多体素氢质子磁共振波谱对颞叶癫(疒间)定位作用的临床研究

(遇涛)

作者单位：首都医科大学宣武医院       【摘要】  目的 研究多体素氢质子磁共振波谱 （1H-MRS） 对颞叶癫(疒间)的致(疒间)灶定位作用。 方法 对36例颞叶癫(疒间)病人和15例正常人进行MRI扫描和1H-MRS成像，采样容积为8.8 mm × 8.8 mm × 8.0 mm，选取海马前部相邻3个体素，取平均值，比较病侧、健侧以及对照组氮-乙酰天门氨酸 （NAA）/肌酸+胆碱复合物 （Cr + Cho） 等比值的差异。并分析MRI与1H-MRS 在定位致(疒间)灶方面的差异。 结果 与对照组比较，病侧NAA/（Cr + Cho） 明显降低，差异具有统计学意义。MRS定位率50%，联合应用MRI与1H-MRS定位准确率可达到83.3%；MRI阴性病例中45.5%的病人MRS为阳性。 结论 1H-MRS可有效定位颞叶致(疒间)灶，尤其是MRI阴性表现的颞叶癫(疒间)。联合应用MRI与1H-MRS可提高定位致(疒间)灶的比例。

   【关键词】  磁共振波谱学 癫(疒间) 颞叶 致(疒间)灶

    Clinical study on multi-voxel proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS)

    for location of temporal lobe epilepsy

    YU Tao, LI Yongjie, ZHANG Guojun, et al.

    Beijing Institute of Functional Neurosurgery, Xuanwu Hospital, Capital University of Medical Sciences, Beijing 100053, China

    Abstract:  Objective  To study the role of multi-voxel proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) in location of epileptogenic focus for temporal lobe epilepsy (TLE).  Methods  MRI and 1H-MRS imaging were performed in 36 patients with TLE and 15 healthy volunteers. Multi-voxel spectra of both the hippocampi were obtained and the voxel was framed of 8.8 mm × 8.8 mm × 8.0 mm. Three neighbor voxels in anterior hippocampus were selected to be averaged. The difference in N-acetylaspartate (NAA)/creatine + choline (Cr + Cho) ratio between various groups and the role of MRI and 1H-MRS in location of epileptogenic focus were compared.  Results  The NAA/(Cr + Cho) ratio of patients was significantly lower than that of the control group. Fifty percent of the patients were positive for 1H-MRS in the focus side, which was identical to the seizure focus. The accuracy rate of the location reached to 83.3% when MRI and 1H-MRS were combined, and 45.5% of patients with negative MRI showed positive 1H-MRS.  Conclusion  The 1H-MRS is an effective method for location of epileptogenic focus for TLE, especially for patients with negative MRI, and combination of MRI and 1H-MRS can greatly improve the accuracy rate of location.

    Key words:  magnetic resonance spectroscopy;  epilepsy, temporal lobe;  epileptogenic zone           近年来出现的氢质子磁共振波谱 （1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS） 是一种测定局部脑区代谢物质浓度的非侵袭性敏感方法，其在颞叶癫(疒间) （temporal lobe epilepsy，TLE） 致(疒间)灶定位中的应用价值已获得肯定，测量方法和定位标准也在不断改进。本研究采用多体素成像方法，回顾性分析1H-MRS在TLE致(疒间)灶定位中的作用，进一步探讨1H-MRS的临床应用价值。

    1    对象与方法

    1.1    一般资料    选取2003年10月~2005年10月在北京市癫(疒间)诊疗中心进行致(疒间)灶定位评估，并通过手术治疗取得良好疗效的难治性颞叶癫(疒间)36例 （术后癫(疒间)发作消失或减少＞75%以上）；其中男26例，女10例；年龄14~42岁，平均24岁。另选取15例相匹配的健康人作为对照组，其中男10例，女5例；年龄17~40岁，平均27岁。

