MR波谱在颞叶癫痫中的临床应用与研究价值

汤 易 综述，刘 影 审校

颞叶癫痫(mesial Temporal lobe epilepsy,mTLE)发病率约占人群的0.5%～1.0%。基于影像、病理及临床表现分为2种类型，即内侧颞叶硬化型(TLEMTS) 及无内侧颞叶硬化型(TLE-NO)。前者约占60%～70%，以海马萎缩和严重的神经元丢失为主要特征，可见异常MRI信号改变。后者则MRI表现正常，无或有轻度神经元丢失[1]。近年来研究表明颞叶癫痫不是一个统一的概念，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，疾病播散进程中可致对侧颞叶甚至是颞叶外广泛的结构、功能异常改变[2-3]。

1 磁共振波谱成像(MRS)测量参数及其意义

MRS成像有单体素和多体素两种成像方法。其中多体素覆盖范围大，多体素矩阵，体素小，周围组织所致影响小。而单体素采集时间短，空间定位较为准确且质谱图像较为清晰。MRS可无创性地测量氮-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho) 及肌酸(Cr) 的含量变化，提供脑代谢的一些重要的信息。NAA质谱峰位于2.0 ppm，该物质由线粒体产生，主要存在于神经元及前体细胞中，峰值降低提示神经元丢失或功能障碍。Cr和Cho峰分别出现在3.0、3.2 ppm，均由神经胶质细胞产生，含量升高提示胶质细胞增生。Cr在脑细胞中通过存储高能磷酸键起缓冲剂的作用，反映大脑代谢平衡的维持情况，同时参与了细胞膜与髓鞘的构成。因此NAA/(Cr+Cho)、NAA/Cr及NAA/Cho的下降可以作为反映病灶内神经元丧失或功能障碍、胶质细胞活化的指标。实际应用中大多数则以NAA/(Cr+Cho) 值作为参数来分析，以消除Cr和Cho峰部分融合导致的峰下面积测量不准确的影响。

2 颞叶癫痫的MRS表现

目前大多数MRS研究关注于TLE-MTS(内侧颞叶硬化型)，已有报道mTLE的感兴趣区NAA、 NAA/Cr、NAA/Cho及NAA/(Cr+Cho) 均降低，认为这些测量值的改变与局部的神经元减少合并胶质增生有关，可以很好地反映颞叶致痫灶存在，且1H-MRS结果同MRI、EEG及PET的发现有很好的相关性[4]。然而，Kuzniecky等[5]发现mTLE患者术后病侧海马标本的NAA/Cr值同海马角或者齿状回神经元-胶质比率无明显相关性，病灶切除术后海马区或颞叶术前减少的NAA值得到恢复。提示以前依据NAA减低所指示的致痫灶不完全准确。NAA的减低并不特异性地指向神经元丢失等病理改变区。同NAA减少较为一致地出现在大多数研究中不同，Cho、Cr的变化则更为复杂，甚至在不同的研究中出现矛盾的结果。Vermathen等[6]发现术前对侧正常的Cho、Cr值，术后增至高于对照组，反映术后脑组织非特异性、弥漫性胶质增生的结果。总之，NAA/(Cr+Cho)、NAA/Cr及NAA/Cho值并不直接反映mTLE组织的病理改变，它描述的是个更为复杂的脑病理生理过程，MRS测量值的变化可能反映的仅是癫痫活动所致的神经功能受损的情况[6-8]。

MRS还可利用短回波时间检测到其他一些潜在的重要神经化学物质，如氨基丁酸(GABA)、谷氨酸/谷氨酰胺、天冬氨酸及重要的神经调节物质乳酸等，这些测量物质的含量同癫痫的活动有密切的关系，有助于理解癫痫的活动的特点。有报道提示神经皮质性癫痫中细胞外氨基丁酸(ecGABA) 增高同较高的NAA/cr值相关，而mTLE中ecGABA增高同NAA/cr值的下降相关，且ecGABA量的增多、NAA/cr值的下降同胶质增生程度相关[9]。但精确地计算这些神经调节物质远较确定NAACr的水平困难。

在揭示mTLE病理生理方面，如海马硬化(hippocampal sclerosis,HS) 同mTLE的关系，前者是原因抑或是结果。Vermathen等[10]较早就在神经皮质性癫痫的MRS研究中发现双侧海马并没有代谢异常改变，说明在神经皮质性癫痫中反复的癫痫活动不一定导致HS，而在mTLE中发现只有对侧的MRS测量结果同一些如阵挛性频率临床数据相关，提示患者海马神经元细胞的丢失主要由最初的损伤决定。进一步说明HS同mTLE是个互为因果的关系，病理生理进程是由最初的损伤积累及后期反复发作、播散交织的复杂过程；还有不少学者试图分析MRS结果同癫痫的危险因素、持续时间及频率等临床数据之间的相关性，但就较早的报道[11]来看，MRS结果同上述诸多临床数据之间的相关性还未得到一致肯定。其中杨华等[12]的研究发现NAA值和发作间期痫样放电频率呈明显负相关，而Cr水平与癫痫发作症状呈明显正相关。但MRS测量结果同上述诸多临床数据之间的相关性研究，还有待进一步深入探讨。

