兒童局灶性顳葉癲癇：3.0T1H-MRS及MR海馬容積分析

孫 鶴，劉兆玉，王豐哲，王曉煜，郭啟勇

（中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004）

癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)常見疾病，在不同年齡組中，兒童發(fā)病率最高，原發(fā)性癲癇大部分為顳葉癲癇（TLE），而80%的原發(fā)性癲癇與海馬硬化有關，但常規(guī)MRI對海馬硬化的顯示和診斷敏感性較低[1]。隨著MRI技術不斷發(fā)展，氫質(zhì)子波譜（1H-MRS）及海馬磁共振容積 （vMR）測量已成為診斷該疾病較先進的無創(chuàng)性檢查手段。本研究對臨床及動態(tài)腦電圖確診的30例局灶性顳葉癲癇 （fTLE）患兒行海馬1H-MRS及vMR檢查，并結合其臨床癥狀、發(fā)作頻率等特點進行影像學分析，旨在提高癲癇診斷的準確率及敏感性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

患者組30例均為采用國際抗癲癇聯(lián)盟標準（臨床及動態(tài)腦電圖）確診的fTLE患兒（年齡5～14歲，平均8.5歲，男 18例，女12例），常規(guī) MRI檢查均為陰性。排除由顱內(nèi)占位、炎癥及腦血管疾病等其他疾病引起的繼發(fā)性癲癇。正常對照組30例（年齡5～14歲，平均8.8歲，男14例，女16例），無系統(tǒng)性疾病及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和體征、無腦實質(zhì)病變的非癲癇患者。30例fTLE患兒入院前首發(fā)癥狀年齡為1個月～9歲，癲癇發(fā)作頻率為1～21次/月不等，4例具有癲癇家族史，6例兒時有熱驚厥史。

24小時動態(tài)腦電圖診斷標準：發(fā)作開始時的臨床癥狀和腦電圖變化都是由于一側大腦半球局部神經(jīng)元異常放電所引起，病灶區(qū)出現(xiàn)棘慢波。左顳葉病變14例，右顳葉16例。臨床表現(xiàn)多以抽搐為主，伴有其他不典型癲癇癥狀。

1.2 檢查技術

掃描儀器為我院3.0T MR掃描儀 （Philips Intera Achieva），SENSE 頭線圈，常規(guī) MRI檢查：軸位T1WI （TR/TE=127.75/2.3ms）、T2WI （TR/TE=3000/80ms）、DWI （TR/TE=1630.84/56ms）、T2-FLAIR（TR/TE=11000/143.12ms）；矢狀位 T1WI（TR/TE=142.18/2.3ms）；冠狀位 T1WI（TR/TE=135.82/2.3ms），層厚為4mm，間隔為4.8mm。

1H-MRS掃描采用Brain_1VOI_144_exc序列，Measurements：128，Acq time：512，TR/TE=2000/37ms，體素大小為20.0mm×10.0mm×10.0mm，正交模式掃描。患者組感興趣區(qū)（ROI）分別取左、右側海馬，正常對照組取任一側海馬，獲取相應的1H波譜曲線，計算相應各個波峰面積值并得到NAA/Cr值。

海馬容積測量以T1加權斜冠狀位掃描層面（TR/TE=136/2.3ms）作為主要的測量層，層厚5mm，無間隔。應用PACS自帶軟件手動勾畫出海馬輪廓并測量其容積。

1.3 后處理

1.3.11H-MRS后處理

ROI定位于病灶側及對側海馬（圖1）。1H-MRS后處理包括零點調(diào)整、基線調(diào)整、相位校正等。軟件自動分析、測量波譜中主要代謝產(chǎn)物的信號強度，包括 NAA （化學位移 δ=210），Cr （化學位移 δ=310），Cho（化學位移δ=312），各代謝物含量的測量以波譜曲線下面積積分的絕對值為準，并計算代謝物NAA/Cr比值。

1.3.2 海馬vMR測量

海馬結構劃分[2]（圖2）：MRI上通常將海馬結構分為頭、體、尾三部分。海馬頭部：前上界借側腦室鉤狀隱窩區(qū)分杏仁體與海馬頭部；下界與下托緊鄰的白質(zhì)結構極易區(qū)分下托及海馬旁回；外界為顳角內(nèi)界借下界向上的延伸區(qū)分海馬結構和鉤。海馬體部：上界為脈絡膜裂，內(nèi)緣游離；外界及下界劃分方法與頭部相同。海馬尾部：外上界為穹窿腳；內(nèi)上界為胼胝壓部；下界為扣帶回峽部及海馬旁回。