    1.2    1H-MRS的测量方法    根据矢状位3D-TIWI分别重建平行于右侧海马长轴的横断位和垂直于海马长轴的冠状位图像，作为MRS扫描的定位图像。使用化学位移成像2D-1H-MRS的点解析波谱法，以脑干中线为中心，在平行于海马长轴方向上，以140 mm × 140 mm的视野分别从轴位、冠状位和矢状位的定位图像上对双侧海马进行精确定位，避开岩尖脂肪组织和沟回内的脑脊液。感兴趣区：40 mm × 53 mm，层厚8 mm，采样容积：8.8 mm × 8.8 mm × 8.0 mm （图1）。用Siemens波谱分析软件完成MRS原始数据处理，分别对氮-乙酰天门冬氨酸 （N-acetylaspartate，NAA）、肌酸 （Creatine，Cr） 和胆碱复合物 （Choline，Cho） 的波峰进行积分，计算峰下面积，以Cr为内标准进行相对定量分析。在MRS感兴趣区中，从前至后依次选择位于海马头部和体部3个体素测量，取平均值。应用Spectroscopy分析软件包进行相对定量分析，分别计算NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr和NAA/（Cr + Cho） 的比值。以对照组NAA/（Cr + Cho） 的均值减去2倍标准差 （x－2s） 作为正常值下限[1，2]。根据以下条件定侧：①单侧低于下限，此侧为致(疒间)侧。②双侧异常，若两侧差值大于1个标准差，以降低严重侧为致(疒间)侧；若小于1个标准差，不能定侧。

    1.3    定位评估    本组均进行MRI检查和长程视频脑电图监测。MR成像要求包含了垂直于右侧海马长轴的斜冠状位液体衰减反转恢复扫描 （fluid attenuation inversion recovery，FLAIR），层厚3 mm。视频脑电图监测要求记录到2次以上发作期的脑电图；本组14例病人埋置了颅内电极，进行发作间期和发作期的颅内记录。

    1.4    手术与疗效评估    本组均采用标准前颞叶切除术，对前颞叶标本进行严格的病理检查。术后随访1年以上，参考谭启富[3]教授的分级标准进行术后疗效评估。

1.5    统计学处理    采用SPSS 10.0统计软件，对数据进行方差分析、配对卡方检验等。

    2    结    果

    对照组两侧海马各体素的NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr和NAA/（Cr + Cho） 均值差异无统计学意义，本研究对照组均取左侧数值为代表。采用NAA/（Cr + Cho） 比值作为定位诊断标准，本组正常对照组海马的NAA/（Cr + Cho） 比值平均为0.65 ± 0.10，故正常值下限为0.45。TLE组病侧NAA/（Cr + Cho） 比值与对照组比较，具有非常显著性差异 （P ＜0.01）；而健侧NAA/（Cr + Cho） 比值与对照组比较，差异无统计学意义。TLE组中MRS阳性18例，其他定位检查和手术结果最终证实MRS定位与致(疒间)灶定位一致；MRI阳性25例，阴性11例 （其中MRS阳性5例）。无论MRI阳性或阴性病人的病侧与健侧NAA/（Cr + Cho） 比较，差异均具有统计学意义 （表1）。TLE组中MRI定位率69.4% （25/36），MRS定位率50% （18/36），而联合应用MRI和MRS定位率可以提高到83.3% （30/36）。

    3    讨    论

    海马硬化是引起TLE的最常见原因，部分病例可通过MR成像发现其特征性改变。应用T2弛像和FLAIR成像技术可进一步提高海马硬化的检出率，但仍有10%~30%的病例在常规MRI及定量测量中表现基本正常。一般认为，这是由于海马组织中神经元丢失后由胶质细胞填充，因而在MRI上不易发现海马萎缩[4，5]。1H-MRS可在海马萎缩前发现NAA降低[6]，其应用价值体现于此。Cendes等[7] 报道，一组MRI体积正常的TLE病例，12%的病例显示MRS异常。另一组MRI阴性的TLE病人中，5例NAA/（Cr + Cho） 值非常低[8]。本研究MRI阴性的11例病人中，MRS阳性者5例。分析原因，可能在判断海马硬化上MRS较MRI更敏感，部分病例在海马出现体积和信号明显改变前就已出现NAA比值的明显变化。这是一个令人鼓舞的结果，在MRI阴性的TLE病人中，凭借MRS可为将近半数的病人定位致(疒间)灶。

    然而，这并不意味着1H-MRS在诊断TLE或海马硬化方面一定优于MRI，因为两者的成像机制不同，观察到的信息也就不同。本研究25例MRI阳性病例中，MRS阴性12例。这是因为，本研究MRI阳性的病例并不单纯是海马硬化，还包括海马旁回、颞叶新皮质或白质内的结构和信号异常，这在MRS检查中难以显示。正因为MRI与MRS是两种不同的致(疒间)灶定位方法，所以将两者有机结合起来，可提高致(疒间)灶的定位准确性[7]。

