磁共振波譜和擴散張量成像在頸內(nèi)動脈狹窄性短暫性腦缺血發(fā)作中的應(yīng)用研究

王潔　　董海波　　陳峰

[摘要] 目的 研究磁共振波譜成像（MRS）及磁共振擴散張量成像（DTI）對單側(cè)頸內(nèi)動脈（ICA）狹窄性短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）的影像學(xué)評估價值。 方法 選取35例經(jīng)數(shù)字減影血管造影（DSA）證實為單側(cè)ICA 重度狹窄的TIA 患者，對其進行常規(guī)頭顱MR、MRS及DTI檢查。比較狹窄側(cè)及對側(cè)半卵圓中心區(qū)腦內(nèi)代謝物N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿（Cho）、肌酸（Cr）和乳酸（Lac）的濃度值。比較狹窄側(cè)及對側(cè)額葉、頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值的差異。 結(jié)果 35例TIA患者半卵圓中心區(qū)層面雙側(cè)腦代謝存在差異，ICA狹窄側(cè)NAA降低、Cho升高，與對側(cè)相應(yīng)區(qū)域比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。兩側(cè)Cr變化不明顯，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。ICA狹窄側(cè)額葉、頂葉、內(nèi)囊后肢FA值較對側(cè)降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。而枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢FA值變化不明顯，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。 結(jié)論 聯(lián)合應(yīng)用MRS、DTI技術(shù)可提示TIA患者腦組織生物代謝的改變及腦白質(zhì)缺血受損情況，為臨床及時采取有效的治療措施提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 磁共振波譜成像；擴散張量成像；頸內(nèi)動脈狹窄；短暫性腦缺血發(fā)作

[中圖分類號] R743.3 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）17-0095-04

Imaging value of magnetic resonance spectroscopy（MRS） and magnetic resonance diffusion tensor imaging（DTI） in diagnosis for unilateral internal carotid artery （ICA） narrow transient ischemic attack （TIA）

WANG Jie1 DONG Haibo1 CHEN Feng2

1.Radiology Department， Ningbo City Medical Treatment Center Lihuili Hospital， Ningbo 315040， China； 2.Department of Neurology， Ningbo City Medical Treatment Center Lihuili Hospital， Ningbo 315040， China

[Abstract] Objective To explore the imaging value of Magnetic Resonance Spectroscopy（MRS） and Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging （DTI） in diagnosis for unilateral internal carotid artery （ICA） narrow transient ischemic attack （TIA）. Methods 35 patients who had been diagnosed as TIA of severe unilateral ICA stenosis by digital subtraction angiography （DSA） were selected and detected by routine MR， MRS and DTI examination of head. We compared the concentrations of intracerebral metabolites including N-acetyl aspartic acid （NAA）， choline （Cho）， creatine （Cr） and lactic acid（Lac） on the stenotic side and the contralateral centrum ovale， as well as the value of FA of frontal lobe， parietal lobe， occipital lobe，temporal lobe， inner capsule forelimb and inner capsule posterior limb on stenotic side and contralateral side. The concentration on narrow side of NAA was lower and that of Cho was higher compared to the contralateral side and these differences were significant. Results There was significant difference in metabolism between the two sides of centrum ovale of the 35 cases with TIA（P<0.05）. There was no significant difference in the change of Cr concentration（P>0.05）. The FA values of frontal lobe， parietal lobe and inner capsule posterior limb on stenotic side were relatively lower than those on contralateral side and the differences were significant（P<0.05）. However， there was no significant difference in the FA values of occipital lobe， temporal lobe and inner capsule forelimb between the two sides（P>0.05）. Conclusion Combined application of MRS and DTI technology can prompt changes in brain tissue metabolism and white matter ischemia in TIA patients， which provides evidence for effective clinical treatment.

