MR波譜在顳葉癲癇中的臨床應(yīng)用與研究?jī)r(jià)值

湯 易 綜述，劉 影 審校

顳葉癲癇(mesial Temporal lobe epilepsy,mTLE)發(fā)病率約占人群的0.5%～1.0%?；谟跋?、病理及臨床表現(xiàn)分為2種類型，即內(nèi)側(cè)顳葉硬化型(TLEMTS) 及無內(nèi)側(cè)顳葉硬化型(TLE-NO)。前者約占60%～70%，以海馬萎縮和嚴(yán)重的神經(jīng)元丟失為主要特征，可見異常MRI信號(hào)改變。后者則MRI表現(xiàn)正常，無或有輕度神經(jīng)元丟失[1]。近年來研究表明顳葉癲癇不是一個(gè)統(tǒng)一的概念，在海馬及其鄰近結(jié)構(gòu)中存在不同程度的神經(jīng)元丟失及反應(yīng)性膠質(zhì)增生，疾病播散進(jìn)程中可致對(duì)側(cè)顳葉甚至是顳葉外廣泛的結(jié)構(gòu)、功能異常改變[2-3]。

1 磁共振波譜成像(MRS)測(cè)量參數(shù)及其意義

MRS成像有單體素和多體素兩種成像方法。其中多體素覆蓋范圍大，多體素矩陣，體素小，周圍組織所致影響小。而單體素采集時(shí)間短，空間定位較為準(zhǔn)確且質(zhì)譜圖像較為清晰。MRS可無創(chuàng)性地測(cè)量氮-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物(Cho) 及肌酸(Cr) 的含量變化，提供腦代謝的一些重要的信息。NAA質(zhì)譜峰位于2.0 ppm，該物質(zhì)由線粒體產(chǎn)生，主要存在于神經(jīng)元及前體細(xì)胞中，峰值降低提示神經(jīng)元丟失或功能障礙。Cr和Cho峰分別出現(xiàn)在3.0、3.2 ppm，均由神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，含量升高提示膠質(zhì)細(xì)胞增生。Cr在腦細(xì)胞中通過存儲(chǔ)高能磷酸鍵起緩沖劑的作用，反映大腦代謝平衡的維持情況，同時(shí)參與了細(xì)胞膜與髓鞘的構(gòu)成。因此NAA/(Cr+Cho)、NAA/Cr及NAA/Cho的下降可以作為反映病灶內(nèi)神經(jīng)元喪失或功能障礙、膠質(zhì)細(xì)胞活化的指標(biāo)。實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)則以NAA/(Cr+Cho) 值作為參數(shù)來分析，以消除Cr和Cho峰部分融合導(dǎo)致的峰下面積測(cè)量不準(zhǔn)確的影響。

2 顳葉癲癇的MRS表現(xiàn)

目前大多數(shù)MRS研究關(guān)注于TLE-MTS(內(nèi)側(cè)顳葉硬化型)，已有報(bào)道m(xù)TLE的感興趣區(qū)NAA、 NAA/Cr、NAA/Cho及NAA/(Cr+Cho) 均降低，認(rèn)為這些測(cè)量值的改變與局部的神經(jīng)元減少合并膠質(zhì)增生有關(guān)，可以很好地反映顳葉致癇灶存在，且1H-MRS結(jié)果同MRI、EEG及PET的發(fā)現(xiàn)有很好的相關(guān)性[4]。然而，Kuzniecky等[5]發(fā)現(xiàn)mTLE患者術(shù)后病側(cè)海馬標(biāo)本的NAA/Cr值同海馬角或者齒狀回神經(jīng)元-膠質(zhì)比率無明顯相關(guān)性，病灶切除術(shù)后海馬區(qū)或顳葉術(shù)前減少的NAA值得到恢復(fù)。提示以前依據(jù)NAA減低所指示的致癇灶不完全準(zhǔn)確。NAA的減低并不特異性地指向神經(jīng)元丟失等病理改變區(qū)。同NAA減少較為一致地出現(xiàn)在大多數(shù)研究中不同，Cho、Cr的變化則更為復(fù)雜，甚至在不同的研究中出現(xiàn)矛盾的結(jié)果。Vermathen等[6]發(fā)現(xiàn)術(shù)前對(duì)側(cè)正常的Cho、Cr值，術(shù)后增至高于對(duì)照組，反映術(shù)后腦組織非特異性、彌漫性膠質(zhì)增生的結(jié)果?？傊?，NAA/(Cr+Cho)、NAA/Cr及NAA/Cho值并不直接反映mTLE組織的病理改變，它描述的是個(gè)更為復(fù)雜的腦病理生理過程，MRS測(cè)量值的變化可能反映的僅是癲癇活動(dòng)所致的神經(jīng)功能受損的情況[6-8]。