    分析研究结果时，应考虑到测量方法和判定标准本身的影响。单体素波谱的体素较大，多为2~8 cm3，仅能获得1个MRS曲线，定位不够精确为其缺点。本研究采用多体素波谱成像方法，选取海马前部相邻的3个体素，其体素可减小到1 cm3以下[9]，取平均值后再比较，可使采样容积减小，覆盖范围增加，减少因周围组织重叠所致的部分容积效应；但主要缺点是采集时间较长[10]。目前大多以NAA/（Cr + Cho） 比值作为诊断指标，但NAA/（Cr + Cho） 正常和异常的具体判定标准由于测量方法不同而有所不同。采用单体素还是多体素，两侧分别测量还是在同一感兴趣区内测量，采样容积的直径大小等因素均可能导致测量值的差异。Cross等[11]以0.72作为NAA/（Cr + Cho） 的正常低限，低于此值0.05为异常。本研究也进行了很多尝试，从单体素到多体素，从同一感兴趣区内测量到两侧分别测量，所设体素块大小也在不断变化，采样容积直径从6 mm到15 mm；经比较后发现：采用两侧分别测量、体素块直径设为8.8 mm的海马测量方法更精确。本组判定MRS阳性的标准为NAA/（Cr + Cho）≤0.45，明显低于其他文献报道，使本组MRS阳性病例的入选更严格。因此，本组TLE中的MRS阳性率较低，而MRS定位的准确率较高。此外，在本组MRS阴性病例中，病侧NAA/（Cr + Cho） 比值与对照组比较，差异具有统计学意义 （P ＜0.05）；而健侧NAA/（Cr + Cho） 与对照组比较，差异无统计学意义。这表明即使在未入选MRS阳性组的病例中，也存在病侧海马NAA/（Cr + Cho） 比值降低的趋势。当然，采用何种标准更科学，从而最大限度地发挥MRS的临床作用，仍需不断地探索和修正。

【参考文献】  [1] KUZNIECKY R, HUGG J W, HETHERINGTON H, et al. Relative utility of 1H spectroscopic imaging and hippocampal volumetry in the lateralization of mesial temporal lobe epilepsy [J]. Neurology, 1998, 51(1): 66-71.

[2] SAWRIE S M, MARTIN R C, KNOWLTON R, et al. Relationships among hippocampal volumetry, proton magnetic resonance spectroscopy, and verbal memory in temporal lobe epilepsy [J]. Epilepsia, 2001, 42(11): 1403-1407.

[3] 谭启富. 癫(疒间)外科学[M]. 南京:南京大学出版社,1995:231-242.

[4] DUNCAN J S. Imaging and epilepsy [J]. Brain, 1997, 120(Pt2): 339-377.

[5] ZUBLER F, SEECK M, LANDIS T, et al. Contralateral medial temporal lobe damage in right but not left temporal lobe epilepsy: a 1H magnetic resonance spectroscopy study [J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2003, 74(9): 1240-1244.

[6] SUHY J, LAXER K D, CAPIZZANO A A, et al. 1H MRSI predicts surgical outcome in MRI-negative temporal lobe epilepsy [J]. Neurology, 2002, 58(5): 821-823.

[7] CENDES F, CARAMANOS Z, ANDERMANN F, et al. Proton magnetic resonance spectroscopy imaging and magnetic resonance imaging volumetry in the lateralization of temporal lobe epilepsy: a series of 100 patients [J]. Ann Neurol, 1997, 42(5): 737-746.

[8] CONNELLY A, VAN PAESSCHEN W, Porter D A, et al. Proton magnetic resonance spectroscopy in MRI-negative temporal lobe epilepsy [J]. Neurology, 1998, 51(1): 61-66.

[9] LECLERC X, HUISMAN T A, SORENSEN A G. The potential of proton magnetic resonance spectroscopy(1H-MRS) in the diagnosis and management of patients with brain tumors [J]. Curr Opin Oncol, 2002, 14(3): 292-298.

[10] WALD L L, MOYHER S E, DAY M R, et al. Proton spectroscopy imaging of the human brain using phase array detectors [J]. Magn Reson Med, 1995, 34(3): 440-445.

[11] CROSS J H, CONNELLY A, JACKSON G D, et al. Protonmagnetic resonance spectroscopy in children with temporal lobe epilepsy [J]. Ann Neurol, 1996, 39(1): 107-113.