈明顯負相關(P＜0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)域NAA/Cho值明顯高于非溶栓組，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表2。

2.4 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域Cho/Cr值比較

溶栓組與非溶栓組病灶中心區(qū)Cho/Cr值明顯高于病灶邊緣區(qū)(P＜0.05)，與其他區(qū)域比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，溶栓組與非溶栓組病灶中心區(qū)Cho/Cr值與出院時臨床NIHSS評分具有明顯相關性(P＜0.05)。溶栓組與非溶栓組組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表3。

2.5 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域Lac/Cr值比較

溶栓組與非溶栓組病灶各區(qū)域間Lac/Cr值比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，溶栓組與非溶栓組病灶邊緣區(qū)域Lac/Cr值與出院時臨床NIHSS評分具有明顯相關性(P＜0.05)。溶栓組病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)及病灶周圍正常區(qū)Lac/Cr值明顯低于非溶栓組，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表4。

2.6 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域mI/Cr值比較

非溶栓組病灶中心區(qū)mI/Cr值均明顯高于病灶邊緣區(qū)域(P＜0.05)；病灶各區(qū)域mI/Cr值與出院時臨床NIHSS評分無明顯相關性(P＞0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)mI/Cr值明顯低于對側鏡像區(qū)域(P＜0.05)，病灶中心區(qū)mI/Cr值與出院時臨床NIHSS評分呈明顯負相關(P＜0.05)。溶栓組病灶邊緣區(qū)域mI/Cr值明顯高于非溶栓組，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表5。

表3 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)Cho/Cr比值的比較Tab.3 Comparison of ratio of Cho/Cr in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and nonthrombolysis group

表4 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)Lac/Cr比值的比較Tab.4 Comparison of ratio of Lac/Cr in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and nonthrombolysis group

表5 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)mI/Cr比值的比較Tab.5 Comparison of ratio of mI/Cr in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and nonthrombolysis group

表6 溶栓組與非溶栓組梗死灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)與自身鏡像區(qū)Glx/Cr比值的比較Tab.6 Comparison of ratio of Glx/Cr in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area between thrombolysis group and nonthrombolysis group

2.7 超急性期腦梗死患者溶栓組與非溶栓組病灶不同區(qū)域Glx/Cr值比較

非溶栓組病灶中心區(qū)Glx/Cr值均明顯高于對側鏡像區(qū)域(P＜0.05)；病灶中心區(qū)Glx/Cr值與出院時臨床NIHSS評分呈明顯負相關性(P＜0.05)。溶栓組各區(qū)域Glx/Cr值比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，病灶中心區(qū)Glx/Cr值與出院時臨床NIHSS評分呈明顯負相關性(P＜0.05)。溶栓組病灶中心區(qū)Glx/Cr值明顯高于非溶栓組，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表6。

3 討論

3.1 磁共振波譜掃描序列

腦血管疾病是神經(jīng)系統(tǒng)常見的危重疾病，而腦梗死占腦血管疾病的80%～85%[4]，嚴重威脅著人類生命健康和生活質(zhì)量，及早發(fā)現(xiàn)與治療對患者預后尤為重要。MRS通過檢測腦組織內(nèi)某些代謝物質(zhì)的水平來反映神經(jīng)細胞內(nèi)物質(zhì)與能量代謝的狀況，是一種無創(chuàng)性測定體內(nèi)代謝與生化變化的醫(yī)學影像學技術，目前臨床上多用于腦、心臟、肝臟等方面的功能成像重要課題來研究，其中以腦部的研究最為廣泛[2-3]。用于檢測氫質(zhì)子波譜成像最常用的MR序列是點解析波譜(point resolved spectroscopy，PRESS)和激勵回波采集方式(stimulated-echo method，STEAM)，由于PRESS序列具有信噪比高、對擴散不敏感等優(yōu)點[5-6]，國內(nèi)外學者[7-8]絕大多數(shù)主要研究NAA、Lac、Cho及Cr等物質(zhì)在急性腦梗死中的改變，故多采用PRESS序列、長回波時間(time of echo，TE)進行MRS掃描；而STEAM序列檢測可以使用短TE進行掃描且在短TE條件下對T2弛豫的敏感性優(yōu)于PRESS序列[5-6，9]，因此不僅能檢測出NAA、Lac、Cho及Cr等物質(zhì)，亦可檢測到短T2物質(zhì)如mI和Glx代謝物質(zhì)，故本研究采用STEAM序列、TE=35 ms進行MRS掃描，旨在檢測更多代謝物在急性腦梗死中的改變。