3 MRS对致痫灶的定位

MRI高敏感诊断TLE-MTS，并提供定量测量海马体积(HCV)、T2弛豫时间(HT2) 的手段，尽管如此经HCV、HT2分析后仍有20%患者MRI表现为阴性[13-14]。MRS通过无创地测量代谢标志物检测细微的代谢异常应用于癫痫灶的定侧与定位中。另外在颞叶癫痫患者中海马外存在的广泛代谢异常区，同正电子发射计算机体层成像(PET)、脑磁图(MEG) 研究的结果一致表明异常区域范围上大于致痫灶，且大部分NAA减低区出现在MRI表现为正常的区域中。以上发现受到很大的关注，似乎MRS使得定侧更为可能或可为MRI提供额外定侧信息。事实上，研究的结果却不尽一致。其中的一些MRS研究中取得较为理想的定侧率[15-19]。然而Lee等[20]研究中发现由MRS获得mTLE正确定侧率为65.5%，但在神经皮质性癫痫中仅获得48.8%的准确定侧率。Susanne等[3]的研究也提示TLE-MTS中NAA/(Cho+Cr) 减少存在双侧颞前叶分布，而在TLE-NO(无内侧颞叶硬化型) 中NAA/(Cho+Cr)减少的分布不易确认，NAA/(Cho+Cr) 减少的分布存在很大的个体间变异，既不集中也不均质，不能为MRI提供额外的定侧信息。

4 MRS对术后癫痫症状控制情况的预测

大多数研究结果表明，mTLE患者对侧NAA/Cho、NAA/Cr比率同手术结果有显著的相关性，即对侧NAA/Cho、NAA/Cr的减低同较差的术后结果显著相关[21-22]。但Suhy等[23]的研究中术后症状未得到缓解组(NSF) 对侧NAA/(Cho+Cr) 值低于症状获得缓解组(SF) 组对侧值，而在神经皮质癫痫中NAA/Cho、NAA/Cr值同术后结果无明显相关性。事实上，部分患侧及对侧值的异常可能由于最初和反复发作引起的播散性损伤所致，对侧值的异常或许仅仅反映癫痫发作的影响，并不表明致痫灶的存在，因此对侧或双侧值的异常不能排除一个较好的术后结果[6,23]。在讨论对侧值的异常变化对术后癫痫症状控制情况的影响中，Zubler等[24]的研究提示癫痫发作起源的侧别可能是其中的因素之一，结合临床一些变量综合考虑，似乎右侧颞叶癫痫更多的影响到双侧的功能代谢异常。

总之，MRS通过揭示脑组织代谢改变，提供一种无创诊断、研究颞叶癫痫的手段。虽然做了很多的工作，就目前而言，由于癫痫异常复杂的病理生理机制，在很多问题上没取得一致或明确的结论。在揭示出病灶外广泛的代谢异常区后，由于大部分研究并没涉及到具体的癫痫类型，因而在探讨其代谢异常的播散有无固定的模式方面还需进一步的研究。就MRS对mTLE的定侧、定位及预后的价值而言，大多数MRS测量结果同MRI结合可以提高典型的TLE-MTS定侧、定位的敏感性及准确性。但其他癫痫类型病例，MRS表现出来的异常值及其双侧代谢非对称系数等指标的辅助定侧、术后预测的意义尚未得到肯定。

[References]

[1]Bernhardt BC,Worsley KJ,Besson P,et al. Mapping limbic network organization in temporal lobe epilepsy using morphometric correlations insights on the relation between mesiotemporal connectivity and cortical atrophy.Neuroimage,2008,42(2):515-524.

[2]Shih JJ,Weisend MP,Sanders JA, et al.Magnetoencephalographic and magnetic resonance spectroscopy evidence of regional functional abnormality in mesial temporal lobe epilepsy.Brain Topogr,2011,23(4):368-374

[3]Susanne G,Mueller SG,Ebel A,Barakos J,et al.Widespread extrahippocampal NAA/(Cr+Cho)abnormalities in TLE with and without mesial temporal sclerosis.J Neurol,2011,258(4):603-612.

[4]Hajek M,Dezortova M,Liscak R,et al.1H MR spectroscopy of mesial temporal lobe epilepsies treated with gamma knife.Eur Radiol,2003,13(5):994-1000.

[5]Kuzniecky R,Palmer C,Hugg J,et al.Magnetic resonance spectroscopic imaging in temporal lobe epilepsy:neuronal dysfunction or cell loss.Arch Neurol,2001,58(2):2048-2053.