[Key words] Magnetic resonance spectroscopy（MRS）； Diffusion tensor imaging（DTI）； Internal carotid artery（ICA）； Transient ischemic attack

短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）是頸內(nèi)動脈或椎-基底動脈系統(tǒng)發(fā)生短暫性血液供應(yīng)不足，引起局灶性腦缺血導(dǎo)致突發(fā)的、短暫性、可逆性的神經(jīng)功能障礙[1]。頸內(nèi)動脈（internal carotid artery，ICA）狹窄或閉塞是引起TIA的主要原因[2]。TIA患者是發(fā)生卒中的高風(fēng)險人群，發(fā)病7 d內(nèi)的卒中風(fēng)險為4%～10%，90 d卒中風(fēng)險為10%～20%。因此TIA的早期診斷和有效治療有著重要的臨床意義[3]。而TIA在常規(guī)頭顱MRI上通常無異常表現(xiàn)，臨床上主要依據(jù)癥狀及病史進行診斷，缺乏客觀的影像學(xué)依據(jù)。近年來功能磁共振技術(shù)在腦缺血性疾病的研究中廣泛應(yīng)用，對其臨床診治有一定幫助。本研究通過磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）及磁共振擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）等多模態(tài)MRI的聯(lián)合運用，對頸內(nèi)動脈狹窄性TIA患者的腦組織代謝的改變及腦白質(zhì)缺血受損情況進行研究，并探討其臨床應(yīng)用價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月～2017年5月在我院神經(jīng)內(nèi)科就診的35例TIA患者作為研究對象，其中男19例，女16例，年齡45～79歲，平均（69.3±9.1）歲。納入標準：有反復(fù)急性發(fā)作單側(cè)肢體乏力、感覺障礙、一過性黑矇、言語障礙等腦缺血癥狀，且24 h內(nèi)癥狀消失；常規(guī)頭顱MR檢查未見異常；DSA證實單側(cè)ICA重度狹窄，即單側(cè)ICA狹窄程度為>70%，對側(cè)ICA無狹窄或狹窄程度≤30%。排除標準：顱腦損傷患者；合并腫瘤患者；有抑郁癥、精神疾病病史及癡呆患者；嚴重心、肝、腎功能不全的患者；無法配合完成MRI檢查的患者。

1.2 磁共振檢查

（1）常規(guī)頭顱MR平掃：軸位T1 Flair：TR 1750 ms，TE 24 ms，TI 780 ms；軸位PROPELLER T2：TR 9367 ms，TE 93 ms。FOV 24.0 cm ×24.0 cm，矩陣227×256。（2）MRS：以軸位T2WI作為MRS掃描定位像，采用PROBE-SI144序列，掃描控制FWHM≤20，水抑制≥95%，掃描感興趣區(qū)（region of interest，ROI）為半卵圓中心區(qū)，避開顱骨和腦脊液。TR 1000 ms，TE 144 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚10 mm，NEX=1。（3）DTI：采用SE-EPI序列，TR/TE=4500/minimum，矩陣128×128，F(xiàn)OV 24.0 cm×24.0 cm，層厚5 mm，層間距1 mm，b值1000 s/mm2，擴散敏感梯度場施加方向為25個。

1.3 圖像處理及觀察指標

（1）MRS：通過GE ADW工作站Functool軟件進行圖像后處理及分析。在半卵圓中心區(qū)ROI內(nèi)對稱選取ICA狹窄側(cè)及對側(cè)各5個體素，避開最邊緣及中線旁的腦溝。測定代謝產(chǎn)物為：N-乙?；扉T冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、膽堿類化合物（Cho），并計算NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr的比值，比較各個指標在ICA狹窄側(cè)及對側(cè)的差異。觀察有無Lac峰出現(xiàn)。（2）DTI：圖像后處理使用GE ADW工作站Functool軟件，在ICA狹窄側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢分別取ROI，測得患側(cè)FA（各向異性分數(shù)）值，ROI區(qū)域遠離腦脊液、腦溝回、腦皮質(zhì)，并通過鏡像方法在對側(cè)相應(yīng)位置設(shè)立對照區(qū)，測得對側(cè)FA值。觀察并比較狹窄側(cè)及對側(cè)額葉、頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，計量資料采用t檢驗比較，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 磁共振波譜成像結(jié)果

35例ICA狹窄性TIA患者（封三圖4）MRS均顯示NAA、Cho和Cr波峰。ICA狹窄側(cè)半卵圓中心區(qū)NAA值低于對側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=-11.262，P<0.05）；ICA狹窄側(cè)Cho值高于對側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=2.493，P<0.05）。ICA狹窄側(cè)NAA/Cho比值及NAA/Cr比值均低于對側(cè)，Cho/Cr比值高于對側(cè)（封三圖5A～5B），其差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。而ICA狹窄側(cè)及對側(cè)的Cr值變化無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。35例患者中僅有5例于病變側(cè)檢測到水平較低的Lac峰。

