1 南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)醫(yī)學(xué)影像科(江蘇 南京 210006)

2 鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院影像學(xué)院(江蘇 鹽城 224000)

3 南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 (江蘇 南京 210006)

尚文文1,2殷信道1周俊山3毛存南1

多體素氫質(zhì)子磁共振波譜成像(1HMRS)在急性腦梗死中的應(yīng)用研究*

1 南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)醫(yī)學(xué)影像科(江蘇 南京 210006)

2 鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院影像學(xué)院(江蘇 鹽城 224000)

3 南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 (江蘇 南京 210006)

尚文文1,2殷信道1周俊山3毛存南1

目的探討多體素氫質(zhì)子磁共振波譜分析(1H-MRS)在超急性與急性腦梗死中的應(yīng)用價(jià)值及各代謝物濃度變化的規(guī)律和臨床意義。方法選取23例超急性腦梗死與17例急性腦梗死患者為研究對(duì)象，行常規(guī)磁共振(MRI)及1H-MRS掃描，分別比較病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)、病灶周圍正常區(qū)與對(duì)側(cè)鏡像區(qū)之間NAA、Cr、Cho等代謝物濃度的差異。結(jié)果①超急性期病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)及病灶周圍正常區(qū)NAA、Cr、Cho明顯低于對(duì)側(cè)鏡像區(qū)(P＜0.05)，病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)Lac較對(duì)側(cè)鏡像區(qū)升高(P＜0.05)。②急性期病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)及病灶周圍正常區(qū)NAA、Cr明顯低于對(duì)側(cè)鏡像區(qū)(P＜0.05)，病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)Cho明顯低于對(duì)側(cè)鏡像區(qū)(P＜0.05)，病灶中心區(qū)、病灶邊緣區(qū)Lac較對(duì)側(cè)鏡像區(qū)升高(P＜0.05)。超急性期與急性期腦梗死患者各區(qū)代謝物比較未見明顯差異。結(jié)論多體素1H-MRS可以直接、準(zhǔn)確、全面地檢測(cè)腦梗死病灶側(cè)及對(duì)側(cè)鏡像腦組織的代謝變化信息，不僅利于腦梗死后病理生理變化的研究，亦可對(duì)腦梗死臨床治療效果的客觀評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

超急性腦梗死；急性腦梗死；磁共振波譜分析

急性腦梗死具有較高致殘率、較高病死率的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅著人類生命健康和生活質(zhì)量[1,11]，因此早期診斷、早期治療對(duì)改善患者的預(yù)后十分重要。磁共振波譜(magneticresonancespectroscopy，MRS)是一種利用核磁共振現(xiàn)象、化學(xué)位移作用和自旋耦合現(xiàn)象對(duì)一系列原子核及其化合物進(jìn)行分析的方法。MRS可以無損傷地研究人體器官和組織代謝、生化改變及化合物的定量分析[2]。本研究旨在用1H-MRS檢測(cè)腦梗死患者病灶側(cè)腦組織內(nèi)代謝物的變化，探討1H-MRS在急性腦梗死中的臨床價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 臨床資料收集我院2015年3月～2015年9月臨床高度懷疑急性腦梗死者40例，男24例，女16例，年齡33～81歲，平均(65.26±1.543)歲，發(fā)病時(shí)間在6小時(shí)內(nèi)為超急性期，23例；6小時(shí)至3天者為急性期，17例；患者均以偏身感覺障礙、偏身四肢無力入院。準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)：①癥狀符合缺血性腦卒中的診斷，并具有可評(píng)估的神經(jīng)功能缺損；②有明確的腦梗死發(fā)病時(shí)間；③首次發(fā)病或既往腦卒中未遺留明顯后遺癥；④頭顱MR檢查示DWI相呈高信號(hào)，ADC圖為低信號(hào)；⑤患者或親屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①CT檢查發(fā)現(xiàn)腦出血患者；②近3個(gè)月有腦梗死或心肌梗死病史；③近期有手術(shù)、實(shí)質(zhì)性臟器的活檢、腰穿、創(chuàng)傷等病史；④正在使用抗凝劑或凝血功能異常者；⑤實(shí)驗(yàn)室檢查提示血小板計(jì)數(shù)＜100查提示9/L，紅細(xì)胞壓積＜25%；⑥嚴(yán)重的心、肺、肝、腎功能不全者。

