当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华儿科杂志》 > 2000年第4期
编号:10269792
磁共振波谱测定癫癎患儿脑内代谢变化及其临床意义的研究
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 2000年第4期
     作者:富建华 于一兵 陈丽英 李英飒

    单位:富建华(110003 沈阳,中国医科大学第二临床学院儿科)于一兵(110003 沈阳,中国医科大学第二临床学院儿科);陈丽英(放射科);李英飒(放射科)

    关键词:核磁共振;癫癎;脑;磷酸肌酸;胆碱

    中华儿科杂志000412 【摘要】 目的 了解癫患儿脑内代谢变化的特点。方法 应用Elscint 2.0 T 超导型磁共振仪,对25例癫、5例难治性癫患儿脑内N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸和磷酸肌酸(Cr)及含胆碱化合物(Cho)的浓度进行测定,并以10例非颅内疾病患儿作为对照。结果 癫组致灶内NAA及NAA/(Cr+Cho)比值明显低于病灶对侧 (P<0.01);难治性癫病程越长,临床发作次数越频繁,NAA/(Cr+Cho)比值下降越明显,且3例患儿乳酸(Lac)含量明显升高。结论 神经元损伤或丢失可能是癫共同的病理特征;NAA/(Cr+Cho)比值下降可能与病情程度相平行;与磁共振成像相比,磁共振波谱更能早期、敏感地反映惊厥后的脑损伤。
, 百拇医药
    Changes of cerebral metabolism and their clinical significance in epileptic children: a study of magnetic resonance spectroscopy

    FU Jianhua, YU Yibing, CHEN Liying

    (Department of Pediatrics,The 2nd Clinical Hospital, China Medical University, Shenyang 110003, China)

    【Abstract】 Objective To investigate the changes of cerebral metabolism and their significance in epileptic children. Method Magnetic resonance imaging (MRI) and magnetic resonance spectroscopy (MRS) were performed in 25 children with epilepsy, 5 children with intractable epilepsy and 10 children without intracranial diseases as controls. The concentrations of N-acetylaspartate (NAA), creatine (Cr ) and choline (Cho) of brain were measured in all the epileptic children and controls. Results (1) The concentration of NAA and the ratio of NAA/(Cr+Cho) were significantly lower in epileptogenic foci than those in the sites on the opposite side (P<0.01). (2) The ratio of NAA/(Cr+Cho) was reversely related with the disease course (P<0.05). (3) There was a positive correlation between the ratio of NAA/(Cr+Cho) and the frequency of seizure in intractable epileptic children. The concentration of lactate (Lac) in brain increased significantly in 3 intractable epileptic children. Conclusions Neuron injury or loss was a common pathogenetic characteristics of epilepsy. The ratio of NAA/(Cr+Cho), as a marker of neuronal function, paralleled the severity of the epilepsy. MRS compared with MRI might be more sensitive in detecting the brain injury caused by seizures.
, 百拇医药
    【Key words】 Neclear magnetic resonance; Epilepsy; Brain; Phosphocreatine; Choline

    癫是小儿中枢神经系统的常见病,因其对意识、智能和运动均有不同程度的损害,已逐渐受到人们关注。磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS)的应用,已使研究深入到细胞代谢水平。目前认为MRS是测定脑内代谢变化唯一可行的非创伤性检查。本研究利用质子磁共振波谱(1 HMRS)测定癫患儿脑内某些物质的代谢变化,旨在了解其变化的特点,并探寻一种更能早期发现脑损伤的方法。

