1H-MRS在颞叶癫痫中的定位诊断研究

高才良，杨染，曾文兵，汪明全

(重庆三峡中心医院放射科，重庆 万州　404100)



1H-MRS在颞叶癫痫中的定位诊断研究

高才良，杨染，曾文兵，汪明全

(重庆三峡中心医院放射科，重庆 万州404100)

【摘要】目的：结合临床病史、长程视频脑电图及MRI所见，探讨氢质子磁共振波谱(1H-MRS)在颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy, TLE)定位诊断中的应用价值。方法：分析经临床确诊的49例TLE患者和21例健康志愿者的头颅常规MRI平扫和海马1H-MRS图像资料。通过NAA、Cr和Cho的峰下面积来计算TLE患侧组、对侧组及对照组的NAA/(Cr+Cho)比值，作组间差异性比较。以对照组的NAA/(Cr+Cho)均值作为标准，判断1H-MRS在TLE定位诊断中的应用价值。结果：头颅常规MRI检出的11例TLE患者病变侧与临床诊断相一致，阳性率为22.4%。TLE患侧组、对侧组及对照组的NAA/(Cr+Cho)分别为0.42±0.08、0.55±0.08、0.74±0.11，多组间比较及组间两两比较的差异性均具有统计学意义(P<0.05)。病例组中仅2例单侧的NAA/(Cr+Cho)小于对照组的均值，其余47例双侧的NAA/(Cr+Cho)均小于对照组的均值。其中1H-MRS提示病例组中左侧异常者25例，右侧异常者19例，不能定位者5例，阳性率为89.8%。其中，7例患者与临床的诊断不相符，把不能定位者和不相符者均当作不相符，符合率为75.5%。另外常规MRI提示异常的11例患者在1H-MRS上也发现了异常，且两者的定位结果相一致。结论：1H-MRS在TLE的定位诊断中具有较高的符合率及阳性率，应用价值值得肯定。

【关键词】氢质子磁共振波谱；磁共振成像；颞叶癫痫；海马硬化

颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy, TLE)是临床上最常见的癫痫类型，其中约有70%～80%的患者和海马硬化(hippocampal sclerosis，HS)有关联，通过手术来切除引起癫痫的致痫灶具有良好的效果[1]，但手术成功的关键是术前准确定位的致痫灶，进而对其行完整的切除。所以术前准确定位非常重要。MRI作为一种没有任何创伤的检查方法，具有良好的软组织分辨率，可以显示出海马的解剖结构及信号的变化，被认为是准确定位致痫灶较好的检查方法。1H-MRS可以检测出许多重要化合物的浓度，根据这些代谢物含量的多少，可以分析组织代谢的改变，成为近年来应用于癫痫研究的新方法。本文通过分析49例TLE患者和21例健康志愿者的头颅常规MRI平扫和海马1H-MRS图像资料，探讨1H-MRS对TLE定位诊断中的应用价值。

1资料与方法

1.1　研究对象

1.1.1病例组(即TLE患者)的纳入及排除标准选择2010年3月至2013年12月期间我院就诊，结合临床病史及长程视频脑电图(日本光电长程视频脑电图仪，NIHON KOHDEN)特点，根据癫痫和癫痫综合征国际分类法(国际防治癫痫联盟，1989)明确诊断为TLE的49例患者作为研究对象(不含双颞叶起源者)。所有患者均于发作间隙期行常规MRI及1H-MRS检查。选择均符合以下条件的病例的图像资料进行回顾性分析：(1)头颅常规MRI检查未发现肿瘤、脑血管畸形等病变引起的症状性癫痫患者；(2)海马1H-MRS检查后自动生成的波谱基线稳定的患者。

1.1.2对照组(即健康志愿者)的纳入标准及排除标准随机选取21例来我院行健康体检的志愿者，取得其本人或其监护人同意，经健康体检明确诊断为无明确疾病史，并在头颅常规MRI上未发现明确病变，行海马1H-MRS检查自动生成的波谱基线稳定(头颅常规MRI发现异常者或1H-MRS波谱基线失稳者均自动放弃采集)，在性别及年龄上大致与TLE患者相近的健康志愿者作为对照组。

1.1.3一般资料病例组共选取出符合以上标准的TLE患者49例，其中男性30例，女性19例，年龄10~71岁，平均年龄(28.9±16.9)岁，平均病程15年。临床定位定侧主要通过结合临床病史和长程视频脑电图特点，其中左颞或左颞为著者28例，年龄10~71岁，平均年龄(32.3±19.3)岁，平均病程15年；右颞或右颞为著者21例，年龄12~60岁，平均年龄(24.5±12.0)岁，平均病程13年。对照组21例志愿者，年龄16~56岁，平均年龄(30.2±11.2)岁，其中男性14例，女性7例。

