磁共振波谱在亚低温治疗缺血性脑卒中的应用

武　阳，马　利，刘广忠

磁共振波谱在亚低温治疗缺血性脑卒中的应用

武阳，马利，刘广忠

摘要：亚低温与神经元损伤具有一定的相关性，对缺血性损伤具有保护作用；磁共振波谱(MRS)是唯一能够无创、客观反映脑内神经生化代谢情况的分析技术可以直接反映亚低温治疗缺血性卒中颅内代谢情况。

关键词：缺血性脑卒中；磁共振波谱；亚低温治疗

缺血性脑卒中是严重危害人类生命健康的疾病，病死率为10%，致残率达50%以上。近年来，亚低温与神经元损伤具有一定的相关性，对大脑半球及局灶性缺血性损伤具有保护作用。大量研究证明缺血的神经元损伤具有温度依赖性[1]，当颅内温度降至32℃～33℃时疗效特别显著，且无不良反应，死亡率下降。随着影像学的发展，磁共振波成像可进一步阐明此项变化的原因。

1技术及原理

磁共振波谱 (MRS) 是利用核磁共振基本成像原理及其化学位移和自旋耦合现象 (原子核自旋磁矩之间的相互作用)，在活体上无创伤地测定能量代谢和体内化合物的唯一一种检测技术。其通过不同的局部代谢产物表明病情在不同时期的代谢情况[2]。根据化学物质分为氢质子谱和磷质子谱，而对于急性缺血性卒中主要以氢质子谱作为研究，H-MRS 可以检测到 N-乙酰天门冬氨酸 (NAA)、 乳酸 (Lac)、 胆碱化合物(Cho)、 总肌酸 (Cr)等代谢物的信号，其中 NAA、 Lac、 Cho、 Cr是 4 种常见代谢物质，通常可采用绝对定量数值或用信号强度比值两种方法来反映其浓度变化。而Cr不同代谢条件下比较稳定，常被作为参照值来衡量其他代谢物的含量[3]。 通常以NAA完全位于神经元胞体和突触中 NAA含量直接反映神经元的密度及其活性，可以间接反映神经元丢失或机能受损。Lac在脑组织出现缺血缺氧时，其水平显著升高，MRS可以检测到特征性的双峰。Cho是胆碱卵磷脂和甘油磷酸胆碱等的前驱物质，它主要反映神经胶质的变化。故此项检查可作为评价亚低温治疗的一种手段。

1987年Busto等[4]研究表明，全身亚低温可具有脑保护作用后，随后进行的动物实验和临床研也证实亚低温干预急性缺血性脑卒中可能减轻“瀑布式”缺血级联反应，脑损伤后病理损害的程度，促进神经功能恢复[5，6]。亚低温技术治疗急性颅脑损伤和保护缺血脑细胞的动物实验研究报道。亚低温治疗有可能延缓或延迟急性脑梗死的病理损伤过程[7]，其主要机制是抑制急性缺血后的脑细胞坏死，且减少以凋亡为主要的迟发性神经元变性或死亡。其机制可分为：①降低脑细胞功能代谢：全身亚低温治疗可使血流动力学发生改变，使血流速度减缓，可减少ATP和葡萄糖的利用；②降低脑耗氧量：减少乳酸代谢，并减少钙离子内流，抑制镁离子水平下降，减少脑细胞内钙超载，减少神经元坏死和凋亡，促进细胞间信号传导；可部分缓解脑血管痉挛，提高脑血流量，以达到实施保护脑细胞，并促进神经功能恢复；③减少细胞毒性物质的释放：其主要减少白三烯、缓激肽，降低兴奋性神经递质释放，并减轻脑水肿；④保护血-脑脊液屏障：减轻脑血管源性脑水肿，减少自由基的产生，避免自由基堆积对脑细胞的损害作用。Colbourne等[8]研究发现，亚低温治疗在神经元存活数量方面的显著差异，为远期脑保护机制提供了形态学支持。亚低温治疗脑梗死具有减少脑细胞结构蛋白破坏，促进脑细胞结构和功能恢复，阻断脑缺血再灌注后的炎症级联反应，减轻缺血后脑梗死灶和脑水肿，促进神经功能恢复，显著改善脑缺血的远期神经功能[9，10]。亚低温治疗脑梗死患者的临床效果少见报道，并且无统一标准衡量其有效性。但大量结果表明，亚低温联合常规药物治疗可以显著提高患者的神经功能、运动功能和日常生活能力，对缺血性脑血管病具有较好的脑保护作用；而磁共振波谱出现使亚低温治疗急性脑梗死不同时间代谢情况的研究成为可能。

