多模态影像学检查对MELAS综合征的诊断价值

郭桂芳，何明丽（通讯作者）

（山东省聊城市人民医院 磁共振室，山东 252000）

线粒体脑肌病 （mitochondrial encephalomyopathy，ME）是线粒体基因或细胞核基因缺失或发生点突变导致线粒体结构和功能异常，从而引起机体能量代谢障碍的一种疾病，主要累及中枢神经系统和骨骼肌系统。线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作 （mitochondrial encephalopathylactic acidosisstrokelike episode，MELAS）综合征是ME最常见的一种类型。该病临床表现多样，容易被误诊为脑炎、脑梗死、癫痫等疾病，早期诊断较困难。近年来，随着影像学技术的发展，对该病的检出率较以前增加。本文旨在分析MELAS综合征的影像学特征，提高诊断水平。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析本院2016年1月-2020年12月确诊的MELAS综合征患者19例，其中，男3例，女16例，年龄 12-48岁，平均年龄（24±12）岁。 临床主要表现为癫痫、头痛、卒中样发作、视力下降等，其中有典型三联征（癫痫发作、卒中样发作、乳酸性酸中毒）表现者8例。

1.2 检查方法

采用 Philips Achieva3.0TMR8通道sense颅脑线圈或16通道头颈联合线圈进行颅脑MRI常规、3DTOFMRA、1H-MRS扫描。颅脑 T2WI（TR2139ms，TE80ms），T1WI （TR2000ms，TE20ms，TI750ms），T2WI -FLAIR （TR11000ms，TE120ms，TI1600ms）；层厚 6mm，层间距 1mm，视野 240mm×220mm，矩阵193×512，层间距 1mm，层数18层。 扩散加权成像（DWI）采用平面回波序列，两个梯度场，b=1000s/mm和b=0s/mm，可同时获得相同层面b=1000s/mm的扩散加权图像和b=0s/mm的EPIT2WI图像，同时计算出表观弥散系数 （ADC值）。3D TOF MRA 采用 3D FFE 序列，TR15ms，TE3.5ms，层数 160，FOV220mm×190mm×96mm， 在工作站用最大密度投影（MIP）对图像进行重建。单体素1HMRS检查，采用空间定位及点分辨频谱（PRESS）序列，TR1500ms，TE144ms， 多体素 1H-MRS 检查，TR1500ms，TE144ms，体素大小为 10mm×10mm×10mm。采用美国GE Discovery MR8通道头线圈进行 3D-ASL、增强扫描。3D-ASLFOV240mm×240mm，TR5482ms，TE4.6ms，层厚4mm。增强扫描采用静脉注射钆喷酸葡胺注射液或钆双胺0.2ml/kg，然后进行BRAVO容积扫描。CT检查采用Philips Brilliance 64排螺旋CT，层厚5mm，层间距5mm。

1.3 图像分析

由2名经验丰富的医师对所有患者的MRI和CT图像进行分析，主要观察病变的部位、大小、形态、信号、有无乳酸峰、有无钙化灶等情况，意见不一致时经协商达成一致。

2 结果

2.1 临床特点

19例患者中，首发症状表现为癫痫15例，卒中样发作6例，头痛4例，头晕1例，记忆力下降1例，眼痛1例，视力下降4例，偏盲2例，眼睛黑矇2例，恶心2例，呕吐4例。甲状腺功能减低1例，高血压1例，糖尿病1例，左心室肥大1例，先天性消化道畸形1例，发育迟缓2例，子宫发育不良2例。血清乳酸升高10例，低钠3例，低钾1例。

2.2 磁共振表现

病变累及单侧者12例，累及双侧者7例。18例累及2个及2个以上脑叶，1例仅累及顶叶。其中，累及单侧顶叶10例，枕叶11例，颞叶11例，额叶1例，丘脑2例，海马3例，基底节2例，累及双侧顶叶1例，枕叶4例，颞叶4例，额叶1例，放射冠1例。