1.2　检查方法

采用西门子公司Verio型3.0 T超导磁共振扫描仪，使用12通道头部正交线圈，以海绵垫固定患者头部，双耳内塞入棉球以减少声音刺激。先行头颅常规MRI轴位T1WI、T2WI、FLAIR扫描。再行3D-T1WI序列全脑薄层扫描，参数：TR=1 900 ms，TE=2.48 ms，FOV:250 mm×250 mm，层厚1 mm，层间距0.5 mm，翻转角度9°，行MPR重组，在所得的三平面图像上行海马实质定位，行波谱采集。在定位时尽量避免邻近颅底骨质、大血管及脑脊液的干扰。采用单体素自旋回波波谱序列(PRESS)，TR/TE=2 000/135 ms，翻转角度90°，激励次数128次，带宽1 200 Hz，体素大小=30 mm×15 mm×12 mm，体素长轴平行于海马长轴放置，在各方向施加预饱和带，预扫描进行局部手动匀场，匀场达到半高全宽(FWHM)<10 Hz。图像处理：所得1H-MRS原始数据由磁共振扫描仪自带软件自动完成N-乙酰天门冬氨酸(N-aceyd aspartate, NAA)、肌酸类(creatine, Cr)和胆碱类化合物(choline, Cho)等代谢物的化学频移位置及波峰曲线下的面积计算。

1.3　图像处理方法

头颅常规MRI图像分析：由两位有较丰富神经影像学诊断经验的放射科医师行MR图像分析和评价，观察内容及评价标准主要包括：(1)两侧海马的大小、形态是否对称；(2)两侧海马的常规序列信号是否均匀一致；(3)双侧脑室的颞角是否对称。若满足上述诊断标准的两条及以上者即可对TLE进行定位。

1H-MRS图像分析：首先记录1H-MRS波谱图像上化合物NAA、Cr和Cho波峰曲线下的面积积分，再计算出NAA/(Cr+Cho)比值。定侧以对照组NAA/(Cr+Cho)的均值作为标准，符合以下两种情况之一者即可定侧。(1)单侧出现异常，即一侧低于下限者，则此侧为致痫侧；(2)双侧均出现异常，但两侧显著的不对称，则计算出两侧的差值，若差值大于一个标准差，则更低侧为致痫侧；若差值小于一个标准差则不能定侧。

1.4　统计学分析

2结果

2.1　头颅常规MRI图像分析

通过对常规MRI图像分析发现，病例组中有11例TLE患者的双侧海马不对称，主要表现为双侧海马体积不对称，一侧较对侧细小，较小侧的海马在T2WI相上信号不同程度的增高，或邻近的侧脑室颞角扩大(图1A、图1B)。因此将其诊断为海马硬化，提示为TLE患者的病变侧。这与临床通过结合病史及长程视频脑电图检查作出的诊断相一致，阳性率为22.4%。对照组MRI图像未发现异常。

2.2　病例组与对照组的NAA/(Cr+Cho)比值对比

病例组患侧组的NAA/(Cr+Cho)均值为(0.42±0.08)，对侧组的NAA/(Cr+Cho)均值为(0.55±0.08)。对照组双侧的NAA/(Cr+Cho)均值为(0.74±0.11)。方差齐同(F=1.70，P=0.19)。病例组患侧组的NAA/(Cr+Cho)低于对侧组及对照组，病例组对侧组的NAA/(Cr+Cho)低于对照组、高于患侧组，对照组的NAA/(Cr+Cho)高于病例组患侧及对侧，多组间比较差异具有统计学意义(F=115.64，P=0.00)，两两比较组间差异均具有统计学意义(P<0.05)，见图1C、图1D和表1。

图1　患者的长程视频脑电图形、头颅常规MRI-T2WI图像和单体素1H-MRS图像

表1　病例组患侧、对侧及对照组的NAA/(Cho+Cr)比值对比

患者，女，50岁，2年来多次间断性发作性四肢强直、呼之不应，再发5 d入院。A.清醒状态下长程视频脑电图提示：右蝶骨、前、下颞区高波幅棘慢波综合；B.头颅常规MRI-T2WI示，双侧海马体积不对称，右侧较对侧细小，且右侧海马信号稍增高；C、D. 单体素1H-MRS示：右侧海马MRS波谱上NAA波峰降低，Cr和Cho波峰增高，NAA/(Cho+Cr)比值为0.52，低于对侧(左侧为0.78)，提示右侧海马硬化。

