磁共振波譜在亞低溫治療缺血性腦卒中的應(yīng)用

武　陽(yáng)，馬　利，劉廣忠

磁共振波譜在亞低溫治療缺血性腦卒中的應(yīng)用

武陽(yáng)，馬利，劉廣忠

摘要：亞低溫與神經(jīng)元損傷具有一定的相關(guān)性，對(duì)缺血性損傷具有保護(hù)作用；磁共振波譜(MRS)是唯一能夠無創(chuàng)、客觀反映腦內(nèi)神經(jīng)生化代謝情況的分析技術(shù)可以直接反映亞低溫治療缺血性卒中顱內(nèi)代謝情況。

關(guān)鍵詞：缺血性腦卒中；磁共振波譜；亞低溫治療

缺血性腦卒中是嚴(yán)重危害人類生命健康的疾病，病死率為10%，致殘率達(dá)50%以上。近年來，亞低溫與神經(jīng)元損傷具有一定的相關(guān)性，對(duì)大腦半球及局灶性缺血性損傷具有保護(hù)作用。大量研究證明缺血的神經(jīng)元損傷具有溫度依賴性[1]，當(dāng)顱內(nèi)溫度降至32℃～33℃時(shí)療效特別顯著，且無不良反應(yīng)，死亡率下降。隨著影像學(xué)的發(fā)展，磁共振波成像可進(jìn)一步闡明此項(xiàng)變化的原因。

1技術(shù)及原理

磁共振波譜 (MRS) 是利用核磁共振基本成像原理及其化學(xué)位移和自旋耦合現(xiàn)象 (原子核自旋磁矩之間的相互作用)，在活體上無創(chuàng)傷地測(cè)定能量代謝和體內(nèi)化合物的唯一一種檢測(cè)技術(shù)。其通過不同的局部代謝產(chǎn)物表明病情在不同時(shí)期的代謝情況[2]。根據(jù)化學(xué)物質(zhì)分為氫質(zhì)子譜和磷質(zhì)子譜，而對(duì)于急性缺血性卒中主要以氫質(zhì)子譜作為研究，H-MRS 可以檢測(cè)到 N-乙酰天門冬氨酸 (NAA)、 乳酸 (Lac)、 膽堿化合物(Cho)、 總肌酸 (Cr)等代謝物的信號(hào)，其中 NAA、 Lac、 Cho、 Cr是 4 種常見代謝物質(zhì)，通?？刹捎媒^對(duì)定量數(shù)值或用信號(hào)強(qiáng)度比值兩種方法來反映其濃度變化。而Cr不同代謝條件下比較穩(wěn)定，常被作為參照值來衡量其他代謝物的含量[3]。 通常以NAA完全位于神經(jīng)元胞體和突觸中 NAA含量直接反映神經(jīng)元的密度及其活性，可以間接反映神經(jīng)元丟失或機(jī)能受損。Lac在腦組織出現(xiàn)缺血缺氧時(shí)，其水平顯著升高，MRS可以檢測(cè)到特征性的雙峰。Cho是膽堿卵磷脂和甘油磷酸膽堿等的前驅(qū)物質(zhì)，它主要反映神經(jīng)膠質(zhì)的變化。故此項(xiàng)檢查可作為評(píng)價(jià)亞低溫治療的一種手段。

1987年Busto等[4]研究表明，全身亞低溫可具有腦保護(hù)作用后，隨后進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研也證實(shí)亞低溫干預(yù)急性缺血性腦卒中可能減輕“瀑布式”缺血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，腦損傷后病理?yè)p害的程度，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)[5，6]。亞低溫技術(shù)治療急性顱腦損傷和保護(hù)缺血腦細(xì)胞的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。亞低溫治療有可能延緩或延遲急性腦梗死的病理?yè)p傷過程[7]，其主要機(jī)制是抑制急性缺血后的腦細(xì)胞壞死，且減少以凋亡為主要的遲發(fā)性神經(jīng)元變性或死亡。其機(jī)制可分為：①降低腦細(xì)胞功能代謝：全身亞低溫治療可使血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變，使血流速度減緩，可減少ATP和葡萄糖的利用；②降低腦耗氧量：減少乳酸代謝，并減少鈣離子內(nèi)流，抑制鎂離子水平下降，減少腦細(xì)胞內(nèi)鈣超載，減少神經(jīng)元壞死和凋亡，促進(jìn)細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)；可部分緩解腦血管痙攣，提高腦血流量，以達(dá)到實(shí)施保護(hù)腦細(xì)胞，并促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)；③減少細(xì)胞毒性物質(zhì)的釋放：其主要減少白三烯、緩激肽，降低興奮性神經(jīng)遞質(zhì)釋放，并減輕腦水腫；④保護(hù)血-腦脊液屏障：減輕腦血管源性腦水腫，減少自由基的產(chǎn)生，避免自由基堆積對(duì)腦細(xì)胞的損害作用。Colbourne等[8]研究發(fā)現(xiàn)，亞低溫治療在神經(jīng)元存活數(shù)量方面的顯著差異，為遠(yuǎn)期腦保護(hù)機(jī)制提供了形態(tài)學(xué)支持。亞低溫治療腦梗死具有減少腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白破壞，促進(jìn)腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)，阻斷腦缺血再灌注后的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，減輕缺血后腦梗死灶和腦水腫，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，顯著改善腦缺血的遠(yuǎn)期神經(jīng)功能[9，10]。亞低溫治療腦梗死患者的臨床效果少見報(bào)道，并且無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)衡量其有效性。但大量結(jié)果表明，亞低溫聯(lián)合常規(guī)藥物治療可以顯著提高患者的神經(jīng)功能、運(yùn)動(dòng)功能和日常生活能力，對(duì)缺血性腦血管病具有較好的腦保護(hù)作用；而磁共振波譜出現(xiàn)使亞低溫治療急性腦梗死不同時(shí)間代謝情況的研究成為可能。