MRI平扫病变表现为T1WI呈低信号，T2WI呈高信号，T2WI-FLAIR像呈高信号，19例患者均行DWI检查。16例患者可见DWI高信号，其中15例ADC呈低信号，1例ADC呈高信号 （图1A-D，图2A）；12例患者进行MRA检查，9例颅内大血管未见明显异常，3例表现为病变区血管分支增多 （图2B）；9例患者行3D ASL检查，均表现为病变区呈明显高灌注（图2C）；9例患者行单体素1H-MRS检查，2例行多体素1H-MRS，均在1.3ppm处可见明显倒置的乳酸峰（图2D）；9例患者进行颅脑MRI增强扫描，3例未见明显异常强化，其余见线状、脑回样强化。所有患者中5例可见脑萎缩，2例表现为局灶性脑萎缩，1例以小脑萎缩为主要表现（图3A）。6例患者进行了2-7次MRI检查，间隔半月至2年不等，2例初次检查时脑MRI平扫无阳性发现，1例间隔半年复查左侧顶枕叶、丘脑见病变，后随访2次丘脑病变消失，左侧颞岛见新发病变。另1例半月后复查双侧额颞叶、左侧枕叶见病变，1年后复查病变消失；其余患者表现为缓解复发交替，病变的部位、数目、范围、信号等均发生变化，新旧病变可共存，表现为游走性、多变性、此消彼长的特点。

图1 A-D男，12岁，间断抽搐1天，发热半天。左侧枕叶片状T2WI及T2WI-FLAIR呈高信号，DWI呈高信号，ADC呈低信号

图2 A-D女，11岁，头痛2天，意识不清1天。 右侧枕叶片状T2WI高信号，3D ASL呈高灌注，MRS1.3ppm处见明显倒置的乳酸峰

2.3 CT表现

8例患者进行CT检查，2例未见明显异常，3例仅表现为双侧基底节区钙化灶（图3B），1例单侧额顶叶低密度灶并双侧基底节区钙化灶，1例脑萎缩并双侧基底节区钙化灶，1例仅表现为单侧额叶低密度灶。

图3 A-B女，32岁，言语欠流利10天。小脑萎缩，CT示双侧基底节区对称性钙化

3 讨论

MELAS综合征为线粒体相关的代谢性疾病，是线粒体脑肌病中最常见的类型［1］。线粒体的主要功能为生成活性氧和ATP，当线粒体基因或细胞核基因缺失或发生点突变时，导致线粒体结构和功能异常，引起机体能量代谢障碍，可累及全身多个系统，以中枢神经系统和骨骼肌系统多见。可引起心肌病、进行性听力减退［2］，也可引起内分泌异常，包括甲状旁腺功能减退、甲状腺功能减退、糖尿病等［3］。本组患者，1例为左心室肥大，1例为甲状腺功能减退，1例为糖尿病。本病为母系遗传性疾病，也可见到散发病例，本组所有患者均无遗传病史，为散发病例。该病多在40岁以前发病，以青少年居多，本组患者年龄最小者12岁，年龄最大者48岁，女性多于男性。本病可急性或亚急性起病，临床表现复杂多样，本组患者多表现为癫痫、头痛、卒中样发作、视力异常、发育迟缓等。以头痛为首发症状者易误诊为脑炎，以卒中样发作表现者易误诊为脑梗死，本组3例患者首次检查时被误诊为脑炎，2例被误诊为脑梗死。因此，疾病的早期诊断至关重要。

