炎代謝物的檢測價值分析

1.湖南省長沙市中心醫(yī)院放射科(湖南 長沙 410004)

2.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院(湖南 長沙 410004)

廖榮信1 譚長連2 張亞林1鄒高偉1 周理超1

MRI是早期診斷結(jié)核性腦膜腦炎的重要方法之一。關(guān)于結(jié)核性腦膜腦炎在常規(guī)MRI檢查序列上的表現(xiàn)，既往文獻(xiàn)報道較多。但采用3.0T二維多體素MRS對結(jié)核性腦膜腦炎代謝物變化情況的研究較少、且不成熟。本研究試圖通過對結(jié)核性腦炎的二維多體素MRS檢測分析，探討結(jié)核性腦炎的代謝物濃度變化規(guī)律，給臨床早期診斷提供可靠科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 研究對象搜集2014年5月至2016年1月間在本院門診或住院、根據(jù)Thwaites2004版結(jié)核性腦炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]確診為結(jié)核性腦炎的43例病例，43例患者中男28例，女15例，年齡6～65歲，平均年齡(37.3±15.7)歲。本組病例均經(jīng)腦脊液抗酸染色查找抗酸桿菌陽性或腦脊液培養(yǎng)結(jié)核桿菌陽性，其中腦脊液抗酸桿菌陽性患者18例，腦脊液培養(yǎng)結(jié)核桿菌陽性患者25例。

對43例患者各選取一處同時滿足以下條件的病灶納入研究分析：(1)腦內(nèi)病灶范圍大于設(shè)備選取的最小感興趣區(qū)體素(10mm×10mm×10mm)；(2)病灶磁共振圖像清晰，波譜譜線質(zhì)量合格，半高峰寬小于20，能進(jìn)行有效分析。

1.2 MRI檢查技術(shù)采用荷蘭Philips Ingenia 3.0T超導(dǎo)磁共振成像儀對所有研究對象依次進(jìn)行常規(guī)橫斷位、冠狀位及矢狀位成像和增強(qiáng)橫斷位、冠狀位及矢狀位成像，最后進(jìn)行MRS檢測分析。

常規(guī)檢查采用TlWI-IR-TSE(TR2000ms，TE20ms，IR delay 800ms)、T2WI-TSE(TR2232ms，TE70ms)、T2WI-FLAIR(TR6000ms，TE130ms，IR delay 2000ms)。增強(qiáng)檢查采用TlWI-FFE(TR187ms，TE4.6ms)。FOV均為230mm×184mm×125mm，層厚均為6mm。

1H-MRS檢測分析利用增強(qiáng)T1WI-FFE序列無角度橫斷位圖作為三維空間定位，采用1H-MRS的多體素2D定位序列，點(diǎn)分辨波譜分析法(TR2000ms，TE144ms)。

本研究以病灶強(qiáng)化區(qū)域作為病變實(shí)性區(qū)，1H-MRS病變實(shí)性區(qū)ROI的選擇要求盡量靠近病灶強(qiáng)化中心，避開病灶內(nèi)壞死區(qū)及病灶周圍水腫區(qū)。病灶周圍水腫區(qū)ROI的選擇要求盡量位于水腫中心，避開鄰近病灶和正常腦實(shí)質(zhì)。健側(cè)正常參照區(qū)按照映像對稱原則選定。ROI體素為10mm×10mm×10mm。

1.3 圖像分析方法及數(shù)據(jù)的采集與計算方法利用磁共振成像儀圖像后處理工作站spectroview AW9042波譜分析軟件得到感興趣的病灶區(qū)、病灶周圍水腫區(qū)及健側(cè)正常參照區(qū)的MRS圖譜。采集化學(xué)位移為3.220ppm的膽堿(choline，Cho)、3.030ppm的肌酸(creatine，Cr)、1.300ppm的乳酸鹽(lactate，Lac)和2.010ppm的N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)等代謝物波譜波峰下面積，并計算每個感興趣區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的比值，得出結(jié)核性腦炎病例各設(shè)定感興趣區(qū)域代謝物比值的均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析所得感興趣區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr的比值均采用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理分析，統(tǒng)計分析結(jié)果以(±s)表示。采用配對樣本均數(shù)差別的t檢驗(yàn)，統(tǒng)計結(jié)果以P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.01差異有顯著性。

2 結(jié) 果

2.1 結(jié)核性腦炎的1H-MRS波譜圖表現(xiàn)結(jié)核性腦炎病例波譜譜線圖顯示，在43例結(jié)核性腦炎病例中，所有被檢測的結(jié)核結(jié)節(jié)強(qiáng)化病灶區(qū)的Cho峰明顯升高，Cr峰下降，NAA峰明顯下降，其中有29例結(jié)核性結(jié)節(jié)強(qiáng)化病灶區(qū)出現(xiàn)高尖Lip峰(如圖1)；水腫區(qū)的Cho峰升高，Cr峰不變或稍有下降，NAA峰下降。