1.2 影像學(xué)檢查方法符合入選條件的患者均住院接受常規(guī)內(nèi)科治療，患者病情穩(wěn)定后行常規(guī)MRI和多體素1H-MRS掃描。所有MRI數(shù)據(jù)掃描在Philips Achieva3.0TMR儀上完成(PhilipsTX MedicalSystems，Netherlands)，采用8通道頭顱線圈。常規(guī)MRI序列包括軸、矢狀位T1WI、T2WI和DWI，層厚6mm，以明確腦組織內(nèi)病變情況。選取DWI或T2WI上的病變中心層面進(jìn)行體素定位，并選取體素厚度10mm，盡量包括病變與對(duì)側(cè)區(qū)域，避免來自頭皮、顱底骨骼、脂肪和腦脊液的干擾。多體素1H-MRS掃描相關(guān)參數(shù)：2DCSIPRESS(ECHO，TRA，TR/TE1500ms/144ms，反轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV200mm×200mm，V O I1 0 5 m m×1 0 5 m m，體素15mm×15mm，NSA=4)，用時(shí)5min10s。利用Philips后處理工作站(EWS)進(jìn)行波譜分析，自動(dòng)分析計(jì)算N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、總肌酸(肌酸+磷酸肌酸)(Cr)、膽堿化合物(Cho)、乳酸(Lac)所對(duì)應(yīng)化學(xué)位移處的波峰下面積，以此分別計(jì)算rNAA、rCr、rCho等比值并進(jìn)行分析。

2 結(jié) 果

2.1 超急性期腦梗死病灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)代謝物/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的比值分析超急性期rNAA中心、rCr中心、rCho中心值均明顯低于r代謝物邊緣值及r代謝物周圍值(P＜0.01)，超急性期rNAA邊緣、rCr邊緣、rCho邊緣值亦明顯低于r代謝物周圍值(P＜0.01)，有15例患者在病灶中心區(qū)和邊緣區(qū)發(fā)現(xiàn)明顯的Lac雙峰，見表1、3。

2.2 急性期腦梗死病灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)代謝物/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的比值分析急性期rNAA中心、rCr中心、rCho中心值均明顯低于r代謝物邊緣值及r代謝物周圍值(P＜0.01)，急性期rNAA邊緣值亦明顯低于r代謝物周圍值(P＜0.01)，急性期rCr邊緣值低于rCr周圍值(P＜0.05)，急性期rCho邊緣值與rCho周圍值相比無明顯差異(P＞0.05)，有14例患者在病灶中心區(qū)和邊緣區(qū)發(fā)現(xiàn)較明顯的Lac雙峰，見表2-3。

2.3 超急性期腦梗死與急性期腦梗死相對(duì)應(yīng)區(qū)域間代謝物/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的比值分析與急性期腦梗死患者比較，超急性期病灶邊緣區(qū)Lac低于急性期(t=-1.730，P=0.091)，超急性期病灶中心區(qū)與病灶邊緣區(qū)Cho低于急性期(t=-1.644，P=0.108、t=-1.774，P=0.084)，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；其余代謝物比較也未見明顯差異，見表1-2。

3 討 論

MRS是利用核磁共振J－耦合現(xiàn)象和化學(xué)位移作用，可以無創(chuàng)性地在活體檢測(cè)組織器官內(nèi)的重要代謝物濃度，從而反應(yīng)組織細(xì)胞的代謝狀況。NAA主要分布于神經(jīng)元的胞體和突觸中，可直接反映神經(jīng)元的密度和功能狀態(tài)，是神經(jīng)元的標(biāo)志物。有研究[3]表明腦缺血梗死后NAA的下降程度與神經(jīng)元的減少程度密切相關(guān)，NAA下降的程度反映了組織病理損傷的嚴(yán)重程度。有研究[4]發(fā)現(xiàn)在缺血中心區(qū)NAA的明顯下降最早可出現(xiàn)于缺血后1h，可下降20%，缺血6h時(shí)NAA水平可下降50%，且隨著梗死時(shí)間的延長，NAA的濃度可持續(xù)下降至零。本研究資料顯示在腦梗死超急性期和急性期NAA濃度較對(duì)側(cè)鏡像區(qū)顯著降低且病灶中心區(qū)下降最多，邊緣區(qū)次之，周圍正常區(qū)域輕微下降，但是并沒有隨著梗死時(shí)間的延長，NAA的濃度呈持續(xù)下降狀態(tài)，可能是由于所有患者在接受常規(guī)內(nèi)科治療后進(jìn)行的MRS掃描，經(jīng)常規(guī)內(nèi)科治療后腦組織缺血、缺氧可能得到改善，減輕了病灶中心區(qū)和邊緣區(qū)的神經(jīng)損傷，使腦梗死后神經(jīng)功能損傷得到一定恢復(fù)的結(jié)果。

