单侧颞叶癫病人双侧基底节区多体素MRS研究

刘　兰　刘　筠　许　亮

刘兰1，2刘筠2许亮2

目的采用多体素MRS探讨单侧颞叶癫（TLE）病人双侧基底节区代谢物改变。方法选取根据临床发作症状和脑电图综合诊断的左侧TLE病人10例，右侧TLE病人10例，正常志愿者10例纳入研究。所有TLE病人均进行利物浦性发作严重程度量表2.0（LSSS 2.0）评估，采用Simens 3.0 T超导MR设备进行多体素1H-MRS数据采集，对称性测量双侧尾状核头、豆状核和丘脑的N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、乙酰胆碱（Cho）、肌酸（Cr）含量，计算各兴趣区NAA/Cr和Cho/Cr比值并进行统计学分析，将代谢物比值与LSSS 2.0评分进行Pearson相关分析。结果左侧TLE组双侧丘脑NAA/Cr比值分别为1.92±0.15（左）和2.02±0.26（右），右侧TLE组双侧丘脑NAA/Cr比值分别为2.19±0.16（左）和1.79±0.16（右），均明显低于对照组［2.37±0.14（左）和2.36±0.10（右），P＜0.05］。右侧TLE组，其致灶同侧丘脑的NAA/Cr比值较对侧丘脑要低（P＜0.05）。TLE组致灶同侧丘脑NAA/Cr比值与LSSS 2.0评分呈负相关（左侧r=-0.667；右侧r=-0.643，均P＜0.05）。结论单侧TLE病人存在双侧丘脑神经元丢失和/或功能障碍，且致灶同侧丘脑NAA/Cr比值与LSSS 2.0评分可以一致性反映近期性发作严重程度。

颞叶；癫；磁共振波谱；基底节区

DOI:10.19300/j.2016.L4046

1　资料与方法

1.1研究对象本研究经本院伦理委员会批准通过。研究组选取2013年1月—2015年11月经天津市人民医院神经内科确诊的单侧TLE病人，其中左侧TLE病人10例，年龄22～60岁，平均 （41.80± 16.57）岁，男3例，女7例，均为右利手，利物浦性发作严重程度量表 （Liverpool seizure severity scale，LSSS 2.0）评分12.5～65分，平均（44.75±15.67）分；右侧TLE病人10例，年龄25～60岁，平均 （43.11± 11.95）岁，男4例，女6例，均为右利手，LSSS 2.0评分20～57.5分，平均（41.67±10.99）分。入组标准：①均符合国际抗癫联盟诊断标准［5］；②具有典型TLE的临床发作症状；③常规或长程脑电图提示一侧前、中、后颞区及蝶骨电极上出现棘波、尖波、棘慢及尖慢波等样波，致灶的定位定侧以脑电图结果为主，同时辅以临床发作症状和常规MRI综合诊断；④常规MRI除HS外，均未见其他器质性病变，HS诊断标准：直接征象为海马体积减小（海马体积测量及下限参考吴等［6］提出的中国人海马标准测量方法）和T2WI及液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）信号增高，间接征象为侧脑室颞角增宽、海马内部结构显示不清；⑤均为近1个月内有性发作（≥1次/月），MRI检查时处于发作间期，检查前24 h内无癫发作，并在MRI检查前进行了LSSS 2.0评估。排除标准：①双侧TLE或致灶定侧不清的TLE病人；②脑肿瘤、脑卒中、血管畸形、脑外伤等症状性癫；③药物及酒精成瘾者（抗癫药物除外）；④合并精神疾病和抑郁、焦虑等情绪障碍疾病；⑤具有MRI禁忌证及检查不合作者。对照组为性别、年龄、利手、受教育程度与研究组均匹配的健康志愿者10例，年龄22～56岁，平均（41.30±11.21）岁，男5例，女5例，均不伴有神经系统疾病、脑外伤、精神和情绪障碍疾病。所有研究对象均以书面或口头形式告知本研究内容。

1.2数据采集使用 Simens Skyra 3.0 T超导型MR设备，标准20通道头颈联合线圈，受试者头部用海绵垫固定，耳内放置耳塞减少噪声。所有研究对象行常规T1WI、T2WI、FLAIR、垂直于海马长轴的斜冠状面FLAIR及多体素1H-MRS检查。二维多体素1H-MRS检查：选择T2WI横断面上基底节层面作为兴趣层面，兴趣区（region of interest，ROI）置于双侧基底节区（包括双侧尾状核头、豆状核、背侧丘脑），尽量两侧对称放置，周围4个方向添加饱和带，尽量避开侧脑室及脑沟池内的脑脊液。选择半绝热选择性聚焦定位脉冲 （semi-localization by adiabatic selective refocusing，SLASER）序列采集波谱，TR l 700 ms，TE 40 ms，矩阵16×16，FOV 16 cm× 16 cm，VOI 16 cm×16 cm×1.5 cm，体素1.0 cm×1.0 cm× l.5 cm，激励次数（number of excitations，NEX）3次，扫描时间6 min 53 s。接收/发射增益调节、体素内匀场、水抑制和无水抑制扫描均由自动扫描程序完成，获得波谱后自动进行基线校正和相位校正。