海馬結構體積計算：在T1斜冠狀面進行海馬容積測量，采用人工分割方法計算各層面積，乘以層厚即可獲得該層面海馬容積（圖3）。

圖1 1H-MRS定位圖，以左側海馬區(qū)為ROI，分別在T1加權圖像的冠狀位、矢狀位及軸位進行定位。 圖2 斜冠狀面海馬分界示意圖。1：側腦室顳角；2：海馬結構；3：脈絡膜裂；4：側副溝；5：海馬旁回；斜箭頭：下腳；直箭頭：海馬傘。 圖3 海馬vMR測量：在冠狀位T1加權圖像上對雙側海馬結構進行勾畫，并自動得出所勾畫區(qū)域面積，右側為65.47mm2，左側為73.80mm2。Figure 1. The location of ROI was at the left hippocampus on T1-weighted coronal,sagittal and axial images of1H-MRS. Figure 2. Oblique coronal demarcation image:1:cornu temporale ventriculi lateralis;2:hippocampus;3:choroid fissure;choroidal cleft;4:collateral fissure;5:subiculum hippocampi;oblique arrows:subiculum;straight arrows:hippocampal fimbria. Figure 3. vMR measurement of hippocampus:the bilateral hippocampal structure was drawn on the T1-weighted coronal image,and automatically calculated the outlined area.Right-side was 65.47mm2and left-side was 73.80mm2.

海馬結構容積標準化[3]：

VOLin=VOLi×TIVm/TIVi

（其中VOLin為標準化后的體積，VOLi為未標準化體積即原始測量體積，TIVm是所有受試者平均顱內(nèi)體積，TIVi為該受試者顱內(nèi)體積，即從腦的頂點到大腦腳出現(xiàn)層面，測量方法同海馬體積測量）。

為了降低主觀因素所造成的誤差，所有數(shù)據(jù)均為同一人在同一計算機上進行測量。

1.3.3 統(tǒng)計分析

結果采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進行分析，測得各參數(shù)以±s表示。病灶側與正常對照組及病灶對側比較采用單因素方差分析；癲癇發(fā)作頻率與病灶側海馬容積相關性比較采用Spearman相關性研究。以P<0.05為有顯著性差異。

2 結果

2.1 海馬1H-MRS及vMR值比較

患者組及正常對照組兒童常規(guī)MR檢查結果均為陰性。病灶側、病灶對側及對照組的海馬區(qū)NAA/Cr值及容積值比較見表1。病灶側較病灶對側NAA/Cr值及海馬容積明顯減小，其結果具有統(tǒng)計學差異（P<0.001）；病灶側與對照組比較NAA/Cr值及海馬容積亦具有顯著性差異（P<0.001）；病灶對側與對照組比較其結果無顯著性差異（P>0.05）。正常對照組及fTLE患兒病灶側波譜圖見圖4a，4b。

表1 fTLE患兒病灶側、病灶對側及對照組1H-MRS代謝物和海馬vMR定量結果

圖4a 正常對照組兒童1H-MRS圖，NAA/Cr值為2.11。Figure 4a. 1H-MRS image of the normal control child:NAA/Cr value was 2.11.

研究中6例有熱驚厥史的患兒病灶側海馬容積為（2.31±0.15）cm3，其余 24 例無熱驚厥史患兒病灶側海馬容積為（2.85±0.29）cm3，兩者比較有統(tǒng)計學差異（P<0.05）。

圖4b fTLE患兒病灶側1H-MRS圖，NAA/Cr值為1.12。Figure 4b. 1H-MRS image of the focus side:NAA/Cr value was 1.12.

2.2 1H-MRS及vMR定位結果

30名正常對照組兒童NAA/Cr值的95%參考值范圍為1.71～1.91；海馬容積的95%參考值范圍為3.04～3.17cm3。當患兒測量值低于此范圍最小值者視為病灶側，并與動態(tài)腦電圖（AEEG）結果進行比較，得到1H-MRS的準確率為80%、敏感度為93%，vMR的準確率為78%、敏感度為83%，詳見表2，3。結合病史，病程時間短的患兒（<1個月，n=4）1H-MRS定位準確率為75%（3/4）。

表2 1H-MRS與AEEG結果比較

2.3 癲癇發(fā)作頻率與病灶側海馬容積的相關性研究

本研究中，30例fTLE患兒病灶側海馬vMR值與癲癇癥狀發(fā)生頻率并未表現(xiàn)出明顯相關性 （相關系數(shù)r=0.024，P=0.902），見圖5。在6例癲癇發(fā)作頻率較低患兒（≤2次/月）中，我們發(fā)現(xiàn)他們病灶側的海馬容積[（2.64±0.35）cm3]與其余 24 例癲癇發(fā)作頻率相對較高患兒（>2 次/月）海馬容積[（2.77±0.35）cm3]比較，不具有統(tǒng)計學差異（P>0.05）。

3 討論

兒童癲癇是小兒神經(jīng)內(nèi)科一種常見病，但常規(guī)MRI檢查很難明確診斷[1]，隨著1H-MRS及vMR檢查技術的應用，可以為癲癇患兒特別是采取手術治療的患兒提供更準確、可靠的診斷信息。

圖5 fTLE患兒病灶側海馬容積與發(fā)作頻率的散點圖，可見兩者并未表現(xiàn)出相關性。Figure 5. The focus side vMR of fTLE children and seizure frequency showed no correlation on the scatter plot.