MRS還可利用短回波時(shí)間檢測(cè)到其他一些潛在的重要神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)，如氨基丁酸(GABA)、谷氨酸/谷氨酰胺、天冬氨酸及重要的神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)乳酸等，這些測(cè)量物質(zhì)的含量同癲癇的活動(dòng)有密切的關(guān)系，有助于理解癲癇的活動(dòng)的特點(diǎn)。有報(bào)道提示神經(jīng)皮質(zhì)性癲癇中細(xì)胞外氨基丁酸(ecGABA) 增高同較高的NAA/cr值相關(guān)，而mTLE中ecGABA增高同NAA/cr值的下降相關(guān)，且ecGABA量的增多、NAA/cr值的下降同膠質(zhì)增生程度相關(guān)[9]。但精確地計(jì)算這些神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)遠(yuǎn)較確定NAACr的水平困難。

在揭示mTLE病理生理方面，如海馬硬化(hippocampal sclerosis,HS) 同mTLE的關(guān)系，前者是原因抑或是結(jié)果。Vermathen等[10]較早就在神經(jīng)皮質(zhì)性癲癇的MRS研究中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬并沒有代謝異常改變，說明在神經(jīng)皮質(zhì)性癲癇中反復(fù)的癲癇活動(dòng)不一定導(dǎo)致HS，而在mTLE中發(fā)現(xiàn)只有對(duì)側(cè)的MRS測(cè)量結(jié)果同一些如陣攣性頻率臨床數(shù)據(jù)相關(guān)，提示患者海馬神經(jīng)元細(xì)胞的丟失主要由最初的損傷決定。進(jìn)一步說明HS同mTLE是個(gè)互為因果的關(guān)系，病理生理進(jìn)程是由最初的損傷積累及后期反復(fù)發(fā)作、播散交織的復(fù)雜過程；還有不少學(xué)者試圖分析MRS結(jié)果同癲癇的危險(xiǎn)因素、持續(xù)時(shí)間及頻率等臨床數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，但就較早的報(bào)道[11]來看，MRS結(jié)果同上述諸多臨床數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性還未得到一致肯定。其中楊華等[12]的研究發(fā)現(xiàn)NAA值和發(fā)作間期癇樣放電頻率呈明顯負(fù)相關(guān)，而Cr水平與癲癇發(fā)作癥狀呈明顯正相關(guān)。但MRS測(cè)量結(jié)果同上述諸多臨床數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性研究，還有待進(jìn)一步深入探討。

3 MRS對(duì)致癇灶的定位

MRI高敏感診斷TLE-MTS，并提供定量測(cè)量海馬體積(HCV)、T2弛豫時(shí)間(HT2) 的手段，盡管如此經(jīng)HCV、HT2分析后仍有20%患者M(jìn)RI表現(xiàn)為陰性[13-14]。MRS通過無創(chuàng)地測(cè)量代謝標(biāo)志物檢測(cè)細(xì)微的代謝異常應(yīng)用于癲癇灶的定側(cè)與定位中。另外在顳葉癲癇患者中海馬外存在的廣泛代謝異常區(qū)，同正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層成像(PET)、腦磁圖(MEG) 研究的結(jié)果一致表明異常區(qū)域范圍上大于致癇灶，且大部分NAA減低區(qū)出現(xiàn)在MRI表現(xiàn)為正常的區(qū)域中。以上發(fā)現(xiàn)受到很大的關(guān)注，似乎MRS使得定側(cè)更為可能或可為MRI提供額外定側(cè)信息。事實(shí)上，研究的結(jié)果卻不盡一致。其中的一些MRS研究中取得較為理想的定側(cè)率[15-19]。然而Lee等[20]研究中發(fā)現(xiàn)由MRS獲得mTLE正確定側(cè)率為65.5%，但在神經(jīng)皮質(zhì)性癲癇中僅獲得48.8%的準(zhǔn)確定側(cè)率。Susanne等[3]的研究也提示TLE-MTS中NAA/(Cho+Cr) 減少存在雙側(cè)顳前葉分布，而在TLE-NO(無內(nèi)側(cè)顳葉硬化型) 中NAA/(Cho+Cr)減少的分布不易確認(rèn)，NAA/(Cho+Cr) 減少的分布存在很大的個(gè)體間變異，既不集中也不均質(zhì)，不能為MRI提供額外的定側(cè)信息。