[6]Vermathen P,Ende G,Laxer KD,et al.Temporal lobectomy for epilepsy:recovery of the contralateral hippocampus measured by 1H MRS.Neurology,2002,59(4):633-636.

[7]Hajek M,Krsek P,Dezortova M,et al.1H MR spectroscopy in histopathological subgroups of mesial temporal lobe epilepsy.Eur Radiol,2009,19(2):400-408.

[8]Cohen-Gadol AA,Pan JW,Kim JH,et al.Mesial temporal lobe epilepsy:a proton magnetic resonance spectroscopy study and a histopathological analysis.J Neurosurg,2004,101(4):613-620.

[9]Pan JW,Cavus I,Kim J,et al.Hippocampal extracellular GABA correlates with metabolism in human epilepsy.Metab Brain Dis,2008,23(4):457-468.

[10]Vermathen P,Ende G,Laxer KD,et al,Hippocampal N-acetylaspartate in neocortical epilepsy and mesial temporal lobe epilepsy.Ann Neurol,1997,42(2):194-199.

[11]Hammen T,Schwarz M,Doelken M,et al.1H-MR spectroscopy indicates severity markers in temporal lobe epilepsy:correlations between metabolic alterations,seizures,and epileptic discharges in EEG.Epilepsia,2007,48(2):263-269.

[12]Yang H,Chen L,Wang WX,et a1.Correlative study of H-MRS and clinical seizures in patients with temporal lobe epilepsy.Radiol Practice,2010,25(7):730-732.杨华,陈林,王文献,等.磁共振波谱与颞叶癫痫痫样放电的相关性研究.放射学实践,2010,25(7):730-732.

[13]He HJ,Feng XY,Shen TZ,et al.MRI hippocampal volumetry in temporal,extratemporal and idiopathic generalized epilepsy.Chin Comput Med Imag,2008,14(3):185-189.何慧瑾,冯晓源,沈天真,等.应用MRI海马体积测量评价颞叶癫痫、局灶性颞叶外癫痫和原发性癫痫大发作.中国医学计算机成像杂志,2008,14(3):185-189.

[14]Fang C,Wang EZ,Bao Q,et al.Measurement of hippocampal T2 relaxation time on MRI in idiopathic temporal lobe epilepsy.J Chin Clin Med Imaging,2009,20(4):229-231.方春,王尔祯,包强,等.特发性颞叶癫痫的MRI海马T2弛豫时间测量.中国临床医学影像杂志,2009,20(4):229-231.

[15]Capizzano AA,Vermathen P,Laxer KD,et al.Multisection proton MR spectroscopy for mesial temporal lobe epilepsy.Am J Neuroradiol,2002,23(8):1359-1368.

[16]Zhang LH,Yang N,LU JJ,et al.Analysis of1H-M RS changes in temporal lobe epilepsy.J Chin Clin Med Imaging,2008,l9(4):243-246.张立华,杨宁,陆菁菁,等.颞叶癫痫lH-MRS变化分析.中国临床医学影像杂志,2008,l9(4):243-246.

[17]Hammen T,Hildebrandt M,Stadlbauer A,et al.Noninvasive detection of hippocampal sclerosis:correlation between etabolite alterations detected by (1)H-MRS and neuropathology.NMR Biomed,2008,21(6):545-552.

[18]Yan YX,Liang CH,Huang B,et al.MRI and magenetic resonance spectroscopy study of hippocampai sclerosis.Radiol Practice,2008,23(1):17-19.颜有霞,梁长虹,黄飚,等.海马硬化的MRI及H-MRS研究.放射学实践,2008,23(1):17-19.

[19]Capizzano AA,Vermathen P,Laxer KD,et al.Multisection proton mr spectroscopy for mesial temporal lobe epilepsy.AJNR Am J Neuroradiol,2002,23(8):1359-1368.

[20]Lee SK,Kim DW,Kim KK,et al.Effect of seizure on hippocampus in mesial temporal lobe epilepsy and neocortical epilepsy:an MRS study.Neuroradiology,2005,47(12):916-923.

[21]Li LM,Cendes F,Antel SB,et al.Prognostic value of proton magnetic resonance spectroscopic imaging for surgical outcome in patients with intractable temporal lobe epilepsy and bilateral hippocampal atrophy.Ann Neurol,2000,47(2):195-200.

[22]Antel SB,Li LM,Cendes F,et al.Predicting surgical outcomein temporal lobe epilepsy patients using MRI and MRSI.Neurology,2002,58(10):1505-1512.

[23]Suhy J,Laxer KD,Capizzano AA,et al.1H MRSI predicts surgical outcome in MRI-negative temporal lobe epilepsy.Neurology,2002,58(5):821-823.

[24]Zubler F,Seeck M,Landis T,et al.Contralateral medial temporal lobe damage in right but not left emporal lobe epilepsy:a 1H magnetic resonance spectroscopy study.J Neurol Neurosurg Psychiatry,2003,74(9):1240-1244.