2.2 磁共振擴散張量成像結(jié)果

比較ICA狹窄側(cè)與對側(cè)各感興趣區(qū)的FA值，其中狹窄側(cè)額葉FA值為（0.363±0.016），對側(cè)FA值為（0.387±0.025）；狹窄側(cè)頂葉FA值為（0.382±0.021），對側(cè)FA值為（0.395±0.040）；狹窄側(cè)內(nèi)囊后肢FA值為（0.551±0.030），對側(cè)FA值為（0.567±0.046）。這三個部位狹窄側(cè)較對側(cè)FA值均有明顯降低（封三圖6A～6D），其差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。而兩側(cè)枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢FA值無明顯差異（P>0.05）。見表2。

3 討論

TIA是一種常見的腦血管疾病，美國卒中協(xié)會于2009年在《Stroke》上所發(fā)布的TIA新定義為：腦、脊髓或視網(wǎng)膜局灶性缺血所致的、未伴發(fā)急性梗死的短暫性神經(jīng)功能障礙。新定義著重于影像學(xué)上是否有急性腦梗死從而區(qū)分TIA與腦卒中，癥狀持續(xù)時間不再是診斷的關(guān)鍵[4-5]。TIA的病因及發(fā)病機制較為復(fù)雜，其中動脈粥樣硬化引起的頸內(nèi)動脈系統(tǒng)的血管狹窄是其主要病因之一[6]。Caplan等[7]報道ICA狹窄引起TIA發(fā)生率為64%。TIA患者在常規(guī)CT及MRI檢查中并無陽性表現(xiàn)，但由于ICA的狹窄或閉塞通常會導(dǎo)致腦內(nèi)血流動力學(xué)的改變，因此通過磁共振擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可使影像學(xué)檢查從形態(tài)學(xué)深入到腦功能及組織代謝水平，進一步評價TIA的臨床診斷治療和預(yù)后。

磁共振波譜（MRS）能早期無創(chuàng)性提供疾病的生化代謝信息，其將組織內(nèi)的化合物及代謝產(chǎn)物的峰值、化學(xué)濃度的微小變化通過數(shù)值波譜的形式表達出來，從而反應(yīng)組織細胞的代謝狀況。腦細胞的代謝異常通常遠早于缺血腦組織的形態(tài)學(xué)改變，因此MRS在TIA早期診斷及判斷療效和預(yù)后中均有重要價值[8]。MRS檢測的主要代謝物為：N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿類化合物（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸（Lac）等。NAA主要存在于成熟神經(jīng)元及其軸索中，是神經(jīng)元的內(nèi)標物，NAA的降低提示神經(jīng)元的缺損或功能異常。NAA主峰位于2.02 ppm處。Cho是乙酰膽堿和磷脂酰膽堿的前體，與細胞膜磷脂的分解和合成有關(guān)，參與細胞膜構(gòu)成。Cho共振峰位于3.20 ppm處。Cr包括肌酸和磷酸肌酸，是高能磷酸化合物的儲備以及ATP和ADP的緩沖劑。Cr在許多疾病的發(fā)展過程中相對穩(wěn)定，因此常作為一種參照物。Cr共振峰位于3.03 ppm處。Lac是無氧糖酵解的終產(chǎn)物，它的出現(xiàn)提示正常細胞的有氧呼吸被抑制[9]。Lac峰位于1.32 ppm，具有特殊形狀的“雙峰”，第二峰出現(xiàn)在4.1 ppm，常被抑制。本組TIA患者的MRS顯示ICA狹窄側(cè)較對側(cè)NAA降低，Cho升高，NAA/Cho、NAA/Cr比值降低，Cho/Cr比值升高，提示狹窄側(cè)腦內(nèi)存在代謝異常。