4 MRS對(duì)術(shù)后癲癇癥狀控制情況的預(yù)測(cè)

大多數(shù)研究結(jié)果表明，mTLE患者對(duì)側(cè)NAA/Cho、NAA/Cr比率同手術(shù)結(jié)果有顯著的相關(guān)性，即對(duì)側(cè)NAA/Cho、NAA/Cr的減低同較差的術(shù)后結(jié)果顯著相關(guān)[21-22]。但Suhy等[23]的研究中術(shù)后癥狀未得到緩解組(NSF) 對(duì)側(cè)NAA/(Cho+Cr) 值低于癥狀獲得緩解組(SF) 組對(duì)側(cè)值，而在神經(jīng)皮質(zhì)癲癇中NAA/Cho、NAA/Cr值同術(shù)后結(jié)果無明顯相關(guān)性。事實(shí)上，部分患側(cè)及對(duì)側(cè)值的異常可能由于最初和反復(fù)發(fā)作引起的播散性損傷所致，對(duì)側(cè)值的異?；蛟S僅僅反映癲癇發(fā)作的影響，并不表明致癇灶的存在，因此對(duì)側(cè)或雙側(cè)值的異常不能排除一個(gè)較好的術(shù)后結(jié)果[6,23]。在討論對(duì)側(cè)值的異常變化對(duì)術(shù)后癲癇癥狀控制情況的影響中，Zubler等[24]的研究提示癲癇發(fā)作起源的側(cè)別可能是其中的因素之一，結(jié)合臨床一些變量綜合考慮，似乎右側(cè)顳葉癲癇更多的影響到雙側(cè)的功能代謝異常。

總之，MRS通過揭示腦組織代謝改變，提供一種無創(chuàng)診斷、研究顳葉癲癇的手段。雖然做了很多的工作，就目前而言，由于癲癇異常復(fù)雜的病理生理機(jī)制，在很多問題上沒取得一致或明確的結(jié)論。在揭示出病灶外廣泛的代謝異常區(qū)后，由于大部分研究并沒涉及到具體的癲癇類型，因而在探討其代謝異常的播散有無固定的模式方面還需進(jìn)一步的研究。就MRS對(duì)mTLE的定側(cè)、定位及預(yù)后的價(jià)值而言，大多數(shù)MRS測(cè)量結(jié)果同MRI結(jié)合可以提高典型的TLE-MTS定側(cè)、定位的敏感性及準(zhǔn)確性。但其他癲癇類型病例，MRS表現(xiàn)出來的異常值及其雙側(cè)代謝非對(duì)稱系數(shù)等指標(biāo)的輔助定側(cè)、術(shù)后預(yù)測(cè)的意義尚未得到肯定。

[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.楊華,陳林,王文獻(xiàn),等.磁共振波譜與顳葉癲癇癇樣放電的相關(guān)性研究.放射學(xué)實(shí)踐,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,馮曉源,沈天真,等.應(yīng)用MRI海馬體積測(cè)量評(píng)價(jià)顳葉癲癇、局灶性顳葉外癲癇和原發(fā)性癲癇大發(fā)作.中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志,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,王爾禎,包強(qiáng),等.特發(fā)性顳葉癲癇的MRI海馬T2弛豫時(shí)間測(cè)量.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,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.張立華,楊寧,陸菁菁,等.顳葉癲癇lH-MRS變化分析.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,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.顏有霞,梁長(zhǎng)虹,黃飚,等.海馬硬化的MRI及H-MRS研究.放射學(xué)實(shí)踐,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.