磁共振波谱在脑梗死患者住院治疗前后的应用

朱超，翟建*，王诗卉，吴晓东，崔翔

1.皖南医学院弋矶山医院医学影像中心，安徽芜湖 241000；2.皖南医学院弋矶山医院神经内科，安徽芜湖 241000；*通讯作者翟建 yjszhaij@126.com

脑梗死是常见的中枢神经系统疾病。我国住院脑梗死患者发病一年的病死率为 5.4%～11.4%，残疾率为33.4%～44.6%[1]。及时有效的诊断和治疗对改善患者的预后及生活质量有重要意义。氢质子磁共振波谱成像（1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）是基于 MRI、化学位移和自旋耦合为基础的成像技术。目前1H-MRS是对人体化学成分直接测定，并可详细观察细胞代谢的变化[2-3]。单体素MRS已应用于脑梗死患者治疗前后的研究[4]。采用多体素1H-MRS研究脑梗死病灶不同区域的代谢物变化较少。本研究利用多体素1H-MRS研究脑梗死患者住院治疗前后病变部位损伤与临床评分的关系，探讨多体素1H-MRS在脑梗死患者诊断和临床预后中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2017年11月—2018年5月于皖南医学院弋矶山医院临床诊断为脑梗死的19例住院患者，其中男10例，女9例；年龄38～75岁，平均（66.2±9.4）岁；9例发病时间<3 d、10例发病时间4～7 d。19例患者中，急性期脑梗死9例、亚急性脑梗死10例，11例有高血压史（1例患有糖尿病）、8例身体健康。临床表现包括头晕、口齿不清和肢体无力。19例脑梗死患者入院时均常规行CT检查，均无MRI检查相对禁忌证，行MRI检查前均签署知情同意书。本研究通过皖南医学院开题论证，并获得皖南医学院弋矶山医院医学伦理会的批准。

同时行MRI常规序列扫描和多体素1H-MRS检查，并应用美国国立卫生院神经功能缺损评分（national institute of health stroke scale，NIHSS）进行评价；于治疗后出院前再次行多体素1H-MRS检查和NIHSS评分评估。所有患者均行脑梗死常规治疗方法（他汀类、活血化瘀、促脑代谢药、神经营养药物），并对并发症进行对症治疗，平均治疗时间（7.4±1.2）d。19例脑梗死患者均为单发病灶，感兴趣区（ROI）取样容积大小为10 mm×10 mm×10 mm，且病灶区域至少包含中心区及边缘区2个取样单元。

1.2 仪器与方法 采用GE 3.0T超导型MR扫描仪，由专业人员对患者行头颅 MRI扫描，包括 T1WI、T2WI、FLAIR、扩散加权成像（DWI）及多体素1HMRS 检查。扫描参数：T1WI：TR 2100 ms，TE 24 ms；T2WI：TR 4000 ms，TE 117 ms；FLAIR：TR 8600 ms，TE 170 ms，激励次数1，视野24 cm×24 cm，层厚6 mm，间隔 6 mm，矩阵 512×512；DWI：b=0、1000 s/mm2。依据DWI位置选择可将病变进行最佳显示的层面，尽量避免头皮脂肪层、邻近脑组织、颅骨和脑脊液等因素干扰。多体素1H-MRS使用点分辨波谱技术，参数：TR 1000 ms，TE 144 ms，激励次数1，扫描时间5 min 28 s。

1.3 后期处理 使用 GE公司配套工作站中的Functool软件进行后处理。代谢产物主要是N-乙酰基天门冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）、乳酸（lactate，Lac）、胆碱复合物（choline，Cho）、肌酸复合物（creatine，Cr）。由2名放射科主任医师分析磁共振波谱，计算治疗前后病灶中心区域及病灶边缘区域的相对NAA（relative N-acetyl aspartate，rNAA）值及相对Lac（relative lactate，rLac）值。rNAA为病灶侧与对侧正常区域NAA值的比值。由2名神经内科主任医师评估NIHSS，并计算治疗前后NIHSS的变化。分别评估治疗前后病灶中心区域、病灶边缘区域的rNAA值及rLac值变化与NIHSS变化的相关性。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，计量资料以±s表示，组内比较采用配对样本t检验，治疗前后代谢物的变化与 NIHSS评分变化的相关性采用线性相关分析，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 入院CT检查结果 本组19例患者中，9例无异常患者临床表现为口齿不清、偏身肢体无力，10例呈斑片状低密度阴影。MRI检查结果示病灶DWI呈高信号；MRI波谱表现示治疗前NAA有所下降，乳酸峰不同程度升高，部分呈倒置双峰；治疗后病灶边缘区域NAA值有所升高，但仍低于对侧正常区域，乳酸峰部分减低，部分消失（图1）。

2.2 治疗前后病变中心区域rNAA值、rLac值的变化 19例患者治疗后病变中心区急性期、亚急性期rNAA值与治疗前比较，差异无统计学意义（P>0.05）；病变中心区急性期、亚急性期患者治疗后 rLac值均低于治疗前，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.3 治疗前后病变边缘区 rNAA值、rLac值的变化19例患者治疗后病变边缘区急性期、亚急性期患者rNAA值均高于治疗前，差异有统计学意义（P<0.01）；而病变边缘区急性期、亚急性期患者治疗后rLac值均低于治疗前，差异有统计学意义（P<0.01）。见表2。

