王 佳（綜述） 王立章（審校）

浙江省嘉興市第一醫(yī)院放射科，浙江嘉興 314001

氫質(zhì)子磁共振波譜 （proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）在兒童神經(jīng)系統(tǒng)疾病中應用十分廣泛，在疾病的診斷、治療及預后判斷等方面也起著重要作用。

1 1H-MRS的基本原理

1H-MRS是通過磁共振現(xiàn)象和化學位移原理來分析原子核和化合物，研究組織及臟器的能量代謝、生化改變并且進行化合物的定量分析，是目前唯一能進行活體定量分析的方法。化學位移是MRS技術的關鍵，原子核之間共價鍵自旋磁矩的相互作用形成J-耦聯(lián)，即自旋耦合，化學位移和自旋耦合兩種現(xiàn)象為波譜精細結構的形成提供了重要依據(jù)[1]。

2 1H-MRS中常見的代謝產(chǎn)物及其臨床意義

目前，1H-MRS在腦組織中能夠測得的常見代謝產(chǎn)物有以下幾種[2-3]：（1）NAA（波峰位于 2.02 ppm）是神經(jīng)元的重要內(nèi)標志物，主要分布于神經(jīng)元胞液中，為神經(jīng)元的功能狀態(tài)提供重要信息；（2）Cho（波峰位于 3.25 ppm）是細胞膜代謝的主要成分之一，其含量多少反映了生物膜的情況，為髓鞘形成與分解、膠質(zhì)增生提供重要信息；（3）Cr（波峰位于3.0 ppm）是能量儲存和利用的重要化合物，主要由肌酸與磷酸肌酸組成，其總含量相對穩(wěn)定，所以在MRS研究中常將其作為內(nèi)標記物，對各代謝產(chǎn)物進行標準化，如NAA/Cr、Cho/Cr等；（4）乳酸（Lac）是糖酵解的終產(chǎn)物，正常情況下Lac峰很少出現(xiàn)，當能量代謝發(fā)生變化，組織細胞有氧代謝不能有效進行，無氧酵解增加時，Lac峰升高，其波譜一般位于 1.33 ppm；（5）Lip（波峰位于 0.9～1.3 ppm）主要指游離脂肪，它常與細胞膜和髓鞘大分子相結合，當出現(xiàn)分子崩解、Lip釋放時，Lip峰增高，反映了組織壞死的進展；（6）肌醇（MI）主要存在于膠質(zhì)細胞中，被認為是膠質(zhì)細胞的標記物，膠質(zhì)異常增生及脫髓鞘可導致其含量的增高，其波峰位于3.56 ppm。

3 1H-MRS在小兒神經(jīng)外科領域的應用

3.1 1H-MRS在小兒顱內(nèi)腫瘤的診斷、鑒別診斷中的應用

小兒原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤是兒童時期常見的腫瘤之一，不同類型腫瘤的分化程度、生長方式和預后存在很大的差別，1H-MRS可提供不同代謝產(chǎn)物增減的信息，為顱內(nèi)腫瘤的診斷及鑒別診斷提供依據(jù)[4]。（1）膠質(zhì)瘤是起源于神經(jīng)上皮最常見的原發(fā)性小兒腦腫瘤，WHO將其分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ～Ⅱ級為低度惡性，Ⅲ級為間變性，Ⅳ級為高度惡性，兒童以低度惡性多見；MR常表現(xiàn)為邊界清楚或不清的斑片狀長T1長T2信號影，內(nèi)部可見壞死、囊變，周圍有或無水腫。典型1H-MRS表現(xiàn)為NAA降低，Cho升高，Cr可降低、不變或升高，有時也可出現(xiàn)升高的Lac峰及Lip峰，這些表現(xiàn)可能是由于腫瘤的增長導致神經(jīng)元數(shù)量減少以及細胞膜降解、膜磷脂代謝增加所致，Lac和Lip的升高，可能與腫瘤代謝活躍、糖酵解加速以及細胞壞死有關，反映了腫瘤的惡性生物學行為[5-6]。Blüml S 等[7]研究證實 Cho/Cr隨腫瘤惡性程度的增加而增加，NAA/Cho隨腫瘤惡性程度的增加而降低，并且發(fā)現(xiàn)Cit顯著增高可提示腫瘤具有侵襲性。（2）腦膜瘤較少見于兒童，T1WI呈等或稍低信號，T2WI呈等或稍高信號，信號較均勻[8]；由于腦膜瘤是腦外腫瘤，不存在神經(jīng)元細胞，因此典型波譜為NAA缺失或由于部分容積效應而顯示較低峰值的NAA，Cho升高及Cr降低。Byrd SE等[9]研究進一步證實了上述特點，并且發(fā)現(xiàn)90%的腦膜瘤患兒丙氨酸（Ala）峰明顯增高，因此認為Ala是腦膜瘤的特征峰。（3）腦淋巴瘤是罕見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性腫瘤，腫瘤組織常沿血管間隙生長，內(nèi)可有脂質(zhì)出現(xiàn)。MRI主要表現(xiàn)為T1WI呈等或稍低信號灶，T2WI為等或稍高信號，多數(shù)腫瘤周圍可見輕至中度水腫和占位效應，增強掃描腫瘤呈均勻或不均勻強化，延遲強化，MRS表現(xiàn)為NAA輕-中度下降，Cho明顯升高，Lac、Lip升高，病變周圍腦組織波譜正常[10]。

