磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用價值

●韓晶 程敬亮

磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用價值

●韓晶 程敬亮

磁共振波譜是一種量化分析組織物質(zhì)改變的技術(shù)，N-乙酰天門冬氨酸、肌酸、膽堿、肌醇、乳酸、脂質(zhì)、谷氨酸及谷氨酰胺復(fù)合物體素特征，與“亨特角”波譜圖特征在腦腫瘤、腦創(chuàng)傷、癡呆等疾病診斷中有較高的價值。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾??；磁共振波譜；診斷

中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病主要包括腦血管病、顱內(nèi)腫瘤、脊髓炎、癡呆癥等，是臨床常見病，危害較大，是人類死亡、殘障的重要病因之一，影像學(xué)檢查在神經(jīng)系統(tǒng)的診斷、病因分析、臨床研究中發(fā)揮重要作用。磁共振波譜成像是一種MRI成像技術(shù)，成像過程中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，通過射頻線圈感應(yīng)磁場中特點震蕩頻率變化，這種變化被MRI設(shè)備捕捉產(chǎn)生了磁共振波譜。磁共振波譜能夠反映組織分子化學(xué)、幾何變化，從而診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變。本次研究試就磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用價值進(jìn)行概述。

1 磁共振波譜的臨床意義

磁共振波譜是一種無創(chuàng)的檢查方式，能夠量化生物組織的生物化學(xué)物質(zhì)，總體而言一次MRS掃描信號幅值和重建后的波譜合成峰、掃描過程中的共振原子核數(shù)與物質(zhì)數(shù)量成正相關(guān)，這樣峰值及其模式便能夠直接反映被掃描區(qū)域的代謝物含量。水是人體H元素含量最多的代謝物，MRS能夠顯示水分的含量，但考慮水含量不具有臨床意義，在實際應(yīng)用中需要將水含量減到最低，以更好的觀察感興趣的代謝物。在病理生理變化過程中，會發(fā)生復(fù)雜的生物化學(xué)變化，從而產(chǎn)生不同的代謝物成分變化，這種變化為MRS分析奠定了基礎(chǔ)。

2 磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中價值

MRS采集自預(yù)先設(shè)計的體素，采集包括單體素采集、多體素采集兩個模式。MRS信號來源于組織中不同代謝物中含有的質(zhì)子，不同分子中不同質(zhì)子有特定的共振頻率。學(xué)術(shù)界對神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的代謝物質(zhì)及其共振頻率進(jìn)行了廣泛的研究：①N-乙酰天門冬氨酸，共振峰2.20ppm，其廣泛存在于腦神元、鞘突細(xì)胞、髓鞘中，在神經(jīng)元線粒體中合成，其是神經(jīng)元標(biāo)志物，NNA峰值下降，提示出現(xiàn)神經(jīng)元或軸突共不全，在腦腫瘤、腦卒中、癲癇、癡呆中，NAA水平顯著低于正常人，不同年齡段的NAA水平也存在顯著差異，其上升僅見于遺傳因素所致海綿狀腦白質(zhì)營養(yǎng)不良癥狀，NAA對腦損傷診斷、嚴(yán)重程度判斷有重要作用；②肌酸，共振峰在3.03ppm、3.94ppm，是大腦能量代謝的標(biāo)志物，該指標(biāo)下降提示細(xì)胞死亡速度上升，被廣泛用于急性腦損傷特別是腦缺氧缺血損傷、腦外傷的診斷，在正常人中大腦Cr水平非常穩(wěn)定，與其他代謝物含量比值可反映腦損傷狀態(tài)，但需注意的是，MRS中Cr峰還包括磷酸肌酸，兩者可互相轉(zhuǎn)換，極少數(shù)情況下先天性代謝異常也會導(dǎo)致肌酸明顯下降[2]；③膽堿，共振峰在3.21ppm、3.53ppm，其反映細(xì)胞膜的更新狀態(tài)，有報道顯示其與腦膜病變關(guān)系密切，腦腫瘤患者膽堿水平顯著上升，這與腦腫瘤患者細(xì)胞的更新代謝速度加快有關(guān)，多見于腦腫瘤、腦白質(zhì)營養(yǎng)不良、多發(fā)性硬化；④肌醇，共振峰3.55ppm，是神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物，在腦膠質(zhì)瘤中肌醇顯著上升，同時有報道顯示艾滋病出現(xiàn)顱內(nèi)并發(fā)癥、癡呆、阿爾海默茲病中，肌醇也顯著上升，其對肝性腦病、低血鈉性腦綜合征具有較高的特異性診斷價值；⑤脂質(zhì)，波峰主要在0.9～1.5ppm之間，其廣泛存在于頭皮脂肪、顱骨間、大腦中，波峰容易受到干擾，但對于非顱內(nèi)創(chuàng)傷患者而言，脂質(zhì)能夠反映顱內(nèi)病變，脂質(zhì)與腫瘤關(guān)系密切，腦腫瘤中往往預(yù)示硬化，創(chuàng)傷中預(yù)示神經(jīng)損傷；⑥乳酸，波峰在1.33pmb，一般情況下其不可見，但在缺氧環(huán)境下，乳酸含量會明顯上升，與局部缺氧缺血關(guān)系密切，少部分腫瘤也可能引起乳酸水平上升，但需注意的是腦脊液中也有一些乳酸，會干擾診斷效用，在腫瘤中乳酸上升往往與腫瘤侵襲性、膿腫有關(guān)；⑦谷氨酸及谷氨酰胺復(fù)合物，與腦卒中、淋巴瘤、缺氧關(guān)系密切。需注意的是，波譜圖上的圖像特征也有較高的診斷價值，如“亨特角”，簡單直觀，腦腫瘤患者亨特角翻轉(zhuǎn)，阿爾茲海默患者亨特角平坦。