常规颅脑MRI平扫，本组患者病变多位于皮层及皮层下白质，以皮层受累为主，病变主要分布在颞枕顶叶，少数患者累及额叶、丘脑、海马、基底节、放射冠区，病变分布不对称，多累及2个及2个以上脑叶，本组仅1例患者累及单个脑叶，与以往报道相符。病变信号特点，T1WI呈低信号，T2WI呈高信号，T2WI-FLAIR像呈高信号，增强扫描病变可无强化，部分病变可表现为线样或脑回样强化。随着病变进展FLAIR像上部分病变可呈低信号，提示病变区软化灶形成。文献报道，病程较长或经过长期治疗的患者，可见到局部皮层坏死、软化灶、萎缩形成［4］。本组5例患者表现为与年龄不相符的脑萎缩，其中2例为局灶性脑萎缩。6例患者反复进行了多次MRI检查，其中2例初次检查时脑MRI平扫无阳性发现，但有癫痫、肢体无力的症状，间隔一段时间复查均可见脑内病变，这可能因为病变早期，虽有能量代谢障碍，但未引起脑组织可见的影像学改变。MRA扫描可见病变部位与脑动脉供血区域无关，脑动脉主要分支无狭窄、闭塞改变，部分患者病变区可见小血管增多。本组有3例患者表现为病变区血管分支增多，这与缺血性脑卒中不同。随着病情反复，脑内病变可表现游走性特点，也可与缺血引起的脑梗死相区别［5］。

DWI是最常用的MRI功能成像，普遍应用于中枢神经疾病的诊断，能够检测活体组织中水分子的扩散运动，结合其对应的ADC值，可鉴别血管源性水肿和细胞毒性水肿。MELAS综合征新发病变区DWI均呈高或稍高信号。研究表明，ADC值可增高、不变或减低，但在疾病的早期病变以血管源性水肿为主，ADC呈高信号，病变进展1周后，ADC值减低，可能由于脑组织缺血、缺氧导致细胞毒性水肿［6］。本组所有患者均行DWI检查，16例患者可见DWI呈高信号，15例ADC呈低信号，1例ADC呈高信号，因此本组中15例为细胞毒性水肿，1例为血管源性水肿，故DWI可评估患者的病程，指导临床治疗。

3D ASL无需对比剂，是无创性、可重复性强的全新技术。MELAS综合征急性期由于乳酸堆积导致血管舒张、病变区灌注增高，慢性期由于皮层萎缩和软化灶形成，脑血容量可正常或减低［7－8］。 该组行3D ASL检查的9例患者均呈高灌注，与文献报道一致。脑梗死由于责任区血管狭窄或闭塞脑血容量减低，呈低灌注，脑炎也表现为低灌注，可与MELAS综合征相互鉴别。

目前，MRS是无创性检测活体组织中代谢物质变化的技术，并且以波谱的形式表现出来。MELAS综合征患者由于线粒体功能障碍导致组织无氧酵解增加，造成乳酸堆积，MRS表现为Lac峰。正常脑组织MRS检测不出Lac峰，若正常脑组织中出现Lac峰，说明脑组织的代谢发生改变，但形态学尚未发生改变，常规检查难以发现［9］。有研究表明，MELAS综合征患者Lac峰比DWI高信号出现早2周左右，说明MRS可早期发现线粒体功能异常导致的代谢障碍，比DWI更敏感，可更早发现脑组织病变。本组11例患者进行了MRS检查，均在1.3ppm处可见明显倒置的乳酸双峰，与以往报道相符。但Lac峰不是MELAS综合征的特征性表现，脱髓鞘疾病、脑肿瘤、急性脑梗死等也可表现为Lac峰，因此要结合其他检查鉴别。

CT也是常用的颅脑检查方法，本组8例患者进行了CT检查，主要表现为双侧基底节区钙化、脑内低密度灶、脑萎缩，其中有3例仅表现为基底节区钙化。有文献报道，双侧基底节区对称性钙化是MELAS综合征的早期特征之一［10］。2例患者CT检查无异常，MRI检查可见脑内有异常信号，可能是由于病变早期，脑实质密度尚未发生明显改变，但MRI序列尤其是DWI已经可检测出病灶。因此CT检查有其局限性，但双侧基底节区钙化的出现对病变有提示作用，结合MRI检查可提高对本病的诊断率。

总之，MELAS综合征影像学表现具有一定的特征性，多模态MRI和CT检查相结合对鉴别诊断具有重要的临床意义，有助于疾病的早期诊断，指导临床治疗。