临床孤立综合征磁共振波谱的临床应用

赵红领 刘惠萍 高绚照 马连萍

临床孤立综合征(clinically isolated syndrome，CIS)是指首次因中枢神经系统炎性脱髓鞘事件而导致的一组临床综合征［1］。病灶特点表现为时间上的孤立［2］，且临床症状持续24 h以上。常规MRI对CIS主要用于对病灶的检出、分布和形态观察，而不能提供其病理生理变化的定量信息。1H-MRS作为一种无创性的检查方法，可以提供脑的代谢信息，而且在显示组织的生化特征方面优于常规MRI。由于代谢异常通常早于结构的变化，1H-MRS还可以检测到常规MRI不能显示的异常［3］。本研究采用高场强(3.0T)的1H-MRS技术，对我院6例确诊的CIS患者脑内病灶、病灶邻近或对侧表现正常脑白质(normal-appearing white matter，NAWM)的主要代谢产物进行定量分析，以探讨1H-MRS技术在CIS患者的临床应用价值。

1 方法

1.1 研究对象 收集2009年1月至2011年10月我院神经内科病区诊治的6例临床表现、实验室检查和影像学特点均符合2010年修订的中国多发性硬化诊断和治疗专家共识诊断标准［1］的CIS患者。在高磁场下(3.0T)均行常规 MRI、1H-MRS检查，其中男2例，女4例，年龄25～55岁，平均(43.3±12.7)岁，病程1～8 d，平均(5.0±2.6)d。根据 MRI表现将CIS患者分为病灶组和病灶邻近或对侧表现正常脑白质的NAWM组。另外，按年龄、性别及例数相匹配，选择经临床和影像学检查排除神经系统疾病的健康自愿者5名作为对照组，其中男2例，女3例，年龄22～56岁，平均(38.3±14.2)岁。对自愿者均施行了知情告知。

1.2 扫描方法 采用GE 3.0T MEDICAL SYSTEMS SIGNA EXCITE GEMS，使用正交头线圈，常规 MRI、1H-MRS检查。常规MRI扫描时行横断面、矢状面、冠状面T1WI、T2WI扫描。序列主要参数:T1WI TR 2735.0 ms，TE 8.4 ms;T2WI TR 4500 ms，TE 120.0 ms。层厚均为 6.0 mm，矩阵 512 × 512，2次信号采集。1H-MRS检查时均采用Probe-SV定位扫描，进行频谱测定，Probe-SV 扫描参数:TR=1500 ms，TE=35 ms，FOV=24 cm×24 cm，VOI=2×2×2 cm3，NEX=8;定位像为横轴位FRFSE序列，扫描参数为 TR=2300 ms，TE=105.2 ms;Flip Angle=0°;层厚 =5 mm;Spacing=0;NEX=2;Time=2.0 min。兴趣区定位于病灶区、病灶邻近或对侧表现正常的NAWM区(图 A、B)。对 CIS患者选取 9处病灶和 6处NAWM作为感兴趣区，对志愿者选取正常白质7处作为兴趣区，排除靠近脑脊液、骨骼等的病灶。同时采用化学位移选择饱和法进行水抑制。

1.3 图像采集与分析 观察CIS患者1H-MRS图像上的表现，1H-MRS中的主要代谢物峰的确定参考以下位置［3］:N-乙酰天门冬氨酸(NAA)2.02ppm;肌酸(Cr)3.02ppm;胆碱(Cho)3.22ppm;谷氨酰胺和谷氨酸(Glx)2.1～2.55ppm;肌醇(mI)3.56 ppm;脂质(Lip)0.8～1.3ppm;乳酸(Lac)1.33ppm。在代谢图上读取各代谢物峰下平均面积，代表代谢物浓度的半定量值，以 Cr为参照物，观察 Cho、mI、Glx、NAA、Lip、Lac 的变化。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0统计软件进行分析。对CIS病灶组、NAWM组和对照组的测量指标分别行两两比较，进行独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CIS的1H-MRS表现 CIS病灶、NAWM 组 NAA、Cr、Cho、mI峰均下降，Lac峰均升高，Lip峰变化均不明显(附图3、图4)。正常对照组表现为NAA峰高于Cho峰(图5)。

图3 示(如图1显示的)病灶区MRS图像

图4 示(如图2显示的)NAWM区MRS图像

图5 示正常白质MRS图像

2.2 主要代谢产物的定量分析 CIS患者病灶组、NAWM组和正常对照组NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr比值的比较见表1。

表1 CIS病灶组、NAWM组与对照组不同代谢物率之间的比较()

表1 CIS病灶组、NAWM组与对照组不同代谢物率之间的比较()

注:与对照组比较，aP＜0.01;与NAWM组比较，bP＜0.01

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr NAA/Cho CIS组 病灶 9 1.50±0.17a 1.09±0.14ab 0.52±0.13 1.40±0.28组别 兴趣区(个)ab NAWM 6 1.67±0.15a 0.93±0.02a 0.61±0.08 1.79±0.16a对照组1.82±0.08 0.83±0.11 0.56±0.08 2.10±0.25 7