3.2 1H-MRS在與放射性壞死鑒別中的應用

小兒腦腫瘤術后放療可導致正常神經(jīng)元損傷、功能失調(diào)，因此對放射性損傷的早期正確診斷，并及時調(diào)整治療方案，對延長患者生存期有重要意義。1H-MRS在診斷腦腫瘤術后放射性壞死方面有獨特之處，MRS通常表現(xiàn)為：（1）Lac、Lip明顯升高、Cho/Cr降低，提示了腫瘤組織細胞的壞死、活性減低；（2）所有代謝產(chǎn)物均降低或缺失，這可能與組織的壞死、囊變有關，以上兩種表現(xiàn)容易與腫瘤復發(fā)或進展進行鑒別；（3）Cho/Cr比值增高、NAA/Cr下降，此種表現(xiàn)與腫瘤復發(fā)或進展所致神經(jīng)元損傷（NAA降低）、細胞膜轉換率增加（Cho升高）的波譜相似，因此很難鑒別。Weybright P等[11]研究發(fā)現(xiàn)放射性損傷與腫瘤復發(fā)或進展相比，Cho/Cr和Cho/NAA比值更低，NAA/Cr比值更高；當其與MRI表現(xiàn)正常的腦白質(zhì)比較時Cho/Cr和Cho/NAA比值更高，而NAA/Cr比值無明顯差異，故證實Cho/Cr、Cho/NAA為腫瘤復發(fā)與放射性損傷的鑒別提供重要依據(jù)。

3.3 1H-MRS在小兒癲癇致癇灶定位中的應用

癲癇好發(fā)于嬰幼兒，60%～70%的患者通過藥物治療使癲癇癥狀得到控制，但對于另外一些藥物難治性癲癇，手術成為一種越來越重要的方法，1H-MRS對癲癇灶的定位，特別是對MRI表現(xiàn)正常的難治性癲癇的術前定位有重要意義。顳葉癲癇（TLE）是小兒最常見的部分性癲癇，大部分TLE患者表現(xiàn)為海馬硬化，病理改變?yōu)樯窠?jīng)元固縮、膠質(zhì)細胞增生和間質(zhì)水腫。有研究證實TLE者1H-MRS中NAA和NAA/Cho+Cr顯著減低，而Cho和Cr升高，這可能與癲癇發(fā)作使正常神經(jīng)元損傷或功能不良及引起膠質(zhì)細胞增生有關[12]。

癲癇是腦腫瘤常見或唯一癥狀，在腦腫瘤引起癲癇的治療中，對腫瘤與致癇灶的共同切除是獲得較好預后的有效途徑。Rudiger Kohling等[13]對C6膠質(zhì)瘤細胞轉染的大鼠腦膠質(zhì)瘤模型進行研究，發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍區(qū)在腫瘤的生長刺激下出現(xiàn)變性、代謝異常等改變，這些區(qū)域是發(fā)生癲癇的部位。Kamada K等[14]對7例腦腫瘤患者和10名健康志愿者采用腦磁圖檢查發(fā)現(xiàn)在鄰近腦腫瘤的區(qū)域常出現(xiàn)異常的腦活動（癲癇發(fā)作），在這些區(qū)域應用1H-MRS可檢測到NAA峰降低、Lac峰升高，同時文中指出病理性磁活動可能出現(xiàn)在Lac峰升高的區(qū)域，因此腦腫瘤周圍區(qū)腦組織異常波譜的出現(xiàn)為致癇灶部位的確定提供依據(jù)。

3.4 1H-MRS在小兒創(chuàng)傷性腦損傷中的應用

創(chuàng)傷性顱腦損傷（TBI）已成為我國青少年傷病致死的重要原因，腦外傷可引起腦組織代謝物水平不同程度的改變。在TBI的1H-MRS研究中，大多數(shù)在患者病情穩(wěn)定的情況下進行，為避免腦挫傷和血腫等影響，感興趣區(qū)主要選擇MRI表現(xiàn)正常的腦白質(zhì)區(qū)。對小兒TBI患者的MRS研究發(fā)現(xiàn) NAA/Cr、NAA/Cho 降低，Cho/Cr升高，NAA/Cr及NAA/Cho比值降低與患兒預后有顯著的相關性，預示著預后不良[15]。常規(guī)MRI檢查顯示腦損傷區(qū)的NAA值降低是由于腦組織損傷所致，而顯示正常的腦白質(zhì)區(qū)NAA下降可能與彌漫性神經(jīng)軸索損傷或Wallerian變性有關。正常腦1H-MRS中很少觀察到Lac峰，Lac峰的出現(xiàn)提示該處腦組織代謝活躍、糖酵解加速，乳酸堆積，且乳酸堆積的水平與腦缺血的嚴重程度呈正相關。對TBI患兒研究發(fā)現(xiàn)MRI表現(xiàn)正常的腦白質(zhì)區(qū)有Lac峰出現(xiàn)，在隨后的觀察隨訪中，大多數(shù)患兒預后不良。曹衛(wèi)國等[16]研究結果與上述結果相仿，因此，TBI患者Lac水平上升提示腦損傷嚴重，可能成為判斷預后的重要指標。

目前，有關兒童1H-MRS的研究較少，但國外大量試驗已證明它在兒童神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷及鑒別診斷中可提供重要的參考信息，是常規(guī)MRI的重要補充。

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