2.2 結(jié)核性腦炎病灶、周圍水腫及對照區(qū)域NAA/Cr比值的比較見表1。

表1 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物NAA/Cr均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

表1 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物NAA/Cr均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

±s N t P對1 病變實(shí)性區(qū) 1.09±0.50 43 -3.50 0.002病灶對照區(qū) 1.45±0.37 43對2 病變實(shí)性區(qū) 1.09±0.50 43 -0.86 0.398周圍水腫區(qū) 1.18±0.43 43對3 周圍水腫區(qū) 1.18±0.43 43 -2.35 0.028水腫對照區(qū) 1.36±0.38 43

2.3 結(jié)核性腦炎病灶、周圍水腫及對照區(qū)域Cho/Cr比值的比較見表2。

表2 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物Cho/Cr均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

表2 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物Cho/Cr均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

s N t P對1 病變實(shí)性區(qū) 2.26±1.66 43 3.86 0.001病灶對照區(qū) 0.94±0.18 43對2 病變實(shí)性區(qū) 2.26±1.66 43 2.64 0.015周圍水腫區(qū) 1.54±1.03 43對3 周圍水腫區(qū) 1.54±1.03 43 2.76 0.011水腫對照區(qū) 0.93±0.14 43

2.4 結(jié)核性腦炎病灶、周圍水腫及對照區(qū)域NAA/Cho比值的比較見表3。

表3 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物NAA/Cho均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

表3 結(jié)核性腦炎各區(qū)代謝物NAA/Cho均值和標(biāo)準(zhǔn)差(±s)

±s N t P對1 病變實(shí)性區(qū) 0.93±0.63 43 -4.64 0.000病灶對照區(qū) 1.37±0.57 43對2 病變實(shí)性區(qū) 0.93±0.63 43 -2.03 0.055周圍水腫區(qū) 1.14±0.66 43對3 周圍水腫區(qū) 1.14±0.66 43 -4.28 0.000水腫對照區(qū) 1.49±0.60 43

以健側(cè)正常參照區(qū)腦實(shí)質(zhì)為對照組，分別計算結(jié)核性腦炎病灶區(qū)、周圍水腫區(qū)及健側(cè)正常參照區(qū)腦實(shí)質(zhì)的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho值，將數(shù)值分類輸入SPSS19.O統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，結(jié)核性腦炎病灶區(qū)與健側(cè)正常參照區(qū)腦實(shí)質(zhì)代謝物含量比值比較，NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho值之間的差異均有顯著性(P＜0.01)；結(jié)核性腦炎病灶區(qū)與周圍水腫區(qū)代謝物含量比值比較，NAA/Cr、NAA/Cho值之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)、Cho/Cr值的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；周圍水腫區(qū)與健側(cè)正常參照區(qū)腦實(shí)質(zhì)代謝物含量比值比較，NAA/Cr、Cho/Cr值之間的差異都具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，而NAA/Cho值的差異有顯著性(P＜0.01)，如表1-3)。

圖1 結(jié)核結(jié)節(jié)強(qiáng)化病灶區(qū)的Cho峰明顯升高，Cr峰下降，NAA峰下降，同時出現(xiàn)高尖Lip峰。

本次研究表明，結(jié)核性腦炎病灶與病灶周圍水腫區(qū)作比較，NAA/Cr和NAA/Cho值無統(tǒng)計學(xué)差異，Cho/Cr值具有統(tǒng)計學(xué)差異，而病灶周圍水腫區(qū)與健側(cè)正常參照區(qū)腦實(shí)質(zhì)比較，NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr值均有統(tǒng)計學(xué)差異，并且說明，結(jié)核性腦炎病灶周圍水腫區(qū)也存在病理性波譜。

3 討 論

MRS技術(shù)以其無創(chuàng)傷性、可重復(fù)性及動態(tài)的從分子水平對病變進(jìn)行研究，而在臨床上日益受到重視，并被用于結(jié)核性腦炎的影像學(xué)診斷研究[2]，以期能夠?qū)Y(jié)核性腦炎的病情變化情況提供準(zhǔn)確的代謝信息，為臨床診斷和治療方案的選擇提供有力依據(jù)。

結(jié)核性腦炎是因?yàn)榻Y(jié)核桿菌在腦實(shí)質(zhì)內(nèi)繁殖，使腦實(shí)質(zhì)發(fā)生非化膿性慢性肉芽腫性病變，從而導(dǎo)致病變區(qū)在1H-MRS波譜中各代謝物的峰值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。

本研究顯示所有被檢測的結(jié)核性腦炎病灶中NAA值都有明顯下降，因NAA僅存在于正常的神經(jīng)元中，是神經(jīng)元數(shù)量和生存的標(biāo)志物，其含量的降低說明結(jié)核性腦炎病灶中神經(jīng)元細(xì)胞被破壞，并且其含量下降的程度與神經(jīng)元細(xì)胞破壞的多少呈正相關(guān)，且有高度敏感性，但不具有特異性，因所有造成神經(jīng)元損傷的疾病均可導(dǎo)致NAA的降低。

