磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用價值

關(guān)鍵詞：磁共振波譜 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 應(yīng)用

【中圖分類號】R445.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-8602（2015）04-0558-02

隨著磁共振影像檢查在臨床工作中不斷地推廣?普及，磁共振功能成像及磁共振波譜分析也在各系統(tǒng)?器官中得到廣泛的研究和應(yīng)用，比于北大醫(yī)院王霄英教授早期就進行了磁共振波譜在前列腺疾病診斷的研究和應(yīng)用，磁共振波譜（MRS）是利用磁共振化學位移現(xiàn)象來測定組成物質(zhì)的分子成分的一種檢測技術(shù)，也是目前唯一可測得活體組織代謝物的化學成分和含量的檢查方法?MRS可以對多種原子核成像，包括1H?31P?13C?23Na等?其中1H的磁旋比最大，在人體中的含量也最多，產(chǎn)生的MRS信號最強，且與常規(guī)MRI所用的激發(fā)及接收頻率一致，所以，當前臨床常用的是氫質(zhì)子（1H）波譜技術(shù)，其應(yīng)用最為成熟，應(yīng)用最方便，最廣泛?由于1H在不同化合物中的磁共振頻率存在差異，因此它們在MRS的譜線中共振峰的位置也就有所不同，據(jù)此可判斷化合物的性質(zhì)，而共振峰的峰高和面積反映了化合物的濃度，因此還可進行定量分析?本文淺析1H-MRS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS的臨床應(yīng)用體會?

11H-MRS技術(shù)在CNS的正常譜線

1H-MRS目前可以測定多種腦代謝產(chǎn)物和神經(jīng)遞質(zhì)的共振峰，如N-乙酰天門冬氨酸（NAA）?肌酸（Cr）/磷酸肌酸（PCr）?膽堿復(fù)合物（Cho）?mI?GLx?乳酸（Lac）?移動脂肪（Lip）等，其中正常人體大腦組織的1H-MRS有5個較明顯的共振波譜峰，NAA?Cr/PCr?Cho?mI?GLx?

2 腦代謝物（NAA?Cho ?Cr/PCr?mI?GLx）的信號特點

2.1NAA在1H-MRS譜線中波峰最高，化學位移大約2.02ppm，有時在2.6 ppm處可見，在正常人的大腦內(nèi)濃度接近12.0mmol/L?與蛋白質(zhì)和脂肪合成，維持細胞內(nèi)陽離子濃度，以及鈉?鉀?鈣等陽離子通過細胞和維持神經(jīng)膜的興奮度有關(guān)，僅存在于神經(jīng)元內(nèi)，是神經(jīng)元密度和存在的標志，一些研究〔1〕報告，NAA也存在于少突膠質(zhì)細胞或肥大細胞中，NAA含量多少反映神經(jīng)元的功能狀況，NAA水平的降低可作為神經(jīng)元丟失或損傷的可靠指標，如腫瘤或壞死的進程?艾滋病?多發(fā)性硬化及顳葉癲癇等?此外，NAA波峰增高較少見，僅見于海綿狀腦白質(zhì)營養(yǎng)不良?

2.2Cho化學位移大約3.2 ppm，由磷酸膽堿?甘油磷酸膽堿?磷脂酰膽堿組成，主要是自由膽堿細胞膜翻轉(zhuǎn)的標志物，在腦白質(zhì)中含量高于腦灰質(zhì)，參與細胞膜的構(gòu)成，是髓鞘形成?細胞代謝?膠質(zhì)增生和髓鞘脂質(zhì)崩潰降解的指標，反映了細胞膜的運轉(zhuǎn)狀態(tài)?Cho波峰升高見于惡性腫瘤?脫髓鞘?炎性病變及其他能導(dǎo)致細胞膜破壞的各種病變〔2〕?

2.3Cr/PCr化學位移大約3.03 ppm，和3.96 ppm，由Cr?PCr?γ-氨基丁酸（GABA）?賴氨酸?和谷胱甘肽共同組成，在腦能量代謝減退的情況下增加，在能量代謝增強的情況下降低，是腦細胞能量依賴系統(tǒng)的標志物，在腦灰質(zhì)的含量高于腦白質(zhì)?此代謝物峰值一般較穩(wěn)定，常常作為其他代謝物信號強度的參照物?隨著腫瘤惡性程度的增加，代謝物的活性增加，而Cr峰降低?

2.4mI化學位移大約3.56 ppm，，有時在4.06 ppm，處可見，是腦內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)細胞的標志物，參與細胞滲透壓的調(diào)節(jié)?細胞內(nèi)第二信使的生成以及肝臟和顱腦的解毒等過程?含量的升高與病灶內(nèi)（尤其是慢性病灶內(nèi)）的膠質(zhì)增生有關(guān)?另外，腦內(nèi)還會出現(xiàn)乳酸（Lac）?移動脂肪（Lip）?丙氨酸（Ala）等?Lac是能量代謝的低能通路，葡萄糖無氧酵解的產(chǎn)物，以及細胞能量代謝缺乏的指標，Lac峰的出現(xiàn)常提示正常細胞的有氧代謝不能正常進行，周圍組織出現(xiàn)缺血?缺氧或者顱內(nèi)腫瘤性病變?