Rutger s等[10]對ICA閉塞患者的腦內(nèi)代謝情況作了研究，發(fā)現(xiàn)ICA閉塞側(cè)大腦半球雖然無梗死病灶，常規(guī)頭顱MR檢查亦無陽性改變，但MRS檢查發(fā)現(xiàn)患側(cè)NAA濃度較對側(cè)顯著降低，經(jīng)過一段時間的藥物治療后發(fā)現(xiàn)NAA能夠逐漸恢復(fù)，甚至到正常水平。NAA的降低說明缺血區(qū)神經(jīng)元出現(xiàn)了功能障礙或者死亡[11]，經(jīng)過治療恢復(fù)血供后，存在功能障礙的神經(jīng)元得以修復(fù)從而發(fā)揮正常功能，故NAA濃度升高。而一旦神經(jīng)元死亡則不可再生。因此TIA患者的早期積極治療，對修復(fù)功能障礙的神經(jīng)元有重要意義。Cho主要參與細胞膜磷脂和乙酰膽堿的生物合成。由于乙酰膽堿儲存于膜性囊泡中，MRS通常檢測不到，因此TIA患者的Cho升高與乙酰膽堿無關(guān)。而腦缺血產(chǎn)生的毒性代謝產(chǎn)物對生物膜的破壞導(dǎo)致膜磷脂的降解釋放大量自由磷脂酰膽堿是Cho升高的主要原因[12]。Lac是無氧糖酵解的產(chǎn)物，國內(nèi)外文獻對于Lac在TIA患者中檢出率的報道不一。楊筠等[13]對30例TIA患者進行MRS檢查，發(fā)現(xiàn)有21例患者病變側(cè)檢測到Lac峰。而本組患者中僅有5例于病變側(cè)檢測到水平較低的Lac峰。分析可能由于患者腦灌注降低程度較低，組織內(nèi)Lac的含量少且信號相對較弱。有文獻報道適當調(diào)整TE時間，可改變Lac的顯示率。TE在135～160 ms之間，Lac負向雙峰可達最大值[14]。腦缺血的嚴重程度與Lac含量呈正比，當TIA患者出現(xiàn)Lac峰時，提示該區(qū)域腦缺血程度較為嚴重，容易發(fā)展為腦梗死。因此Lac水平可作為判斷患者預(yù)后的指標之一。

DTI是一種水彌散成像技術(shù)，通過水分子的彌散定量反應(yīng)大腦白質(zhì)及深部灰質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變，在檢測腦組織低灌注而引起的腦白質(zhì)損傷方面，DTI有一定的優(yōu)越性和敏感性，并且能對腦白質(zhì)損害程度做出定量分析[15-16]。其中FA值（各向異性分數(shù)）是最常用也是最有價值的檢測指標[17]。Inoue等[18]對50例大腦中動脈閉塞患者進行研究，通過DTI檢查發(fā)現(xiàn)，患側(cè)半卵圓中心區(qū)FA值較對側(cè)減低。在本研究所檢測的各個感興趣區(qū)中，ICA狹窄側(cè)額葉、頂葉、內(nèi)囊后肢FA值低于對側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），提示狹窄側(cè)因缺血而存在腦白質(zhì)損傷，而常規(guī)頭顱MR掃描通常無法提示這些病變。ICA狹窄側(cè)枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢FA值較對側(cè)變化不明顯。分析出現(xiàn)以上部位差異的原因，可能與不同部位對缺血的敏感性不一致有關(guān)。高金立等[19]在對內(nèi)囊后肢梗死機制的研究中指出，內(nèi)囊后肢是大腦中動脈和大腦后動脈深穿支的分水嶺區(qū)，缺乏代償供血能力，容易發(fā)生梗死。因此分水嶺區(qū)域腦組織對缺血更為敏感。

本研究尚存在一些不足：①選取病例為單側(cè)ICA重度狹窄TIA患者，而未對單側(cè)ICA輕中度狹窄患者進行研究，未覆蓋全部樣本群，因此所得到的數(shù)據(jù)有一定局限性。②對于MRS中Lac峰的研究，今后可嘗試適當調(diào)整TE時間，優(yōu)化Lac峰的顯示。③研究樣本量有限，有待今后擴大樣本進行進一步研究。

多模式功能磁共振的應(yīng)用，對于缺血性腦血管病變的臨床研究有著重要意義[20]。TIA是發(fā)生腦梗死的危險因素和預(yù)警信號，發(fā)作頻繁的TIA患者若得不到有效治療，近期內(nèi)發(fā)生腦梗死的可能性很大，因此TIA的早期診斷和積極治療非常重要。本研究顯示，聯(lián)合應(yīng)用MRS、DTI技術(shù)可發(fā)現(xiàn)常規(guī)檢查無法顯示的病變，有效提示患者的腦功能及腦組織代謝水平，早期發(fā)現(xiàn)腦缺血，為臨床及時采取有效的治療措施提供依據(jù)。

[參考文獻]

[1] Giles MF，Rothwell PM. Risk of stroke early after transient ischemic attack：A systematic review and meta analysis[J]. Lancet Neurol，2007，6：1063-1072.