2.3　1H-MRS波谱定位结果

通过与对照组的NAA/(Cr+Cho)均值比较，病例组中仅2例单侧的NAA/(Cr+Cho)小于对照组的均值，其余47例双侧的NAA/(Cr+Cho)均小于对照组的均值。另外结合前面的1H-MRS定侧标准分析发现，提示左侧异常者25例，右侧异常者19例，不能定位者5例，阳性率为89.8%。其中7例与临床定位定侧的不相符，将不能定位者及不相符者均计为不相符，符合率为75.5%。另外常规MRI提示异常的11例患者在1H-MRS上也发现了异常，且两者的定侧结果相一致。

3讨论

TLE是临床上最常见的癫痫类型，属于局灶性癫痫的类型之一。其发生的主要病理学基础是神经元丢失的同时伴随有胶质增生所导致的海马硬化。1H-MRS可以通过反应神经元功能的变化来提供癫痫起源及发作的相关信息，尤其对内侧TLE可以通过海马代谢物波谱的变化提供定侧诊断的相关信息[2]。本文通过观察分析头颅常规MRI和海马单体素1H-MRS，探讨1H-MRS对TLE定位诊断中的应用价值。

3.1　1H-MRS中与癫痫有关的主要几种代谢物及其意义

1H-MRS可以无创地检测活体内局部脑组织在神经生物学上起重要作用的几种代谢物浓度，其中与癫痫生化改变密切相关的物质主要有N-乙酰天门冬氨酸(N-aceyd aspartate, NAA)、肌酸类(creatine,Cr)和胆碱类化合物(choline,Cho)。

NAA是1H-MRS谱线上最主要的波峰之一，位于谱线2.0 ppm处，是由线粒体生成，几乎完全存在于神经元的胞体和突触内，是神经元活性及密度的标志，含量变化能够代表神经元的数量和功能状态，其浓度降低表明神经元细胞的机能受损或丢失[3]。Doelken等[4]应用1H-MRS对TLE进行的定量 NAA研究表明，无论MRI普通表现为阳性还是阴性，其致痫灶同侧海马NAA均较正常对照组显著降低。Cho和Cr亦是1H-MRS谱线上主要的波峰之一，分别位于谱线的3.2 ppm和3.0 ppm处，其中Cho属于胆碱/磷酸胆碱类，而Cr属于肌酸/磷酸肌酸类。Cho是细胞膜的一种成分，其改变反映出细胞膜状态的改变。Cr是以一种能量代谢中高能磷酸键的缓冲储备物，其改变反映能量代谢状态的变化。Cho和Cr在神经元、神经胶质细胞内均被发现，而胶质细胞内的Cho和Cr含量远远高于神经元。故Cho和Cr的升高可作为提示神经胶质细胞增生的重要指标。

3.2　NAA/(Cr+Cho)在TLE定位中的应用价值

癫痫的典型1H-MRS表现为NAA减少，Cho、Cr的增加，这与其主要病理基础是神经元丢失和胶质增生所致的内侧海马硬化有关。但实际操作中Cr和Cho的峰值相邻很近，时常无法完全分开；且由于各自测量的方法不相同，使得测量出的数值也存在一定的差异性。这给测量Cr和Cho的值带来了困难。因此，目前相关科研工作者们一般用代谢物的信号强度比值来对比研究，如NAA/Cr、NAA/(Cr+Cho)等。近来，Obata等[5]发现，NAA/(Cr+Cho)比值降低是反映神经元改变的理想指标。因此，NAA/ (Cr+Cho )比值被认为是评价TLE病理改变的一个重要且敏感的指标。本研究通过对病例组患侧、对侧及对照组的NAA/(Cr+Cho)对比发现：病例组患侧的NAA/(Cr+Cho)低于对侧及对照组；病例组对侧的NAA/(Cr+Cho)低于对照组，高于患侧；对照组的NAA/(Cr+Cho)高于病例组患侧及对侧。多组间比较差异具有统计学意义(F=115.64，P=0.00)，两两对比组间差异具有统计学意义(P<0.05)。这与国内王志群等[6]对一组经病理证实的海马硬化的TLE患者进行的1H-MRS研究结果相一致，即患侧海马的NAA/ (Cr+Cho )值低于正常对照组，反映了神经元丢失和胶质增生的共同结果。至于病例组对侧的NAA/(Cr+Cho)低于对照组、高于患侧，以及以对照组的NAA/(Cr+Cho)均值为定侧标准，病例组中仅有2例单侧的NAA/(Cr+Cho)小于对照组的均值，其余47例双侧的NAA/(Cr+Cho)均小于对照组的均值。笔者认为这与近年来研究表明的TLE不在是一个统一的概念有关，即在海马及其邻近结构中存在不同程度的神经元丢失及反应性胶质增生，疾病在播散进程中可致对侧颞叶甚至是颞叶以外广泛的结构、功能异常改变[7-8]。