2.5GLx化學位移大約2.1～2.5 ppm，有時見于3.5～3.8 ppm，波峰是谷氨酸胺（Gln）谷氨酸鹽（Glu）和GABA的復(fù)合物，Gln和Glu在一系列復(fù)雜的能量代謝中保持著動態(tài)的平衡，而在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞中則是獨立的?Glu是一種興奮性氨基酸，是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA的前體，具有興奮毒性作用，并參與腦內(nèi)氨的解毒，在腦組織缺血缺氧和肝性腦病時增高，Gln具有滅活和調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的作用，GABA參與一系列神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制，如精神分裂癥?癲癇等疾病〔3〕?

3中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見疾病的1H-MRS表現(xiàn)

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，MRS主要應(yīng)用于腦腫瘤?感染性病變?腦梗死?脫髓鞘病變?神經(jīng)退行性病變?癲癇?缺血缺氧性腦病?神經(jīng)皮膚綜合癥和畸形?顱腦損傷?精神異常等疾病的診斷與鑒別診斷?

3.1 腦腫瘤 1H-MRS是研究腦腫瘤物質(zhì)及能量代謝的有效方法，有助于腦腫瘤的診斷和鑒別診斷，能提供其組織分級?術(shù)后復(fù)發(fā)?和療效評價等信息?腫瘤組織的1H-MRS譜線與正常腦組織有顯著差異〔4〕：MRS主要表現(xiàn)為NAA?Cr峰下降，Cho?Lac?Lip峰升高，其中Cho峰值升高提示膜代謝增加，被認為是顱內(nèi)腫瘤最特異的標記物，與腫瘤的惡性程度有關(guān)，Cr峰隨腫瘤的惡性程度升高而有降低趨勢，Lip出現(xiàn)于大多數(shù)高級別的腫瘤中，特別是腫瘤壞死區(qū)或者鄰近壞死區(qū)，Lac峰多見于多形膠質(zhì)母細胞瘤中，低級星形細胞瘤中出現(xiàn)此峰則提示腫瘤進一步惡變的可能，兒童所患腫瘤中則大部分能檢測出Lac?

腦腫瘤的診斷與鑒別診斷：腦膜瘤?轉(zhuǎn)移瘤的1H-MRS顯示NAA和Cr信號部分或者全部缺失，另外，腦膜瘤的1H-MRS還常見異常丙氨酸（Ala）信號?轉(zhuǎn)移瘤可見特征性的成對共振峰，由可流動脂質(zhì)產(chǎn)生?低度惡性膠質(zhì)瘤Cr信號峰和正常腦組織大致相同，而其Cho峰值信號成倍增加，腫瘤內(nèi)還可見小的NAA信號，這與膠質(zhì)瘤浸潤性生長的特點一致，這說明瘤體內(nèi)仍殘留少量神經(jīng)元?大約50﹪的膠質(zhì)瘤內(nèi)可見Lac信號，高度惡性膠質(zhì)瘤部分表現(xiàn)為NAA和Cr峰值顯著降低甚至完全缺失，部分表現(xiàn)與低度惡性膠質(zhì)瘤表現(xiàn)相似，出現(xiàn)這種差別的原因是膠質(zhì)母細胞瘤結(jié)構(gòu)的不均一性，即實性部分和壞死成分比例的差異?壞死區(qū)，Cho峰值下降而Lac峰值升高，Lac水平升高提示預(yù)后不良，對制定放療計劃非常重要?淋巴瘤可能顯示為Cho峰升高并伴Lip峰明顯增高，初級神經(jīng)外胚層腫瘤典型顯示為mI峰升高，Cho /Cr 和Cho/NAA比率明顯增高，有助于兒童后顱窩腫瘤的術(shù)前鑒別診斷?

腫瘤分級提示：1H-MRS對腫瘤分級的精確性高于盲目活檢，在區(qū)別良?惡性腫瘤方面，1H-MRS的敏感性?特異性和準確性分別為100﹪?86﹪和96﹪?Cho /Cr 和Cho/NAA比率升高，則惡性程度越高，典型的Lip峰見于高度惡性病伴有壞死的腫瘤，但在低度惡性腫瘤中也有可能出現(xiàn)，NAA峰和Cr峰在惡性程度高的腫瘤中峰值降低最明顯，mI/Cr在低度惡性腫瘤中高于高度惡性腫瘤?

評估腫瘤浸潤和進展：1H-MRS能對T2WI或T2-FLAIR上環(huán)繞腫瘤的高信號區(qū)可能代表血管源性水腫?腫瘤的浸潤和治療所致的異常做出精確的評價?連續(xù)的1H-MRS檢查可用于隨診膠質(zhì)瘤的進展，腫瘤進展以Cho水平的增加（大于45﹪）為特征，未進展的腫瘤則Cho水平降低?不變或增高（小于35﹪）?