[2] 周瑜，漆鉅霞，王小璟，等.頸內(nèi)動脈狹窄患者頸部斑塊厚度及性質(zhì)與腦梗死、TIA的相關(guān)性分析[J].檢驗醫(yī)學(xué)與臨床，2017，14（3）：442-444.

[3] 厲青，倪健強.ABCD2評分法聯(lián)合TCD或MRA對TIA近期發(fā)生腦梗死的評估價值比較[J].河北醫(yī)學(xué)，2017， 23（10）：1629-1632.

[4] Mattioni A，Cenciarelli S，Biessels GJ，et al.Prevalence of intracranial large artery stenosis and occlusion in patients with acute ischaemic stroke or TIA[J].Neurological Sciences Official Journal of the Italian Neurological Society & of the Italian Society of Clinical Neurophysiology，2014，35（3）：349.

[5] 許靖，陳秋惠.TIA與TIA形式的腦梗死的相關(guān)因素分析[J].中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志，2017，34（7）：637-640.

[6] 趙志偉，楊愛梅，劉艷.磁共振對頸內(nèi)動脈狹窄程度及斑塊性質(zhì)的診斷價值[J].中國農(nóng)村衛(wèi)生，2016，4（4）：93.

[7] Caplan L，Babikian V，Helgason C，et al .Occlusive disease of the middle cerebral artery[J].Neurology，1985，35（7）：975-982 .

[8] 張世娟，盧潔，張苗.頸內(nèi)動脈狹窄性短暫性腦缺血發(fā)作的磁共振波譜研究[J].卒中與神經(jīng)疾病，2009，16（4）：206-209.

[9] 劉學(xué)嘉，季洋，趙青松，等.彌散加權(quán)成像及1H磁共振波譜在新生兒缺氧缺血性腦病中的診斷價值[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展，2017，17（23）：4475-4478.

[10] Rutgers DR，Klijn CJ，Kappelle LJ，et al.Cerebral meta-bolic changes in patients with a symptomatic occlusion of the internal carotid artery：A longitudinal 1 H magnetic resonance spectroscopy study[J].J Magn Reson Imaging，2000，11：279-286.

[11] 藺俊斌，廖維靖.N-乙酞天冬氨酸與缺血性卒中的研究進展[J].中國腦血管病雜志，2011，8（9）：501-504.

[12] 喬杉杉，李繼梅，康智敏.卒中后抑郁腦代謝物變化特點的磁共振波譜分析[J].神經(jīng)損傷與功能重建，2017， 12（3）：228-237.

[13] 楊筠，劉筠，王金月，等.質(zhì)子磁共振波譜和MR 表觀擴散系數(shù)在短暫性腦缺血發(fā)作中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2008，18（6）：573-576.

[14] 饒海冰，孔抗美，肖壯偉，等. MR頻譜檢測乳酸的脈沖序列優(yōu)化研究[J].中華放射學(xué)雜志，2004，38（10）：1108-1111.

[15] 曾雅清，宋志彬，周雁玲，等.頸內(nèi)動脈狹窄或閉塞患者不同灌注下的臨床表現(xiàn)及其DTI特點[J].海南醫(yī)學(xué)，2013，24（8）：1121-1124.

[16] 張全全，謝敏杰，喻志源，等.小鼠雙側(cè)頸總動脈狹窄腦白質(zhì)損傷模型的建立[J].神經(jīng)損傷與功能重建，2014，9（6）：458-460.

[17] 夏曉娜，嵇鳴，葉春濤.后循環(huán)缺血的功能MRI研究[J].國際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志，2015，38（6）：535-538.

[18] Inoue Takashi，Ogasawara Kuniaki，Konno Hiromu， et al. Diffusion tensor imaging in patients with major cerebral artery occlusive disease[J]. Neurol Med Chir （Tokyo），2003，43（9）：421-426.

[19] 高金立，劉尖尖，高蕾，等.內(nèi)囊后肢梗死的分水嶺機制探討[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志，2015，41（5）：304-307.

[20] 方慧，孟凡偉，姜洪雁，等.頸內(nèi)動脈狹窄致腦低灌注損傷多模態(tài)MRI[J].放射學(xué)實踐，2016，31（4）：350-354.

（收稿日期：2018-02-01）