以前較多研究結(jié)論[3-4]得出Cr含量在各種病理生理狀態(tài)下較為穩(wěn)定，因此把它作為其他代謝物含量的參照值。也有部分學(xué)者[5]認(rèn)為其在病理狀態(tài)下常常是降低的。例如惡性腫瘤或腦梗塞以及其他相對缺血性疾病，可以減少Cr含量，這是由于腫瘤細(xì)胞快速增殖導(dǎo)致大量的能量消耗或血管堵塞從而導(dǎo)致組織缺血有關(guān)。在本研究中發(fā)現(xiàn)，周圍無水腫或水腫輕的均勻強(qiáng)化的實(shí)性病灶內(nèi)Cr含量稍降低，但周圍水腫明顯的實(shí)性病灶內(nèi)其含量減少相對明顯，可能是病灶內(nèi)細(xì)胞呈高代謝導(dǎo)致能量消耗。而環(huán)形強(qiáng)化的結(jié)核結(jié)節(jié)中心干酪樣壞死區(qū)Cr波峰表現(xiàn)明顯降低，甚至消失。因此，本人認(rèn)為在腦內(nèi)不同疾病中Cr含量能否作為其它代謝成分含量的參照值，還需要更深入的研究和分析。

Cho的變化與NAA呈現(xiàn)不同表現(xiàn)，結(jié)核性腦炎患者的均勻強(qiáng)化的結(jié)核結(jié)節(jié)波譜顯示病灶內(nèi)Cho的峰值有升高，而在環(huán)形強(qiáng)化的結(jié)核結(jié)節(jié)的中心干酪性壞死區(qū)卻表現(xiàn)為降低。Cho的升高提示病灶中細(xì)胞膜的合成與代謝活躍，細(xì)胞膜的分裂增殖旺盛[6]，其原因可能為結(jié)核性腦炎病灶中的結(jié)核結(jié)節(jié)是一種炎性肉芽組織,結(jié)節(jié)內(nèi)含豐富的炎性細(xì)胞、纖維母細(xì)胞、郎罕氏細(xì)胞及膠原纖維，因細(xì)胞密度大且細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能活躍，導(dǎo)致Cho升高。

本組研究結(jié)果顯示，部分病例波譜在0.9-1.3ppm間可見尖銳的Lip波峰，此波峰出現(xiàn)在所有環(huán)形強(qiáng)化的結(jié)核結(jié)節(jié)病灶中，尚有部分均勻強(qiáng)化的結(jié)核結(jié)節(jié)中也見該峰的顯示，與文獻(xiàn)報道相一致[7]。分析認(rèn)為主要有以下三方面的因素：一是結(jié)核結(jié)節(jié)中發(fā)生類脂質(zhì)的干酪樣壞死，壞死物中含大量游離脂質(zhì)；二是病灶中大量以淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞為主的炎性細(xì)胞的浸潤，這些細(xì)胞膜上含有脂質(zhì)，同時細(xì)胞膜脂質(zhì)成分更新加快[8-9]；三是郎罕氏巨細(xì)胞吞噬了大量含脂質(zhì)較豐富的結(jié)核桿菌[10]或游離脂質(zhì)顆粒。Lip峰的升高被認(rèn)為是結(jié)核瘤波譜的特征性表現(xiàn)[7,10]。有研究表明[11]，腦膿腫和腦內(nèi)惡性腫瘤中也可出現(xiàn)Lip峰的升高，但腦膿腫內(nèi)伴有氨基酸(amino acid，AA)峰出現(xiàn)，而惡性腦腫瘤內(nèi)的Cho峰明顯高于結(jié)核結(jié)節(jié)；同時，腦膿腫及腦內(nèi)惡性腫瘤中常常有Lac峰的升高[7,12]，而本組所有被檢測的病灶中均未見可靠Lac波峰和AA波峰的出現(xiàn)。Lac波峰的缺失說明結(jié)核性腦炎中幾乎不存在無氧酵解，不出現(xiàn)AA峰是因?yàn)榻Y(jié)核性結(jié)節(jié)中沒有細(xì)菌產(chǎn)生的多種溶蛋白酶，不能使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸。借此可以對結(jié)核結(jié)節(jié)、腦膿腫和惡性腦腫瘤進(jìn)行鑒別診斷，尤其是對中心有干酪樣壞死的環(huán)形強(qiáng)化結(jié)核結(jié)節(jié)更加可靠。結(jié)核性腦炎病灶區(qū)的MI和Glx峰值與正常腦組織中的含量無明顯變化。

由此可見，多體素2D1H-MRS能夠檢測結(jié)核性腦炎代謝物的變化，給結(jié)核性腦炎的診斷提供了病變的代謝信息，是常規(guī)MRI影像檢查的有益補(bǔ)充。

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