1.3数据处理与测量所有数据均载入syngo MMWP VE40B工作站进行谱线后处理，应用软件本身的矩阵放大功能，将矩阵变为32×32，相应体素大小为0.5 cm×0.5 cm×1.5 cm。采用系统自带的随机软件包，分别测量双侧尾状核头、豆状核、丘脑N-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.02ppm（ppm表示10-6）、乙酰胆碱（Cho）3.20ppm、肌酸（Cr）3.03ppm浓度（软件测量的波峰下面积），计算机自动完成NAA/Cr和Cho/Cr比值的计算。分别比较TLE组与对照组同一解剖部位的代谢物比值。

1.4统计学分析采用SPSS17.0统计软件包进行数据处理。计量资料以均数±标准差（±s）表示，计数资料以百分数及自然数表示。3组数据均进行正态性检验，两样本间均数比较采用两独立样本t检验，同一组双侧丘脑均数比较采用配对t检验，计数资料比较采用Fisher确切概率法。LSSS 2.0评分与代谢物比值的相关性采用Pearson相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1一般资料比较左侧TLE组与对照组在年龄（t=0.079）、性别、利手情况均无统计学差异（均P＞0.05）；右侧TLE组与对照组在年龄 （t=0.407）、性别、利手情况均无统计学差异 （均P＞0.05）；左侧TLE组与右侧TLE组LSSS 2.0评分间差异无统计学意义（t=0.103，P＞0.05）。

2.2左、右侧TLE组与对照组双侧基底节、丘脑代谢物比较左、右侧TLE组双侧丘脑NAA/Cr比值均低于对照组（均P＜0.05）；双侧丘脑Cho/Cr和双侧尾状核头、豆状核NAA/Cr、Cho/Cr比值组间均无统计学差异（均P＞0.05）（表1）。

2.4TLE病人LSSS2.0评分与丘脑NAA/Cr比值相关性分析左、右侧TLE组致灶同侧丘脑NAA/ Cr比值与LSSS 2.0评分均呈负相关 （左侧TLE组r=-0.667；右侧TLE组r=-0.643，均P＞0.05）。致灶对侧丘脑NAA/Cr比值与LSSS2.0评分不具有相关性（左侧TLE组r=-0.188；右侧TLE组r=0.232，均P＞0.05）。

表1　对照组与左、右侧TLE组双侧基底节区代谢物比较

图1　左侧TLE组病人，女，52岁。双侧丘脑MRS示，A左侧丘脑NAA/Cr比值为1.88，B右侧丘脑NAA/Cr比值为2.04

图2　右侧TLE组病人，男，60岁。双侧丘脑MRS示，A右侧丘脑NAA/Cr比值为1.42，B左侧丘脑NAA/Cr比值为2.02

3　讨论

1H-MRS可以敏感地检测到脑内特定区域与神经递质、氨基酸代谢相关的微量代谢物，如NAA、Cho、Cr等来评价活体细胞、组织和器官生化改变、能量代谢状态。NAA主要存在于神经元的胞体和轴突内，反映神经元数目和功能状态，其含量下降表示神经元丢失/代谢减低。Cho主要存在于细胞膜，反映细胞膜代谢状态和细胞密度，Cho含量升高与反应性胶质细胞增生有关。Cr参与能量代谢，含量比较稳定，常作为常量。

正常人基底节区核团代谢物浓度因年龄和解剖部位的不同而存在差异［7］。本研究发现左、右侧TLE组双侧丘脑NAA/Cr比值均明显低于对照组。目前，关于TLE病人海马外脑区NAA/Cr比值降低的机制尚不清楚，早期研究发现海马NAA含量的减低与神经元丢失和/或功能障碍相关，并可以作为致灶定侧依据，可能提示患侧海马NAA含量减低这种变化是稳定的。与致灶代谢物改变类似，神经元丢失和/或功能障碍也可以解释海马外脑区如额叶、丘脑等NAA含量降低。癫发作过程可概括为致灶异常放电，经神经网络相关脑区传播到不同皮质引起相应的症状。丘脑内部结构复杂，可以接收和发送来自大脑不同皮质的信息，是神经网络中的重要节点。Bertram等［8］在动物边缘叶癫模型中发现丘脑背内侧神经元丢失。一项关于TLE病人的基于体素的形态学研究发现丘脑腹内侧是优先受累的一个区域［9］。张等［10］发现有或无海马硬化的TLE病人均存在双侧丘脑水分子扩散程度的改变。笔者推测，致灶的性放电在播散过程中的局部兴奋毒性效应导致相关脑区神经元丢失和/或功能障碍，并且NAA/Cr比值减低可能与微观和宏观结构异常有关。另外，研究发现TLE病人患侧海马除了NAA含量的减低外，还伴有Cho/Cr比值的升高，提示致灶胶质细胞增生，本研究中TLE组双侧丘脑Cho/Cr比值均较对照组升高，但差异不具有统计学意义，可能提示颞叶外脑区以神经元丢失和/或功能障碍为主，胶质增生不明显，但不排除样本量小带来的偏倚，需要扩大样本量进一步验证。