    对象和方法

, http://www.100md.com     一、研究对象

    随机选取1997年9月~1998年12月在我科住院或门诊随访治疗的患儿30例,对照组为同期住院志愿做头部MRI检查的非颅内疾病患儿10例,分组如下:(1)癫组:25例,男16例,女9例;平均年龄7.2岁(3~12岁);平均病程4个月(7d~2年);发作类型:部分型4例,部分型转全身型6例,全身型15例;脑电图(EEG):癫波仅局限于一个部位,其中颞叶18例,枕叶4例,额叶3例;MRI:仅7例有改变,其中颞叶病灶3例(2例硬化、1例囊性变),脑室旁白质软化2例,额叶软化2例。以上患儿均未进行抗癫治疗。(2)难治性癫:5例,男4例,女1例;平均年龄5.8岁,应用正规抗癫治疗至少2年,平均每月抽搐4次以上。(3)正常对照组:10例,男9例,女1例;其中小儿神经症3例,上呼吸道感染3例,肾上腺皮质功能低下1例,中耳炎1例,心肌炎1例,脊髓占位性病变1例。
, 百拇医药
    二、测试方法

    采用本院Elscint 2.0 T超导型磁共振装置。常规进行头颅MRI检查,而后通过EEG癫波的位置确定兴趣区(VOI),其大小为2 cm×2 cm×2 cm(如果有2个病灶,则选各病灶均值),并同时选择对侧,用点解析波谱(PRESS)序列进行数据采集,并用GE公司提供的软件对数据进行处理,计算出各种代谢产物的峰下面积,波谱的化学位移由相对于N-乙酰天门冬氨酸(NAA,共振频率为2.0×10-6)、肌酸(Cr,共振频率为3.0×10-6)、含胆碱化合物(Cho,共振频率为3.2×10-6)、肌醇(Mi,共振频率为3.5×10-6)而得出。检查时间为住院或就诊后,对不能合作者扫描前半小时给以水合氯醛灌肠。

    三、统计学处理
, 百拇医药
    测得各参数以均值±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。

    结果

    一、癫组波发放灶及对侧、难治性癫和正常对照组MRS结果

    由表1可见,癫组病灶内外自身对比,病灶内NAA及NAA/(Cr+Cho)比值均低于病灶外(P<0.01),而Cr+Cho虽有所升高,但差异无显著意义;癫组病灶内与对照组比较,NAA、NAA/(Cr+Cho)降低,Cr+Cho升高,差异有显著意义(P<0.01和 <0.05),病灶外(对侧)与对照组比较,各指标差异均无显著意义 (P>0.05);难治性癫组NAA、NAA/(Cr+Cho)低于癫组病灶外和对照组(P<0.01和 <0.05),Cr+Cho则无统计学差异。
, http://www.100md.com
    表1 癫各组与对照组MRS检查NAA、Cr+Cho 及

    NAA/(Cr+Cho) 结果比较(±s) 组别

    例

    数

    NAA

    (×10-6m2)

    Cr+Cho

    (×10-6m2)
, 百拇医药
    NAA/

    (Cr+Cho)

    癫

    病灶内

    25

    220±90

    199±103

    1.23±0.46

    病灶外

    25

    305±116

    168±76
, 百拇医药
    1.87±0.69

    难治性癫

    5

    175±63

    173±78

    1.06±0.20

    对照组

    10

    291±70

    128±31

    2.31±0.49
, http://www.100md.com
    癫组灶内、外成对t值

    2.89*

    1.20

    3.87*

    灶内与对照组t值

    2.24**

    2.11**

    6.16*

    灶外与对照组t值

    0.31
, 百拇医药
    1.59

    1.83

    难治性癫与灶外比t值

    3.22*

    1.68

    5.68*

    难治性癫与对照组比t值

    2.44**

    0.70
, 百拇医药
    2.61**

    * P<0.01,** P<0.05

    二、难治性癫患儿临床与MRS改变

    由表2可见,5例难治性癫患儿中MRI阳性仅2例,而MRS测得NAA/(Cr+Cho)均有下降[对照组为(2.3±0.5)],并且3例出现高尖的乳酸(Lac)波(此3例中2例MRI正常)。

    表2 5例难治性癫患儿临床、EEG、MRI及MRS表现 例号
, 百拇医药
    性别

    病程

    (年)

    平均每月

    抽搐次数

    EEG

    放电部位

    MRI

    MRS

    NAA/(Cr+Cho)