評價治療反應(yīng)：典型放射性壞死見于放療后約6個月內(nèi)，其特征為Cho峰值降低，Lip 和Lac峰值升高或為正常的波譜形式，而Cho峰和Cho/ NAA值的升高則提示腫瘤復(fù)發(fā)，比對比增強顯示的異常表現(xiàn)要早1～2個月?未放療區(qū)域由于膠質(zhì)增生可有Cho和（或）mI峰值升高，隨診對準確診斷極其重要?

由于導(dǎo)致各種檢查假陽性和假陰性因素的存在，所以多種檢查手段聯(lián)合應(yīng)用可提高病變診斷的準確性，1H-MRS聯(lián)合MRI增強掃描用于指導(dǎo)顱內(nèi)腫瘤的手術(shù)中以保證最大程度地切除腫瘤，對于顱內(nèi)腫瘤的外科治療具有重要的價值?

3.2 感染性病變 腦膿腫：可見琥珀酸鹽峰?醋酸鹽峰，與其他囊性病變具有鑒別意義?NAA?Cho?Cr峰明顯降低或缺失，Lac?Lip?Ala峰升高?腦炎：病灶區(qū)NAA?Cr含量降低，Cho含量增高，伴隨mI增加可提示感染，mI和mI / Cr比率的升高是腦炎中常見的表現(xiàn)?腦內(nèi)結(jié)核瘤：腦內(nèi)結(jié)核瘤1H-MRS表現(xiàn)為僅有Lip峰出現(xiàn)，并伴有無意義的分散頻譜，有助于診斷MRI上不易與其他腫瘤鑒別的結(jié)核球?

3.3 腦梗死 急性期：首先出現(xiàn)的異常是急性腦梗死后12小時內(nèi)Lac峰值的增高，Lac被認為是梗死開始階段最敏感的標記物，Lac/ Cr比率與臨床進程和最后的梗死面積有更好的相關(guān)性?梗死發(fā)生后30～60分鐘可見NAA峰值下降〔5〕?亞急性和慢性期：隨著梗死的進程，Lac峰值每周下降36﹪，直到晚期開始正常化；慢性期，重現(xiàn)低水平的Lac峰，出現(xiàn)Lip峰，NAA?Cho和Cr峰值隨時間下降，GLx峰值可升高?

3.4 脫髓鞘病變 1H-MRS可以鑒別反復(fù)發(fā)作型和繼發(fā)進展型的多發(fā)性硬化?隨訪病變的進程，檢測治療反應(yīng)，NAA/Cr?NAA/ Cho 比率的降低，在白質(zhì)正常的繼發(fā)進展型患者中更加明顯?急性和慢性斑塊的鑒別：急性斑塊，Cho峰?Cho/Cr比值升高，Lip峰升高可持續(xù)6個月，NAA峰下降，NAA/ Cr比值?Cr峰明顯下降，mI?Lac含量常升高，經(jīng)過一段時間恢復(fù)，部分患者NAA峰幾乎正常；慢性斑塊，Cho峰?Cho/Cr比值有正常化趨勢，Lac?Lip信號消失，NAA峰和NAA/Cr比值下降是慢性斑塊的特征?

3.5 神經(jīng)退行性疾病 NAA降低可以敏感，準確的反映Alzherimer病中神經(jīng)元脫失的情況，通常，患者NAA峰值明顯下降，mI水平升高，與癡呆的程度及持續(xù)時間密切相關(guān)，大腦灰質(zhì)的NAA/ mI比率可以鑒別Alzherimer病與正常腦組織?

3.6 癲癇 臨床傾向于將NAA/Cho+Cr的比值作為定測和判定異常的標志，正常人NAA/Cho+Cr值的下限為0.72，兩側(cè)差值大于9﹪或雙側(cè)較正常對照組明顯降低均為異常，NAA/Cho+Cr的定測敏感性為75﹪～88﹪，準確率為83﹪～97﹪，特異性達100﹪，NAA峰值降低，NAA的減少說明癲癇灶內(nèi)神經(jīng)元的缺失，受損或功能活動異常；Lac及Lip峰可出現(xiàn)，Cho和Cr 峰值升高反映膠質(zhì)細胞的增生?此外，1H-MRS還可以用于測定與癲癇活動有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)，GABA?Gln及Glu?

3.7 缺血缺氧性腦病 缺血缺氧性腦病特征性的表現(xiàn)為在1.3 ppm處出現(xiàn)雙峰狀的Lac，常常根據(jù)Lac/ Cr比值的不同將缺血缺氧性腦病進行輕度?中度及重度分級（Lac/ Cr比值小于0.5為輕度，0.5～1.5為中度，大于1.5為重度）NAA?Cr峰值降低，GLx峰值明顯升高，mI波峰升高，Cho峰無明顯變化?

4 除了上述臨床應(yīng)用以外，1H-MRS在腦代謝性疾病?系統(tǒng)性疾病的腦部異常?神經(jīng)皮膚綜合癥和畸形?顱腦外傷的預(yù)后評估等都具有重要的價值?隨著MRS研究不斷地深入和廣泛應(yīng)用，以及結(jié)合MRI和MR功能成像，優(yōu)勢互補，將為我們的臨床工作提供更多的幫助?

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