表1 超急性期腦梗死病灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)代謝物/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的比值

表2 急性期腦梗死病灶中心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常區(qū)代謝物/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的比值

Lac是無氧糖酵解的產(chǎn)物，有研究[5]表明正常成人腦組織耗氧率為20ml/(100g·min)，腦血流低于此值即可出現(xiàn)Lac，是急性腦梗死時(shí)腦組織缺血的敏感指標(biāo)，Lac峰升高的幅度反映了腦缺血的嚴(yán)重程度[12]。本研究資料部分超急性期腦梗死及絕大多數(shù)急性期腦梗死患者病灶中心區(qū)及病灶邊緣區(qū)出現(xiàn)高聳的乳酸雙峰，乳酸濃度顯著升高。Lac作為糖酵解的產(chǎn)物，病灶側(cè)檢測(cè)到高聳的Lac說明該區(qū)腦組織供血不足，組織細(xì)胞缺血缺氧及無氧糖酵解的發(fā)生。部分超急性期腦梗死及少數(shù)急性期腦梗死患者檢測(cè)不到Lac或Lac很低，可能是由于通過再灌注或神經(jīng)保護(hù)等措施挽救了部分可逆性組織，改善了局部缺血腦組織的有氧代謝，使無氧糖酵解減弱，細(xì)胞代謝得到恢復(fù)的原因。

Cho主要存在于細(xì)胞膜，是磷脂代謝的主要成分，與細(xì)胞膜的合成、連結(jié)有關(guān)，被認(rèn)為是細(xì)胞膜和鞘磷脂的標(biāo)志物，Cho下降代表細(xì)胞密度下降[6]。對(duì)于急性期腦梗死病灶區(qū)Cho的變化規(guī)律文獻(xiàn)報(bào)道并不一致，多數(shù)認(rèn)為Cho下降。本組資料顯示超急性期與急性期病灶側(cè)Cho以下降為主，提示腦梗死后病灶中心區(qū)及病灶邊緣區(qū)內(nèi)因缺血缺氧有較多的神經(jīng)細(xì)胞壞死、丟失，細(xì)胞密度顯著下降。Cr主要存在于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中，是腦細(xì)胞能量代謝的標(biāo)志物，為細(xì)胞內(nèi)的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)和能量緩沖系統(tǒng)，可在缺氧情況下提供能量，故Cr濃度變化[7]反映能量代謝的增減，Cr降低提示糖酵解增加、高能磷酸代謝減少。本研究資料顯示超急性期與急性期腦梗死后病灶側(cè)Cr較對(duì)側(cè)鏡像區(qū)顯著下降，且病灶中心區(qū)下降最多，但Cr的下降幅度低于NAA的下降幅度，可能是由于Cr存在于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中，而NAA只存在于神經(jīng)元中，相對(duì)于膠質(zhì)細(xì)胞來說，神經(jīng)元對(duì)缺血更敏感，神經(jīng)元死亡更明顯，所以Cr的下降幅度不及NAA的下降幅度。

多數(shù)研究認(rèn)為Cr在同一個(gè)體而不同代謝條件下均應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，多用于MRS研究的內(nèi)參照。而本研究結(jié)果顯示超急性期與急性期腦梗死患者病灶側(cè)Cho、Cr水平明顯低于對(duì)側(cè)鏡像區(qū)，提示Cr不完全適于做內(nèi)參照，只能在一定程度上反映代謝物濃度的變化，與相關(guān)文獻(xiàn)[8-10]報(bào)道一致。本研究資料中我們采用病灶側(cè)代謝物濃度與對(duì)側(cè)鏡像區(qū)代謝物濃度的比值作為代謝物的變化值，可以消除由于相對(duì)量比值中Cho、Cr不穩(wěn)定而出現(xiàn)結(jié)論錯(cuò)誤的可能，可以更精確地反映腦梗死后腦組織的病理生理改變，使研究結(jié)論更準(zhǔn)確。

