质子磁共振波谱分析对脑多发性硬化的诊断价值

质子磁共振波谱分析对脑多发性硬化的诊断价值

刘超1,李金城2,张孟超1,刘世成3,来颖1*

(1.吉林大学中日联谊医院 放射线科,吉林 长春130033;2.长春市儿童医院 放射线科,吉林 长春130051;

3.蛟河市中医院 外科,吉林 蛟河132500)

多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)是一种以多病灶性的中枢神经系统的白质炎症、轴索缺失、脱髓鞘、神经胶质增生，由遗传易感性和环境因素共同作用的最常见的中枢神经系统自身免疫性疾病[1]。病变通常累及双侧脑室周围的白质、脑干、小脑、脊髓和视神经，严重者甚至累及大脑皮层[1]。在临床诊疗中，以往多根据临床表现结合以实验室检查来诊断MS，如脑脊液检查，但迄今为止针对MS尚无特异性实验室检查指标[2]。

国际多发性硬化症的诊断小组在2000年7月重新制定了有关于MS的诊断标准，垫定了磁共振(MRI)检查结果做为诊断MS的重要位置[3]。2001年，McDonald将病灶空间传播和磁共振的病变蔓延的时间标准加入了重新修订后的标准。2005年，McDonald再次修订后的有关影像学的诊断标准包括：脊髓病灶的数目等同于颅内病灶及幕下病灶、将临床孤立综合征(CIS)发病后一个月内出现的新的T2病灶作为时间播散的标准之一[1]。通过对McDonald(2001)和McDonald(2005)分别进行比较发现，2005年版的标准的敏感性大幅度提高[1]，并同时保持很高的特异性[4]，确定MRI在MS的诊断中的重要地位。利用MRI所检测到MS的病变数量已经远远超越了临床诊断对MS病灶的定位。目前，MRI在MS的病理变化过程、疾病的诊断及治疗后的评价中扮演着极其重要的角色。

多发性硬化的常规MRI检查的敏感性可达96%[4]，高于头颅CT诊断MS的阳性率(36.1%)。然而常规的MRI扫描序列旨在检测病变的分布具体表现，主要研究人体器官和组织以及病理变化，但其在疾病的量化信息的病理和生理变化没有进一步的分析，对其生化和代谢变化的特点以及影像学表现的评估，仍然有很多限制，并影响对本病的诊断与治疗，这可能与常规MRI T2WI上的高信号缺乏病理上的特异性有主要关系。在常规的MRI扫描序列上，急性炎症、脑水肿、轴索损害、脑白质脱髓鞘、脑神经胶质增生均可表现为高信号。质子磁共振波谱分析(1H-MRS)是随着MRI发展起来的一门新技术，该项技术可以应用于活体组织生化学的改变、组织代谢的变化以及有关化合物的定量研究，并且是无创性的绿色检查方式[6，7]。利用小分子化合物及其组织代谢产物的定量研究，可以评价其病理改变的程度，从而获得

多发性硬化症的病理生理变化的生物化学本质信息[8]。因此，本综述在常规MRI扫描序列的基础上，结合质子磁共振波谱分析的优势，评价1H-MRS对MS的临床应用价值。

在许多疾病中，病理形态学的改变之前，代谢改变早已悄悄的发生了变化。1H-MRS检测的代谢变化的灵敏度非常高，到目前为止，是众多检查中唯一能对活体组织进行生化代谢定量以及定性分析的绿色检查方法，它可以使用活体内原子的核磁共振频率的微妙变化，测出在强磁场的作用下，由不同的化合物所产生的不同的化学位移的峰值，提供了这些组成物质的相关具体信息，从而对许多种化合物进行相对的定量以及定性的分析。通过检测出的化合物，以及代谢物的含量，1H-MRS可以对组织的新陈代谢的变化进行更加细微的分析。MS病理特征，包括胶质增生性轴索损伤，脱髓鞘、髓鞘再生以及炎症反应，常规的磁共振扫描序列是对这些病理改变无法区分的[9]。文献证明，MS的病灶不仅仅可以发生在大脑白质的髓鞘脱失及轴索损伤，在磁共振常规序列扫描时，表现为“未见明显异常”的白质(normal appearing white matter,NAWM)[10]及灰质均存在细微的病理代谢变化，而1H-MRS可以通过数据和图谱的形式明确的表达出这些病灶的定量代谢信息。