本研究以对照组海马1H-MRS的NAA/(Cr+Cho)均值作为诊断TLE患者异常的定侧标准，结果病例组49例TLE患者中37例与临床诊断的结果相一致，符合率为75.5%。另外病例组49例TLE患者中44例得到了定位，阳性率为89.8%。本组数据的定位定侧符合率为75.5%，稍高于国外Lee等[9]报道的65.5%，低于国内刘克等[10]报道的86.6%，与国内王亮等[11]报道的76.9%相接近。本研究中1H-MRS诊断TLE的阳性率为89.8%，明显高于常规MRI的阳性率(22.4%)，但是常规MRI提示异常的11例患者在1H-MRS上也发现了异常，且两者的定侧结果相一致。这可能与以下原因有关，轻度的海马硬化在形态学上不易被发现[12]，海马神经元缺失后胶质细胞增生、充填，使海体积变化不明显[13]，而1H-MRS可以探测脑内代谢产物的异常，只要存在神经元丢失或胶质增生的病理代谢改变，即使是早期或轻度的病变，便可以引起1H-MRS 上NAA、Cr、Cho的变化，从而引起NAA/(Cr+Cho)比值的改变。

综上所述，1H-MRS在TLE的定位诊断中具有较高的符合率及阳性率。1H-MRS在TLE致痫灶定位中的应用价值得到肯定[14]。相信随着1H-MRS研究的深入及推广应用，必将给TLE的病因研究、临床诊断及治疗带来更为深远的影响及效益。

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(学术编辑：董国礼)

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Application value of1H-MRS in location diagnosis of temporal lobe epilepsy

GAO Cai-liang，YANG Ran，ZENG Wen-Bing，WANG Ming-quan

(DepartmentofRadiology,WanzhouThreeGorgesCentralHospital,Wanzhou404100,Chongqing,China)

【Abstract】Objective：To evaluate the application value of proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) with combination of clinical history, long-term video electroencephalogram and magnetic Resonance Imaging (MRI) in the localization diagnosis of temporal lobe epilepsy (TLE) .Methods：Analyze 49 cases clinically diagnosed TLE patients’ and 21 healthy volunteers’ head conventional MRI scan and hippocampus1H-MRS image data. Through metabolites of NAA, Cr and Cho area under the peak computing the NAA / (Cr + Cho) of the ipsilateral group of TLE, the contra-lateral subgroup of TLE and the control group.Then compare the difference between the groups.The mean NAA / (Cr + Cho) of the control group as the standard,determine the1H-MRS application value in the diagnosis of TLE.Results：The lesion side of the 11 TLE patients detected by head conventional MRI was consistent with the clinical diagnosis, the positive rate was 22.4%. NAA / (Cr + Cho) of the ipsilateral group of TLE, the contra-lateral subgroup of TLE and the control group was 0.42±0.08, 0.55±0.08, 0.74±0.11 respectively, and the differences comparison among groups and between the two groups were statistically significant (P<0.05).Only two cases unilateral NAA / (Cr + Cho) of patients group were less than the mean of the control group, and the remaining 47 cases bilateral NAA / (Cr + Cho) were less than the mean of the control group. 25 cases showed the left side abnormal, 19 cases the right side abnormal and 5 cases can not be located prompted by1H-MRS in the patients group, the positive rate was 89.8%.There were 7 cases which did not match with the clinical diagnosis. The case unable to locate and not matching with the clinical diagnosis were counted as not match, and the rate was 75.5%. There are 11 cases the conventional MRI and1H-MRS suggestive of abnormal, and the positioning results of the two were consistent.Conclusion：1H-MRS has a high coincidence rate and positive rate in the localization diagnosis of temporal lobe epilepsy.The application value of1H-MRS in the localization of TLE epileptic foci should be affirmed.

【Key words】1H-MRS;MRI;Temporal lobe epilepsy;Hippocampal sclerosis

通讯作者：韩灵敏，E-mail:hanlingmin@163.com

作者简介：于晓丽(1975-)，女，山东青岛人，硕士，副主任医师，主要从事肿瘤内科综合治疗。

收稿日期：

基金项目：青岛市科技局资助项目(2006-30)2015-01-23

doi：10.3969/j.issn.1005-3697.2015.06.13

【中图分类号】

【文章编号】1005-3697(2015)06-0785-05R742.1

【文献标志码】A