3 讨论

3.11H-MRS的主要波峰及意义1H-MRS是目前唯一能在活体状态下反映脑组织化学物质及其代谢物含量变化的无创性成像方法。通过短回波，可更多地显示1H-MRS各个代谢产物波峰，NAA反映神经元损伤程度，Cho反映髓鞘崩解和膜磷脂释放，Cr与细胞代谢功能障碍有关，mI与胶质增生有关，Lac出现表示组织无氧代谢，Lip出现表明细胞释放脂质和组织坏死［4］。

3.21H-MRS在CIS病灶和NAWM区中的代谢异常和意义本研究表明，CIS病灶区、NAWM 内 NAA、NAA/Cr、NAA/Cho均明显降低，与正常对照白质区相比较有显著性差异，提示前二者均有神经元和轴索的损伤，但CIS病灶区和NAWM区之间的NAA、NAA/Cr却无差异，与国内李明智［5］报道相一致。Wattjes在高场强(3.0T)下的MRS研究发现，与对照组比较，多发性硬化 (multiple sclerosis，MS)组和 CIS组总NAA(total of NAA，tNAA)水平显著降低，而MS组NAWM平均肌醇水平和肌醇/肌酸比值升高，提示确诊型MS患者胶质细胞活动增强，在CIS阶段已有明显轴索损害迹象［6］。同样，Wattjes的相关高场强(3.0T)MRS前瞻性研究［7］也显示，转化为MS的CIS患者基线MRS的NAWM中tNAA水平显著降低，mI水平虽有升高但未达到统计学差异，Cho、Cr均未见明显改变，提示CIS组患者NAWM中反映轴索损害的tNAA是CIS向MS转化的一个高危性充分预测指标。

大量研究表明NAWM区并不是静止的。Vrenken等［8］的研究表明:在MS各种亚型NAWM区与对照组比较，总tNAA/tCr降低，但总tNAA无变化而是tCr增高，分别定量测定NAA和NAAG(2.04 ppm)，其中NAAG有轻度的增加，NAAG的增加推测是因胶质细胞的增加，是否与神经保护效应有关须作进一步的探讨。Siger等［9］研究了轻度MS患者NAWM区，结果认为虽然 NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr与对照组比较有差别，却没有统计意义。Tiberio［10］则通过2年跟踪随访早期MS患者，在疾病的早期虽然有神经元和轴索的损伤致NAWM区总tNAA降低，但治疗后可恢复到正常水平，可见NAWM区的研究结果目前差异较大，其真正的病理生理机制并不清楚。

本研究还显示CIS病灶区、NAWM内Cho/Cr均升高，与正常对照白质区相比有显著统计学意义，提示CIS病灶、NAWM均有明显髓鞘的脱失，表明二者均有急性脱髓鞘和炎症的存在。有关CIS NAWM内Cho/Cr水平的变化与国外文献报道不一致。Wattjes［7］认为 CIS患者 NAWM Cr、Cho均未见明显改变，故Cho/Cr变化不明显。同时，在本组资料中，CIS病灶区和NAWM区之间的Cho/Cr水平亦有显著差异，提示病灶区的髓鞘脱失更明显，未见国内外相关报道。另外CIS病灶、NAWM mI/Cr水平与正常对照白质区相比均无显著差异，提示CIS病灶、NAWM胶质增生不明显，与李明智［5］报道相一致，但Fernando等［11］认为NAA再生性能好，不能精确判断疾病的严重程度，存在于胶质细胞、反应胶质增生的肌醇(inositol，Ins)更有临床意义。他们研究了96例起病为CIS的NAWM区代谢情况，与对照组比较，所有患者Ins、Cr、Ins/Cr均升高，表明Ins升高对MS早期病变具有诊断价值，作者追踪了CIS患者14年后32/41进展为MS，且此类患者的Ins升高，但Ins升高与临床扩展障碍功能等级评分之间缺乏相关性。本研究中CIS病灶、NAWM mI/Cr水平无变化，可能与样本量偏小有关。

Lac的增加是炎性细胞代谢的结果，反映了脑室周围炎症，提示急性脱髓鞘。本组CIS病灶、NAWM的Lac峰均升高，尤以前者明显，同时发现二者的Lip峰则无明显变化，表明CIS病灶、NAWM组织存在明显的无氧代谢，而组织坏死不明显。由于在研究中未能在代谢图上读取Lac、Lip峰下平均面积，故未测定其浓度的半定量值，仅仅观察了其峰值的变化。

3.31H-MRS对CIS的临床价值 CIS时中枢神经系统发生炎症、脱髓鞘、轴索损伤等病理改变，在常规MRI上这些病变的信号并特异性，无法区分。由于NAA减少特异性地反映了CIS患者轴索的病变和神经元的损伤，Cho的增高反映了髓鞘的崩解、含有Cho的膜磷脂的释放及膜翻转的增多，所以1HMRS能很好地区分这些病理改变，并能提供特异性病理改变信息，这将有助于临床医师对CIS的病理有更多理解和认识，在选择治疗方案、疗效监测方面都有着非常重要的作用。

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