2.4 治疗前后临床 NIHSS评分的变化 19例患者治疗前NIHSS评分5～13分，平均（9.74±2.56）分；治疗后NIHSS评分2～11分，平均（5.32±2.65）分。治疗前后NIHSS评分差异有统计学意义（t=10.86，P<0.01）。

2.5 治疗前后病变中心区rLac变化与NIHSS变化的相关性 19例患者治疗前后病变中心区的rLac值减少的差值与治疗前后NIHSS评分下降的差值无相关性（r=0.158，P=0.518）。

图1 女，59岁，右侧侧脑室旁脑梗死。DWI呈高信号（A）；多体素磁共振波谱扫描（B）；病灶边缘区域NAA峰有所下降，乳酸峰轻度升高（C）；经7 d常规脑梗死药物治疗后DWI高信号范围减小（D）；再次行多体素磁共振波谱扫描（E）；该区域NAA峰有所升高，乳酸峰消失（F）

表1 19例脑梗死患者治疗前后病变中心区的rNAA、rLac值变化（±s）

表1 19例脑梗死患者治疗前后病变中心区的rNAA、rLac值变化（±s）

分期 治疗前 治疗后t值P值急性期（n=9）rNAA 0.43±0.210.46±0.191.40＞0.05 rLac 8.58±3.440.49±1.874.28＜0.05亚急性期（n=10）rNAA 4.09±0.240.50±0.241.10＞0.05 rLac 4.18±2.252.62±1.827.68＜0.05

表2 19例脑梗死患者治疗前后病变边缘区的rNAA、rLac值变化（±s）

表2 19例脑梗死患者治疗前后病变边缘区的rNAA、rLac值变化（±s）

分期 治疗前 治疗后t值P值急性期（n=9）rNAA 0.47±0.220.65±0.174.77＜0.01 rLac 8.73±3.624.39±1.943.90＜0.01亚急性期（n=10）rNAA 0.49±0.250.66±0.207.27＜0.01 rLac 4.25±1.812.38±1.194.10＜0.01

2.6 治疗前后病变边缘区 rNAA值、rLac值变化与NIHSS变化的相关性 19例患者治疗前后病变边缘区的 rNAA值增加的差值与治疗前后 NIHSS评分下降的差值呈正相关（r=0.625，P=0.004），见图2。rLac值减少的差值与 NIHSS评分下降的差值无相关性（r=0.182，P=0.455）。

3 讨论

图2 19例患者治疗前后病变边缘区的rNAA值增加的差值与NIHSS评分下降差值的相关性

利用1H-MRS可以无损伤地研究人体器官和组织代谢、生化改变和化合物的定量分析，使脑梗死的研究深入细胞代谢水平[4-5]。NAA主要分布于神经元，是神经元的标志物，脑梗死后NAA的下降预示着神经元减少[6]。Lac升高是早期脑缺血的敏感指标。当脑内出现Lac时，即可提示无氧酵解加强。一旦脑血流量下降至 20 ml/（100 g·min），Lac即开始增高[7]。在脑梗死早期诊断中，NAA含量下降及Lac含量上升具有重要意义。在临床工作中，“同病异影”的现象普遍存在，有时仅靠常规 MR序列难以鉴别脑梗死、肿瘤病变和炎性病变[8-9]。此时进行磁共振波谱扫描，通过观察特异的NAA峰和Lac峰的变化结合常规序列能够更好地诊断脑梗死。

以往大部分学者采用单体素对脑梗死进行研究；本研究分别观察了治疗前后病灶中心区域及病灶边缘区域代谢物含量的变化，并使用 rNAA值及 rLac值。rNAA值能够更加准确地反映NAA的变化。与以往部分学者采用NAA/Cr、Lac/Cr不同，本研究考虑到急性脑梗死患者Cr值亦有变化，对研究结果会产生影响[7]。本研究中，19例患者治疗后病变中心区急性期、亚急性期的rNAA值与治疗前比较差异无统计学意义。鉴于梗死病灶中心区域神经元明显缺血坏死，难以恢复，部分病例在梗死灶恢复期复查时发现病灶中心区出现软化灶，类似于脑脊液信号。19例患者治疗后病变边缘区急性期、亚急性期患者的rNAA均高于治疗前，提示病灶边缘区尚存在可恢复的脑组织[10-11]。通过常规药物治疗干预，该部分缺血组织有所恢复。因此，通过治疗前后两次1H-MRS检查，能够有效评估可恢复的脑组织的范围，对评估患者预后有一定的临床意义。

本研究中，治疗后病灶中心区域及边缘区域的rLac较治疗前均有所减少，表明乳酸堆积较治疗前有所减轻，经过药物治疗及患者自身恢复，侧支循环建立，神经元缺氧有所缓解；同时发现治疗脑梗死病灶边缘区域的rNAA值的变化与临床NIHSS的变化具有一致性，可以通过MRS检查结合NIHSS评分综合预测患者的预后。