越来越多的研究证实TLE病人存在皮质下核团结构异常，特别是丘脑［15］。本研究也发现TLE病人双侧丘脑存在神经元代谢异常。虽然研究发现TLE病人除海马、杏仁核、丘脑外，尚存在尾状核、豆状核等核团微观及宏观结构异常［16］。但由于成像方法和纳入TLE病人病程、发作频率、发作类型及抗癫药物的不同，结果一致性较差。本研究采用MRS试图从代谢角度观察皮质下核团的受累情况，但TLE病人双侧尾状核头、豆状核代谢物比值与对照组无明显差异，虽然以往研究发现尾状核、豆状核受累证据，但大多缺少病理结果的支持，所以TLE病人是否存在尾状核和豆状核神经元丢失和/或功能障碍，尚需进一步论证。

综上所述，左、右侧TLE病人双侧丘脑均存在神经元丢失和/或功能障碍，提示双侧丘脑是TLE病人性放电的受累脑区，参与构成癫网络。此外，致灶同侧丘脑代谢受损程度高于对侧，可能为致灶定侧提供依据。1H-MRS能敏感地检测组织代谢物改变情况，单侧TLE病人致灶同侧丘脑NAA含量与LSSS 2.0评分一致性反映性发作严重程度。

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（收稿2015-12-15）

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Multivoxel magnetic resonance spectroscopy study of the bilateral basal ganglia regions in unilateral temporal lobe epilepsy patients

LIU Lan1，2，LIU Jun2，XU Liang2.1 Medical School，Nankai University，Tianjin 300071，China；2 Imaging Centre，Tianjin Union Medicine Centre，Tianjin 300121，China

ObjebtiveTo detect the metabolic changes in the bilateral basal ganglia regions of unilateral temporal lobe epilepsy（TLE）with multivoxel magnetic resonance spectroscopy.MethodsTen patients with left temporal lobe epilepsy，ten patients with right temporal lobe epilepsy，and 10 healthy volunteers were selected.Unilateral TLE were diagnosed based on clinical onset symptoms and EEG.The Liverpool seizure severity scale（LSSS）2.0 was measured from all patients.Multivoxel1H-MRS data were acquired by SIEMENS 3.0 superconducting MR scanner.Concentrations of N-acetyl aspartate（NAA），choline（Cho），and creatine（Cr）were measured symmetrically from bilateral head of caudate nucleus，putamen，and thalamus.The NAA/Cr and Cho/Cr ratios of each area of interest were calculated for inter-group statistical analysis.Pearson correlation analysis between metabolite ratios and LSSS 2.0 score were carried out.ResultsThe NAA/Cr ratios of the left and right thalamus were 1.92±0.15 and 2.02±0.26，respectively，in the left TLE group；and 2.19±0.16 and 1.79±0.16，respectively，in the right TLE group.The ratios were significantly lower（P＜0.05）than that of the control group which were 2.37±0.14 and 2.36±0.10，respectively.In the right TLE group，the NAA/Cr ratios of the ipsilateral thalamus was significant lower than that of the contralateral thalamus（1.79±0.16 vs 2.19±0.16，P＜0.05）.For TLE patients，the NAA/Cr ratios of the ipsilateral thalamus negatively correlated with LSSS 2.0 score（left TLE r=-0.667；right TLE r=-0.643，all P＜0.05）.ConclusionPatients with unilateral TLE have neuronal loss and/or dysfunction of bilateral thalamus，and both NAA/ Cr ratios of the ipsilateral thalamus and LSSS 2.0 score can reflect the severity of seizures.

Temporal lobe；Epilepsy；Magnetic resonance spectroscopy；Basal ganglia region Int J Med Radiol，2016，39（3）：221-225

1南开大学医学院，天津300071；2天津市人民医院影像学部

刘筠，E-mail:cjr.liujun@vip.163.com