本研究資料顯示超急性期腦梗死組與急性期腦梗死組比較，病灶側(cè)NAA下降幅度無明顯差異，可能是由于所有患者在接受常規(guī)內(nèi)科治療后短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行MRS掃描，細(xì)胞間隙內(nèi)的NAA不能及時(shí)清除、細(xì)胞碎屑中NAA的殘存及NAA在膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的重新分配等原因所致。超急性期腦梗死組病灶邊緣區(qū)Lac稍低于急性期腦梗死組，說明腦梗死早期治療挽救的主要是缺血半暗帶區(qū)的腦組織，且腦梗死患者越早治療，局部缺血腦組織的缺血缺氧改善情況越好，對(duì)患者的治療效果越有利。急性期腦梗死組病灶側(cè)Cho稍高于超急性期腦梗死組，可能是患者在進(jìn)行MRS掃描時(shí)急性期腦梗死發(fā)病病程相對(duì)較長，病灶中心區(qū)與病灶邊緣區(qū)已出現(xiàn)膠質(zhì)增生和病灶部分修復(fù)等原因。雖然本研究資料顯示超急性期腦梗死組病灶邊緣區(qū)Lac及病灶側(cè)Cho與急性期腦梗死組略有差異，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，特別是代表神經(jīng)元標(biāo)志的NAA超急性期腦梗死組與急性期腦梗死組間無明顯差異，這些均說明在腦梗死治療后短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的腦組織代謝物變化不宜于直接用來區(qū)別、比較及評(píng)價(jià)超急性期與急性期腦梗死患者腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞恢復(fù)狀況和能量代謝等情況，但可作為腦梗死臨床治療過程中的客觀檢測(cè)依據(jù)，

表3 腦梗死病灶中心區(qū)、邊緣區(qū)、周圍正常區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)各代謝物兩不同區(qū)域的比較

使臨床醫(yī)生依據(jù)臨床治療過程中的MRS分析數(shù)據(jù)及患者的神經(jīng)功能狀態(tài)為患者調(diào)整并制定個(gè)性化的臨床治療方案。

此外，本研究資料MRS的興趣區(qū)是根據(jù)DWI圖像選取的，病灶周圍正常區(qū)是選在其DWI圖像顯示的病灶范圍以外的區(qū)域，本研究資料顯示病灶周圍正常區(qū)NAA、Cho、Cr等代謝物水平降低，說明腦梗死病灶以外腦組織亦出現(xiàn)了低灌注且范圍相對(duì)較廣，說明在急性腦梗死的治療過程中，不僅要重視腦梗死灶中心區(qū)和缺血半暗帶區(qū)的治療，也不能忽視周圍正常腦組織代謝的改善。

多體素MRS的定量分析不僅能直接、準(zhǔn)確的反應(yīng)腦梗死病灶中心區(qū)與缺血半暗帶區(qū)代謝物濃度的變化，亦能準(zhǔn)確的檢測(cè)病灶周圍正常區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)代謝物濃度的變化，為腦梗死病理生理的研究提供幫助，也對(duì)腦梗死臨床治療的客觀檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

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(本文編輯：劉龍平)

The Application of Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging in Acute Cerebral Infarction*

SHANG Wen-wen, YIN Xin-dao, ZHOU Jun-shan,et al．, Department of Radiology, Nanjing Medical University (Nanjing First Hospital), Nanjing 210006, Jiangsu Province, China

ObjectiveTo investigate the application value of multivoxel proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) and variation of metabolite concentrations and its clinical significance in hyperacute and acute cerebral infarction．Methods23 cases of hyperacute cerebral infarction and 19 cases of acute cerebral infarction were selected for the study,underwent conventional magnetic resonance (MRI) and1H-MRS scans Then to compare the concentrations of Cr, Cho, NAA and other metabolites in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion and the contralateral area．Results①In the hyperacute cerebral infarction, the concentrations of Cr, Cho, NAA in the infraction center,the border region, the normal region around the lesion was significantly lower than the contralateral area (P＜0．05), Lac increase compared with the contralateral area． ②In the acute cerebral infarction, the concentrations of Cr, NAA in the infraction center, the border region, the normal region around the lesion was significantly lower than the contralateral area (P＜0．05), the concentrations of Cho in the infraction center and the border region was significantly lower than in the contralateral area (P＜0．05), Lac increase compared with the contralateral area． There was no significantly different in the regional metabolites between the hyperacute cerebral infarction and the acute cerebral infarction．ConclusionMultivoxel1H-MRS can directly, accurately and comprehensively display the metabolic changes of brain tissue in cerebral infarction side and contralateral area,it not only conducive to the study of the pathophysiological changes after cerebral infarction, but also to provide the evidence for clinical treatment of cerebral infarction．

Hyperacute Cerebral Infarction; Acute Cerebral Infarction; Magnetic Resonance Spectroscopy

R651.1+1

A

南京市衛(wèi)生青年人才培養(yǎng)工程(第一層次)，項(xiàng)目編號(hào)：QRX11035;南京市2015年度科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：201503021：

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.05.002

2017-03-31

殷信道