磁共振波谱成像在轻微型肝性脑病诊断中的应用

张铁成,郭丽丽,赵 明,杨雁萍,张肇慧,王阿樱,付 旷

(哈尔滨医科大学附属第二医院磁共振成像诊断科,黑龙江哈尔滨150086)

肝性脑病是由于肝硬化或其它严重肝脏疾病所致的神经心理异常的临床综合征。虽然对症状性肝性脑病(hepatic encephalopathy,HE)的临床诊断不难,但目前对于轻微型肝性脑病的诊断仍然缺乏金标准,推荐的神经心理学测试虽然被广泛地用于评价HE的出现,但其本身受多种因素的影响,如年龄、性别、教育程度等,其结果仍然缺乏敏感性[1]。磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是一种非创伤性的方法,用来探测脑内代谢物质的变化[2]。MRS主要观察的代谢产物包括:神经元的标记物N-乙酰天冬门氨酸(NAA,2.02 ppm);肌酸(Cr,3.02 ppm)、胆碱(Cho,3.2 ppm)、肌醇(mI,3.56 ppm)、谷氨酸谷氨酰胺复合物(Glx,2.31-3.80 ppm)。在这方面有独特的优势。本研究对MHE患者进行MRS检查,并与无MHE的肝硬化患者及正常对照组进行对比研究,以探讨3.0T场强磁共振MRS对MHE患者的诊断价值,为MHE的早期诊断提供更多信息。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

系我院2008年4月-2009年6月住院的53例肝硬化患者。所有患者均符合:无神经精神性疾病;近1周无发热史,无电解质及酸碱平衡紊乱;既往无肝性脑病病史;无幽闭恐怖症;排除乙醇性肝硬化及近1周内有饮酒史(长期饮酒可致乙醇性肝硬化,也可以引起酒精中毒性脑病,两者都可有MRS的异常),并经肝脏彩超、CT、MRI检查诊断为肝硬化,所有患者均行神经心理学检查,包括数字连接试验(NCT-A)、数字符号测试(digital symbol test,DST)[3]。以上心理学测试两者或其中之一有异常者即提示MHE,共25例,组成轻微型肝性脑病组(MHE组);神经心理学检查正常者28例,组成无轻微型肝性脑病的肝硬化组(无MHE组);正常对照组22例健康人,均无肝脏病史,近2个月内肝功能检查正常,经肝脏超声、CT或MRI检查未见肝脏异常,无神经系统及酒精性脑病病史,无糖尿病、高血压及药物滥用史,NCT-A和DST检查均正常,在试验中脑常规MR扫描,包括T1WI、T2WI扫描序列图像上均未显示异常信号。所有受试者对本次实验研究目的和方法均知情同意。

1.2 研究方法

根据《肝性脑病的定义、命名、诊断及定量》的建议,对MHE的诊断,至少应用以下神经心理学测试中的2项:数字连接试验A(NCT-A)、数字连接试验B(NCT-B)、数字符号试验(DST)及积木图[3]。此次采用文献中最常用的两种测试方法NCT-A及DST。

MRS检查用Achieva 3.0T MR机(荷兰飞利浦)行颅脑常规MRI扫描,包括横断面T2WI TSE及T1WI FFE序列、矢状面 T1WI FFE、冠状面 T1WI FFE,观察是否存在基底节区及其他部位异常并作为定位像。采用单体素氢质子波谱-激励回波采集(STEAM)序列,进行左侧基底节的1H-MRS扫描,TR/TE=2000/9.53 ms,翻转角90度,平均采集次数128次,扫描时间4分25秒,在VOI内进行匀场,使水峰的半高全宽小于8Hz,同时确定水的共振频率,将水的共振频率输入化学位移选择序列,然后通过改变序列中的脉冲激励角度以获得最佳的抑水效果,在此基础上用STEAM序列进行波谱数据的采集,体素大小为1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm。扫描完成以后,用机器自带的软件完成基线校准、信号平均、代谢物识别并计算各代谢物波峰曲线下的面积,计算出以肌酸(Cr)为参照的各代谢物曲线下面积的比值,即NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr和Glx/Cr。

1.3 统计学处理

利用独立样本t检验比较MHE组与无MHE组及正常对照组的神经心理学测试成绩。利用单因素方差分析比较MHE组、无肝性脑病的肝硬化组及正常对照组的各代谢物比值。使用SPSS13.0软件进行统计学处理,P＜0.05有统计学意义。