1H-MRS可以在常规的磁共振扫描序列的基础上检测出多种大脑的生化代谢产物和化合物以及神经递质的共振峰的浓度，从而依据这些生化代谢产物的含量对组织代谢物的改变进行分析。1H-MRS可以监测的生化代谢产物为：①N-乙酰天门冬氨酸(NAA)，是神经元、轴索密度和生存能力的标志，正常人的NAA/Cr都比较高，神经元和轴索密度损失的最佳指标是NAA波峰的降低，标志着神经元数目的缺少和破坏[2]。②肌酸(Cr)和磷酸肌酸(Pcr)，在人体的基本代谢过程中扮演者重要的角色，是细胞代谢的能量提供者，标志着脑细胞的能量以及髓鞘的崩解。因为他的峰值无较大的波动，通常与其他代谢物的信号强度相比较，从而对其他波峰与Cr的相对比值进行比较[11]。③肌醇(MI)，是神经胶质增生的标志，当其浓度升高时，标志着神经胶质的增生。④胆碱(Cho)，是组成细胞膜磷脂代谢的成分，是细胞膜合成和蜕变重要组成部分，是胶质的增生、细胞膜的代谢、炎症和脱髓鞘的标志[2]。⑤乳酸(Lac)，水溶性小分子，葡萄糖无氧酵解的最终产物，在正常的脑组织测不到，而MS在急性期Lac显著升高。在TE135ms为双峰型向下倒置的波峰，在TE270ms则波峰向上。在大脑的Lac升高时，标志着细胞内有氧呼吸的抑制作用，脑组织供血不足，糖酵解加强。Cho和Lac均与急性炎症的反应有关。⑥脂质(Lip)，是细胞坏死与髓鞘缺失的标志。NAA/(Cr+Cho)可用来判定单体素异常，神经元减少和胶质增生均可以使NAA/(Cr+Cho)值减低。因此，NAA/(Cr+Cho)在评价MS病理变化上是比较敏感的[12]。许多文献中证实NAA/(Cr+Cho)值两侧相差0.05就可以诊断为病变[13]。1H-MRS通过对脑组织代谢产物中质子的测定，加以定量定性的分析，从而评价病变的发展状况。

1H-MRS可以为MS的病理改变提供量化信息。在MRS上，MS的特征性表现为胆碱、乳酸、脂质、肌醇升高，N-乙酰天门冬氨酸下降。因为MRS能较早的显示MS患者局灶性的Cho、Lip，以及其他相关的大分子的变化的髓鞘，所以能较磁共振常规序列扫描提前几个月显示病灶。在MS的急性期，伴随着局部脑水肿的消退、神经轴索的再生和修复、髓鞘的再生以及纠正线粒体代谢紊乱，可以出现可逆性的NAA降低，几天至几个月后，NAA将返回到正常状态。如果以持续性NAA下降为主要特征得T1低信号病灶，在1H-MRS上，NAA峰完全恢复之前，就可以提示不可逆性轴索损伤。其他代谢物的变化在急性期同样会缩短，Cho、Lac、Lipid、MI等峰值可以在几天到几个月恢复正常，尤其是是Lip的动态变化一般不会持续超过6个月，有文献认为游离Lip的峰值可以对新的病灶的发生有预测作用[14]。胶质增生将体现在T1低信号病灶中出现的持续性的肌醇增高，疾病的严重程度也会得到更加客观的确诊。脱髓鞘对Lac含量较敏感，当磁共振常规扫描序列还未有明显的影像学表现时，1H-MRS就会表现出Lac的增加，从而为MS的早期诊断做出了贡献。

Juan He[15]等研究对MS患者的NAA、肌酸和胆碱的绝对含量进行了定量的测量，MS组与对照组相比，在T1上呈低信号病灶者明显低于等信号病灶者和对照组NAA的水平，由此我们认为是较严重的组织损伤。胆碱/肌酸值升高[16]，NAA/肌酸、NAA/胆碱值显著降低[17]。轴索的损害程度可以通过NAA/肌酸值表示，在治疗效果和MS 的预后[18]方面有很大的帮助。

在MS的临床诊断中，1H MRS是一种新的非侵袭性的方法，虽然，常规的MRI扫描序列已经对病变比较敏感，但对其化学特征的反映比较薄弱。从生物化学的角度来讲，1H-MRS加深了对MS的病理生理的认识，在临床研究上对MS的诊断提供了更加全面的信息。临床医生可以通过病灶病理变化以及生化代谢的特异性从而对MS有更多认知，从而可以更好的制定临床治疗方案以及后续对疗效的检测。目前，在MS的早期研究上，1H-MRS的应用还是相对薄弱的，可能与纳入患者标准的界定、1H-MRS在临床及影像学的应用以及病灶感兴趣区的划分有关。但随着相关医学病例的不断充实和1H MRS工作站的不断发展，必将在MS的临床研究中广泛应用，将在未来的临床应用及实践发展方面做出巨大的贡献，成为监测MS病情演变、评价疗效以及判断预后的有用工具。

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收稿日期：(2014-03-19)

文章编号：1007-4287(2015)04-0692-02

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