3 磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具體應(yīng)用

3.1 單體素波譜成像與多體素成像

單體素波譜成像采用三個互相垂直的層面選擇脈沖，采集三個層面均相交的點或體素信號，可對給定腦區(qū)進(jìn)行檢查，從而給出診斷意見，主要用于病灶延伸區(qū)域的診斷，但對感興區(qū)域檢查會增加檢查時間。多體素成像可一次采集較大的范圍，能夠繪制給定區(qū)域的多個體素的代謝物曲線。但多體素成像仍有較大的缺陷，需要與正常數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，迄今為止尚未建立正常的多體素數(shù)據(jù)庫，多體素檢查的重復(fù)性較差，同時敏感性不足。如對于顱內(nèi)腫瘤，膽堿改變可較正常水平上升100-200%，但對于阿爾茲海默病，N-乙酰天門冬氨酸、肌醇改變在15%才可診斷，多體素對于變異診斷敏感性不足。臨床上，通常采用多體素成像采集長回波，但可能導(dǎo)致肌醇等重要代謝物質(zhì)缺失，故臨床常采用單體素與多體素成像聯(lián)合使用[3]。

3.2 整體以及局部磁共振波譜

在進(jìn)行局部磁共振波譜成像時，每例中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變患者病灶部位不盡相同，在進(jìn)行成像時，進(jìn)行位置優(yōu)化非常重要。在進(jìn)行成像盡量避免大腦表面，從而排除顱骨、腦膜中的脂質(zhì)成分干擾，降低誤差。對于壞死區(qū)域，腫瘤壞死區(qū)域也往往還有脂質(zhì)成分，需要將體素放置位置轉(zhuǎn)移到病灶邊緣，病灶邊緣譜線質(zhì)量往往較高，盡管并不能反映完全部分容積效應(yīng)，但有較高的臨床價值。血液中的鐵血紅素能夠干擾大腦組織信號，創(chuàng)傷、術(shù)后腦組織或壞死腦區(qū)局部血流量增加，會導(dǎo)致譜線偽影。

對于整體的磁共振波譜，擺位是固定的，通過體表解剖定位能夠降低檢查的重復(fù)性，單體素成像一般選擇扣帶回后部，這是腦內(nèi)最均值的部分，具較高質(zhì)量的譜線，可用于診斷癡呆、創(chuàng)傷性腦損傷、帕金森病、顱內(nèi)代謝紊亂、精神分裂癥、肝性腦病等疾病。

4 小結(jié)

磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中有較高的價值，但目前仍有許多基礎(chǔ)問題未能得到解決，缺乏局部、整體單體素以及多體素圖譜數(shù)據(jù)庫，無法有效的開展對比研究，限制量化分析。今后有必要利用信息技術(shù)，建立數(shù)據(jù)庫，加強(qiáng)病理學(xué)研究，深入分析病變與物質(zhì)成分化學(xué)變化之間的相關(guān)性研究，指導(dǎo)磁共振波譜的臨床應(yīng)用，最大程度發(fā)揮該技術(shù)的特點。

（作者單位：鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院）

[1]Lin AP, Liao HJ, Merugumala SK, et al. Metabolic imaging of mild traumatic brain injury[J]. Brain Imaging Behav ,2012,6(2):208-223

[2]王永奇,殷玉梅,孟凡蓮,等.H-MRS在腦膜瘤診斷及各亞型分型中的應(yīng)用[J].實用放射學(xué)雜志,2011,27(10):1469-1472

[3]陳兵，李輝，李春花，等.擴(kuò)散加權(quán)成像和波譜分析在原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤中的應(yīng)用[J].寧夏醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2015，37(3):272-276.

程敬亮