2MRS在亞低溫治療腦梗死中的應(yīng)用

通過磁共振波譜對(duì)代謝物進(jìn)行波譜掃描，可以了解顱內(nèi)缺血的程度。急性缺血性腦卒中發(fā)生后，相應(yīng)動(dòng)脈走行區(qū)的生理、 生化及內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致其不同代謝物的含量亦發(fā)生變化。 急性缺血后首先觀察到的異常改變是Lac水平升高[11]。故Lac認(rèn)為是梗死開始階段最敏感的標(biāo)記物，其升高反映了腦供氧不足。而NAA含量直接反映神經(jīng)元的密度及其活性，其減少反映神經(jīng)元丟失或機(jī)能受損Lac在腦梗死中的變化乳酸為糖酵解產(chǎn)物，化學(xué)位移位于1.33 ppm。正常腦組織內(nèi)Lac水平很低，其含量不能為譜線顯示。當(dāng)急性缺血性卒中出現(xiàn)后腦組織處于缺血缺氧狀態(tài)時(shí)，Lac水平顯著升高，磁共振波譜可以檢測(cè)到其特征性的雙峰曲線。標(biāo)志著腦組織局部血流灌注低，正常細(xì)胞內(nèi)氧化呼吸抑制而糖酵解加強(qiáng)，是早期腦梗死的敏感指標(biāo)[12]。同樣對(duì)于亞低溫治療在3 d內(nèi)可降低Lac峰值，表明亞低溫干預(yù)在急性期內(nèi)有可能延緩腦細(xì)胞代謝，可部分糾正高血糖、高乳酸血癥，這與前人關(guān)于腦組織和腦脊液乳酸結(jié)果相一致[13，14]；也可認(rèn)為其具有減輕缺血再灌注損傷[15，16]，減輕腦水腫，降低顱內(nèi)壓。但對(duì)于急性期后Lac峰值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能與患者顱內(nèi)缺血再灌注有關(guān)。表明亞低溫能更好地保護(hù)大腦皮質(zhì)及深部腦組織。

NAA主要存在于神經(jīng)元的胞體和軸突內(nèi)，反映神經(jīng)元和軸索的密度和功能狀態(tài)[17]，能敏感地反映神經(jīng)元的功能及殘存神經(jīng)元狀態(tài)；其化學(xué)位移位于2.02 ppm。其波峰在波譜中最高[18]。據(jù)研究表明，腦梗死灶內(nèi)NAA均進(jìn)行性減少，但下降時(shí)間并不一致。對(duì)于不完全前循環(huán)梗死、后循環(huán)梗死患者，通過磁共振波譜研究表明，亞低溫治療能夠延緩降低梗死區(qū)域NAA。對(duì)于完全前循環(huán)梗死，NAA值部分患者差異不明顯，通過數(shù)字減影血管造影(DSA)證明這部分患者有豐富側(cè)支循環(huán)代償有關(guān)，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；這與Beauchamp等的研究不同病例NAA下降程度不完全一樣，在腦梗死各時(shí)期NAA下降幅度未見明顯差異的結(jié)果相一致[19]。

3展望

亞低溫治療能夠顯著改善缺血性卒中患者的神經(jīng)功能，可促進(jìn)患者肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。但過多研究只局限于量表的測(cè)定，而無明顯顱內(nèi)代謝情況判定。而MRS 是唯一能夠無創(chuàng)、客觀反映腦內(nèi)神經(jīng)生化代謝情況的分析技術(shù)，是一種人體組織代謝物質(zhì)無創(chuàng)性檢測(cè)技術(shù)，故可兩者結(jié)合進(jìn)一步評(píng)價(jià)患者顱內(nèi)代謝情況，指導(dǎo)治療。但需進(jìn)一步多中心、大樣本研究確定其可行性進(jìn)展。

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(本文編輯王雅潔)

收稿日期：(2014-07-18)

通訊作者：劉廣忠，E-mail：642531216@qq.com

中圖分類號(hào)：R743R255

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.3969/j.issn.1672-1349.2015.13.011

文章編號(hào)：1672-1349(2015)13-1503-03

作者單位：延安大學(xué)附屬醫(yī)院( 延安 716000)，E-mail：642531216@qq.com