    Lac (×10-6m2)
, http://www.100md.com
    1

    女

    4.0

    8.7

    全部导联

    正常

    1.02

    145.7

    2

    男

    3.0

    10.0

    左颞、额叶
, 百拇医药
    脑室后角白质软化

    0.85

    304.2

    3

    男

    3.0

    6.6

    左枕叶

    正常

    1.01

    462.2

    4

    男
, 百拇医药
    3.0

    5.0

    左颞、额叶

    正常

    1.01

    5

    男

    2.5

    4.2

    双额、颞叶

    胼胝体略薄

    1.40

    讨论
, http://www.100md.com
    一、MRS的临床应用价值及NAA等化合物的意义

    1 H(质子)存在于一些颇具临床意义的化合物中,脑内有足够浓度的1 H可以被探测到,因此 1 HMRS常被临床应用。正常人脑内 1 HMRS显示最高峰为NAA,相对较低峰为Cr和Cho,有时还能显示Mi,但Lac波在正常人脑内测不出[1]

    NAA是哺乳动物神经系统中的一种化合物,应用免疫组织化学技术,对鼠脑内NAA进行定位研究,发现NAA分散存在于大量的神经元内并遍及整个中枢神经系统[2]。细胞培养及质子核磁共振(NMR)证实,NAA主要存在于神经元及前体细胞中,因此,几乎所有的NAA均存在神经元内,并把它作为反映神经元功能的内标物[3]。通常灰质病变时NAA改变较白质更为明显。文献报道,一旦脑内某区域出现NAA降低,随后连续的动态影像学检查均显示该区无NAA的恢复[4],故NAA浓度降低是不可逆的。 Cr和 Cho主要存在于星形胶质细胞和少突胶质细胞内,如果 Cr、Cho增加,则提示有神经胶质细胞增生,NAA/(Cr+Cho)比值也常作为反映神经元功能的指标[3]。有人认为Mi存在于胶质细胞中,Mi增高也提示胶质细胞增生。
, 百拇医药
    二、神经元损伤或丧失可能是癫共同的病理特征

    国外对脑内代谢的研究多集中在难治性颞叶癫(TLE),通常将海马作为VOI,发现海马内NAA减少,Cr+Cho增加, NAA/(Cr+Cho)下降,并将测定结果与术后组织病理学结果进行对比研究,认为NAA减少和 NAA/(Cr+Cho)比值下降是TLE的共同特征[5]。Najm等[6]对海人酸(KA)诱导的大鼠TLE模型进行动态 1 HMRS的研究发现,NAA/Cr的比值在抽搐发作阶段明显增高,于注射KA后5 h恢复到预先值,而后逐渐下降,至于NAA/Cr增高的原因尚不清楚。个别学者对额叶癫研究发现致灶内NAA平均下降27 %,Cr和Cho不变,平均NAA/Cr的比值在所有患儿中均减少[7]。因此, 1HMRS测定可用于TLE以外其他部分性癫的诊断。本研究结果显示,病灶内NAA及NAA/(Cr+Cho)比值降低,而Cr和Cho无明显变化,即致灶内有神经元的损伤,与上述结果一致。 1HMRS不仅能直接反映脑内代谢的变化,也间接证实了癫的组织病理学改变。至于神经元损伤是引起癫的原因还是癫反复发作的后果,多数人认为是后者。本研究结果还表明,灶外并没有NAA减少,故推测神经元损伤只是限局性的,MRS可能有助于更深入地研究癫灶的形成过程。
, 百拇医药
    三、MRS能早期发现惊厥后的脑损伤