3.2 長T2代謝物質(zhì)含量的改變及其與預后的相關性

NAA分布在神經(jīng)元胞體、突起中，可較好地反映神經(jīng)元功能狀態(tài)，是神經(jīng)元密度標志物，當腦缺血時，神經(jīng)元代謝受到抑制，使得NAA密度減低，若出現(xiàn)NAA耗盡，提示神經(jīng)功能不可逆轉[7-8，10]。Cho由甘油磷酸膽堿、磷酸膽堿和磷脂酰膽堿組成，是細胞膜和鞘磷脂的標志物，其含量由膜磷脂中的膽堿及乙酰膽堿濃度決定，當鞘磷脂分解增加時，可致Cho升高，如腦缺血[11]。Lac是無氧糖酵解的產(chǎn)物，可作為梗死早期的標志物，其升高幅度反映了腦缺血的嚴重程度[12]。Cr為機體組織中肌酸及磷酸肌酸總濃度，其在機體病理代謝條件下，組織中Cr含量相對恒定且均勻分布，被用作體內(nèi)標衡量其他代謝物含量指標之一[13]。本研究顯示溶栓組與非溶栓組患者的梗死病灶中心區(qū)與病灶邊緣區(qū)NAA含量均具有不同程度的下降，且溶栓組病灶邊緣區(qū)域NAA含量明顯高于非溶栓組，溶栓組與非溶栓組患者病灶中心區(qū)Cho明顯升高，溶栓組病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)及病灶周圍正常區(qū)Lac含量明顯低于非溶栓組，雖然病灶中心出現(xiàn)不可逆損傷，鞘磷脂分解使Cho升高，但是腦梗死患者在發(fā)病6 h內(nèi)通過再灌注或神經(jīng)保護使腦組織缺血、缺氧得到改善，減輕了神經(jīng)損傷，挽救了部分可逆性組織，特別是缺血半暗帶區(qū)，且溶栓組代謝物恢復更顯著[14]，與NIHSS評分的改善相一致。同時病灶中心區(qū)NAA含量和Cho含量與臨床神經(jīng)功能評分的相關程度高，NAA含量越低、Cho含量越多，NIHSS評分越高，患者神經(jīng)功能恢復越差；病灶邊緣區(qū)Lac含量與臨床神經(jīng)功能評分呈正相關，Lac含量越高，NIHSS評分越高，患者神經(jīng)功能恢復越差，與國內(nèi)外研究[7，14]結果一致。本研究亦發(fā)現(xiàn)3例梗死面積較大的患者，梗死灶側NAA、Lac等含量改變越明顯，NIHSS分值越高，神經(jīng)損傷越重，預后不良，亦證實梗死灶的大小不僅影響病灶區(qū)各代謝物的含量，同時影響患者的預后[15-16]。

3.3 短T2物質(zhì)代謝物質(zhì)含量的改變及其與預后的相關性

mI作為膠質(zhì)細胞的標志物，主要存在于膠質(zhì)細胞內(nèi)，在腦梗死時可出現(xiàn)膠質(zhì)細胞增生mI濃度的升高[17]； Glx主要包含興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酰胺和抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸，有研究顯示在腦梗死隨訪中發(fā)現(xiàn)Glx含量均有升高[18]。本研究顯示溶栓組患者病灶中心區(qū)和病灶邊緣區(qū)mI含量明顯高于對側正常區(qū)，可能存在腦梗死后膠質(zhì)細胞釋放營養(yǎng)因子，促進神經(jīng)存活、神經(jīng)再生等有關，是膠質(zhì)細胞在應對腦缺血的一種可塑性表現(xiàn)[19]，說明mI可能和腦梗死預后有關[20]，而本研究mI含量與臨床神經(jīng)功能評分呈明顯負相關性證實了該觀點。溶栓組與非溶栓組患者的梗死病灶中心區(qū)Glx含量明顯高于對側正常區(qū)，溶栓組明顯高于非溶栓組，且Glx含量與臨床神經(jīng)功能評分呈明顯負相關性，可能是病灶中心區(qū)腦組織缺氧最嚴重時，出現(xiàn)了大量神經(jīng)毒性物質(zhì)，使Glx含量有所升高，同時表明Glx含量在患者預后中具有一定的作用[21]。

綜上所述，磁共振波譜采用STEAM序列、短回波時間掃描，可以檢測到更多代謝物的變化，能更全面地評估超急性腦梗死患者腦組織損傷程度及臨床治療后效果，能客觀地評估患者的預后，為臨床診治腦梗死提供有價值的影像學依據(jù)。然而本次研究樣本量較少，且存在較多因素干擾MRS掃描結果，因而還需要進一步研究。

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