2 结果

MHE组的NCT-A与无MHE组和正常对照组比较,存在显著性差异;无MHE组和正常对照组的NCT-A比较无差异;MHE组的DST与无MHE组和正常对照组比较,存在显著性差异;无MHE组和正常对照组的DST比较无差异。通过以上结果提示MHE组患者存在明显的神经心理学障碍(见表1)。

表1 各组间神经心理学测试结果比较(s)

表1 各组间神经心理学测试结果比较(s)

注 *与对照组比较P＜0.05

组别 NCT-A DST MHE组 75.43±28.25* 28.65±7.35*无MHE组 43.25±12.32 50.37±9.67对照组 40.36±13.07 51.27±7.72

与正常对照组相比,MHE组左侧基底节区的代谢物Cho/Cr、mI/Cr比值降低、Glx/Cr比值升高,差异有显著性(P＜0.05);无MHE组mI/Cr比值降低,与正常对照组比较差异有显著性(P＜0.05);MHE组与无MHE组比较,Glx/Cr比值升高,Cho/Cr比值降低,差异有显著性(P＜0.05)(见表2)。

表2 MHE组、无MHE组与正常对照组左侧基底节代谢物水平比较(s)

表2 MHE组、无MHE组与正常对照组左侧基底节代谢物水平比较(s)

注:与对照组比较,*P＜0.05;MHE组与无MHE组比较,▲P＜0.05

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr Glx/Cr MHE组 1.77±0.120.62±0.13*0.46±0.07*1.213±0.13*无MHE组 1.98±0.111.01±0.06▲ 0.52±0.05*0.712±0.1▲对照组 2.01±0.060.92±0.070.72±0.03 0.696±0.09

3 讨论

本次研究结果显示与正常对照组相比,MHE组左侧基底节区mI/Cr及Cho/Cr降低,Glx/Cr升高,Glx峰反映了脑内氨的浓度。在脑内,氨在星形细胞内转化为谷氨酸盐及谷胺酰氨(Glx),星形细胞是中枢神经系统内唯一具有谷氨酰胺合成通路的细胞,由于高氨导致星形细胞谷氨酰胺积累,水从细胞外的液体间隙进入细胞内,导致星形细胞水肿,为代偿升高的细胞渗透压,mI、Cho进入细胞外间隙,导致星形细胞中mI、Cho浓度下降,这种内平衡调节的机制非常迅速,在口服氨基酸溶液4h后进行1HMRS检查即发现了mI/Cr降低,因此慢性HE的波谱表现为高渗透压所致,其特点为mI、Cho下降,Glx升高[4]。因Glx与NAA的波峰临近,在以往的研究中1.5T设备本身1H-MRS的分辨率较低,难以消除NAA与Glx的相互影响,利用3.0T设备采集1H-MRS数据解决了这种影响。本次研究与以往大多数研究结果一致,有症状的患者脑内代谢产物肌醇(mI)与胆碱复合物(Cho)明显降低,而无症状的患者代谢产物变化不明显。大多数研究显示NAA/Cr值与健康志愿者相比无变化,本研究与以往大多数研究结果一致,即在肝硬化患者不存在神经元损害[5]。

[1]杨 军,金可国,牛晓棠.轻微型肝性脑病的诊治研究进展[J].实用医药杂志,2007,24(3):364.

[2]Geissler A,Lock G,Fründ R,et al.Cerebral abnormalities inPatientswith cirrhosis detected by protonmagnetic resonance spectroscopy and magnetic resonance imaging[J].Hepatology,1997,25(1):48.

[3]Ferenci P,Lockwood A,Mullen K,et al.Hepatic encephalopathy definition,nomenclature,diagnosis,and quantification:final report of the working party at the 11th World Congresses of Gastroenterology,Vienna,1998[J].Hepatology,2002,35(3):716.

[4]Tarasow E,Panasiuk A,Siergiejczyk L,et al.MR and1HMR spectroscopy of the brain in patients with liver cirrhosis and early stages of hepatic encephalopathy[J].Hepato-Gastroenterology,2003,50(7):2149.

[5]Huda A,Guze BH,ThomasMA,et al.Clinical correlation of neuropsychological tests with1H magnetic resonance spectroscopy in hepatic encephalopathy[J].Psychosomatic medicine.1998,60(12):550.