    癫是一种以神经元兴奋性异常升高为特征的慢性综合征,在长期病程中,反复发作的大脑神经元异常放电,可能会导致一系列神经递质及氨基酸等化学物质的变化。EEG是从电生理方面反映神经细胞异常放电,在发作间歇期有时难以捕捉到特征性改变;MRI仅从形态学方面反映脑内结构改变,但就其病理发展过程来看,细胞的组织结构变化常发生在代谢变化之后,有人认为,神经元坏死后常由胶质细胞充填,MRI不易看到其解剖结构的变化。有研究表明,在EEG显示异常侧,MRS检查均有海马内NAA和NAA/(Cr+Cho)比值降低,MRS异常显示率为60 %~70 %,术后的病理标本均有神经元缺失和胶质细胞增生[8]。还有研究发现,实验性脑损伤动物创伤后1 h脑内NAA水平明显下降,脑损伤患者NAA/Cr和NAA/Cho预后较差组比预后良好、中等组明显降低[9,10]。本组25例癫患儿,MRS检查见NAA及NAA/(Cr+Cho)比值明显降低,而MRI阳性率仅为28 %(7/25);故认为MRS能早期发现轻微病变,若与MRI联合应用则能更准确地预测脑损伤。
, 百拇医药
    四、难治性癫 1HMRS的特点及Lac波的病理意义

    有人对癫患儿和动物模型的海马神经元作了较为详细的计数分析,看到神经细胞的数量减少与癫发作次数和病程有关,而与癫发作类型无关。本研究对5例难治性癫患儿进行了 1HMRS检查,发现病程越长,临床发作次数越多,NAA/(Cr+Cho)比值下降越明显,故MRS表现可能与病情程度相平行,对评价预后有参考作用。Lac 为葡萄糖无氧酵解产物,正常人脑内没有或仅有微弱的Lac波。Rosenberg等[11]证实 1 HMRS测得Lac浓度与分光光度计测得结果相符合,因此, 1 HMRS测得 Lac信号强度增加可用于识别脑组织缺血。Najm等[6]发现鼠TLE模型抽搐发作阶段Lac/Cr比值明显升高,7 d后才恢复至正常水平。Auld等[10]发现脑损伤患儿预后不良组Lac出现率为80 %。本组3例患儿Lac波明显增高(分别于抽搐后3、5、9 d检查 1HMRS),Lac出现率为60 %,至于Lac波能否恢复到正常,尚缺乏动态观察。因此,癫患儿在临床发作时,适当给氧以提高血氧饱和度,对改善局部缺氧、降低脑内Lac形成有一定的意义。
, http://www.100md.com
    参考文献

    1,洪楠, 罗德馨, 薄永林,等. 正常成人脑质子波谱临床研究. 中国医学影像技术,1997, 13:97-99.

    2,Moffett JR, Namboodiri MR, Cangro CB, et al. Immunohistochemical localization of N-acetylaspartate in rat brain. Neuroreport,1991,2:131-134.

    3,Duncan JS. Magnetic resonance spectroscopy. Epilepsia, 1996,37:598-605.

    4,Graham SH, Meyerhoff DJ, Bayne L, et al. Magnetic resonance spectroscopy of N-acetylaspartate in hypoxic-ischemic encephalopathy. Ann Neurol, 1994,35:490-494.
, http://www.100md.com
    5,Ende GR, Laxer KD, Konwlton RC, et al. Temporal lobe epilepsy: bilateral hippocampal metabolite changes revealed at proton MR spectroscopy imaging. Radiology, 1997,202:809-817.

    6,Najm IM, Wang Y, Hong SC, et al. Temporal changes in proton MRS metabolites after kainic acid-induced seizures in rat brain. Epilepsia, 1997,38:87-94.

    7,Garcia PA, Kenneth D, Laxel KD, et al. Proton magnetic resonance spectroscopy imaging in patients with frontal lobe epilepsy. Ann Neurol,1995,37:279-281.
, http://www.100md.com
    8,叶静,张文波,史沛. 氢质子磁共振波谱在癫痫研究中的现状. 中华放射学杂志,1998,32:233-234.

    9,Smith DH. Magnetic resonance spectroscopy of diffuse brain trauma in the pig. Neurotrauma, 1998,15:665.

    10,Auld KL, Ashwal S, Holshouser BA, et al. Proton magnetic resonance spectroscopy in children with acute central nervous system injury. Pediatr Neurol, 1995,12:323-334.

    11,Rosenberg GA, White J, Gasparovic C, et al. Effect of hypoxia on cerebrel metabolites measured by nuclear proton magnetic resonance spectroscopy in rats. Stroke,1991,22:73-79.

    (收稿日期:1999-04-20), 百拇医药