2MRS在亚低温治疗脑梗死中的应用

通过磁共振波谱对代谢物进行波谱扫描，可以了解颅内缺血的程度。急性缺血性脑卒中发生后，相应动脉走行区的生理、 生化及内环境发生变化，导致其不同代谢物的含量亦发生变化。 急性缺血后首先观察到的异常改变是Lac水平升高[11]。故Lac认为是梗死开始阶段最敏感的标记物，其升高反映了脑供氧不足。而NAA含量直接反映神经元的密度及其活性，其减少反映神经元丢失或机能受损Lac在脑梗死中的变化乳酸为糖酵解产物，化学位移位于1.33 ppm。正常脑组织内Lac水平很低，其含量不能为谱线显示。当急性缺血性卒中出现后脑组织处于缺血缺氧状态时，Lac水平显著升高，磁共振波谱可以检测到其特征性的双峰曲线。标志着脑组织局部血流灌注低，正常细胞内氧化呼吸抑制而糖酵解加强，是早期脑梗死的敏感指标[12]。同样对于亚低温治疗在3 d内可降低Lac峰值，表明亚低温干预在急性期内有可能延缓脑细胞代谢，可部分纠正高血糖、高乳酸血症，这与前人关于脑组织和脑脊液乳酸结果相一致[13，14]；也可认为其具有减轻缺血再灌注损伤[15，16]，减轻脑水肿，降低颅内压。但对于急性期后Lac峰值无统计学意义。这可能与患者颅内缺血再灌注有关。表明亚低温能更好地保护大脑皮质及深部脑组织。

NAA主要存在于神经元的胞体和轴突内，反映神经元和轴索的密度和功能状态[17]，能敏感地反映神经元的功能及残存神经元状态；其化学位移位于2.02 ppm。其波峰在波谱中最高[18]。据研究表明，脑梗死灶内NAA均进行性减少，但下降时间并不一致。对于不完全前循环梗死、后循环梗死患者，通过磁共振波谱研究表明，亚低温治疗能够延缓降低梗死区域NAA。对于完全前循环梗死，NAA值部分患者差异不明显，通过数字减影血管造影(DSA)证明这部分患者有丰富侧支循环代偿有关，无统计学意义；这与Beauchamp等的研究不同病例NAA下降程度不完全一样，在脑梗死各时期NAA下降幅度未见明显差异的结果相一致[19]。

3展望

亚低温治疗能够显著改善缺血性卒中患者的神经功能，可促进患者肢体运动功能的恢复。但过多研究只局限于量表的测定，而无明显颅内代谢情况判定。而MRS 是唯一能够无创、客观反映脑内神经生化代谢情况的分析技术，是一种人体组织代谢物质无创性检测技术，故可两者结合进一步评价患者颅内代谢情况，指导治疗。但需进一步多中心、大样本研究确定其可行性进展。

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(本文编辑王雅洁)

收稿日期：(2014-07-18)

通讯作者：刘广忠，E-mail：642531216@qq.com

中图分类号：R743R255

文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1672-1349.2015.13.011

文章编号：1672-1349(2015)13-1503-03

作者单位：延安大学附属医院( 延安 716000)，E-mail：642531216@qq.com