3.1 1H-MRS

3.1.1 磁共振波譜原理及測定物質(zhì)

MRS是檢測活體組織器官能量代謝、生化改變的一種無創(chuàng)性技術。1H-MRS測定的常見物質(zhì)有NAA、Cr和Cho等。NAA是乙酰天門冬氨酸類，廣泛存在于神經(jīng)元和軸突內(nèi)，被認為是神經(jīng)元的標志，其濃度減低常被解釋為不可逆性神經(jīng)元喪失；Cr屬于肌酸/磷酸肌酸類，是能量代謝中高能磷酸鍵的緩沖儲備物，其改變反映能量代謝的變化，由于其分布相對穩(wěn)定，波譜分析中用作參照物；Cho是膽堿/磷酸膽堿類，是細胞膜的成分之一，其改變反映膜的代謝狀態(tài)。1H-MRS是將檢測到的腦代謝物反映在圖譜上形成不同化學位移的共振峰[4]。

3.1.21H-MRS的定位、定量研究

1H-MRS對于TLE的定位診斷標準，國內(nèi)外都以NAA/（Cr+Cho）值作為參考標準，而限于本院3.0T Philips Intera Achieva磁共振只能測量NAA/Cr，故本研究用該指標值對結果進行評價。研究結果顯示30例fTLE患兒病灶側NAA/Cr值較病灶對側及正常對照組均明顯減低，而病灶對側與正常對照組比較未見明顯差異，與國內(nèi)外大多數(shù)研究結果一致[5]。并且Hammen等[6]的研究認為NAA的減低，很可能預示了神經(jīng)元功能異常，而發(fā)作期Cr的增高可能與神經(jīng)膠質(zhì)細胞的增生有關。本研究中有6例患兒雙側海馬區(qū)NAA/Cr值均低于參考范圍最低值。Cross等[7]認為這是因為海馬硬化引起的癇性放電傳導至對側，形成鏡像病灶，導致了對側相應部位腦組織神經(jīng)元缺失及膠質(zhì)增生，從而引起相應的化學代謝改變。

最近研究顯示，1H-MRS檢查顯示的代謝異常要早于常規(guī)MRI，甚至亦早于MRI容積測量[8]。我們研究發(fā)現(xiàn)病史時間短的患兒（<1個月，n=4）1H-MRS定位準確率為75%（3/4），并未顯示出此結果。

1H-MRS作為無創(chuàng)性研究活體腦組織代謝功能的方法進一步提高了對fTLE診斷的敏感性和準確性，但其技術性還存在一定局限及不足[9]：①1H-MRS所采集信號強度低，因此易受不確定因素影響，尤其對磁共振機磁場均勻度要求很高；②1H-MRS檢查易受顱骨皮層內(nèi)的鈣及板障內(nèi)脂肪等物質(zhì)信號干擾；③區(qū)域定位選擇方法不確定；④還不能有效的區(qū)別出代謝產(chǎn)物與神經(jīng)遞質(zhì)混合物中的各種成分。

3.2 海馬vMR測量

3.2.1 海馬容積定位、定量研究

我們研究顯示30例fTLE患兒病灶側海馬容積較病灶對側及正常對照組均出現(xiàn)明顯萎縮。Varho等[10]對19例患兒進行海馬區(qū)域的研究顯示患側海馬容積較對照組顯著減小。此外，Spanaki等[11]對TLE患者的研究中得出了同樣結論。

3.2.2 癲癇發(fā)作頻率與海馬萎縮

癲癇發(fā)作的頻率與腦損傷程度之間的關系一直存在爭議。K覿lvi覿inen在對一組無熱驚厥的患者進行的研究發(fā)現(xiàn)，海馬容積與部分或全身性癲癇發(fā)作的總次數(shù)具有相關性[12]。此外，Pulsipher等的研究認為受損處海馬容積的減小與臨床癥狀的發(fā)生具有相關性[13]。但本研究結果并未顯示出二者之間存在相關性，這與Spanaki等[11]研究結果相同。而且我們將癲癇癥狀發(fā)作頻率較少患兒（<2次/月）與發(fā)作頻率相對較高患兒海馬容積進行比較，并不具有統(tǒng)計學差異。由此我們認為，導致海馬體積減小因素是多方面的，發(fā)作頻率可能并不是主要因素。

3.2.3 熱驚厥史與海馬萎縮

研究還發(fā)現(xiàn)，6例有熱驚厥病史患兒病灶側海馬容積較24例無熱驚厥史患兒病灶側海馬出現(xiàn)明顯萎縮，這與Salmenper覿[14]對難治性癲癇患者研究結果相似，他認為，患有難治性癲癇且曾有過復雜性熱驚厥，這些患者較無此癥狀者來說，早期海馬容積即明顯減小。Cendes等[13]同樣發(fā)現(xiàn)海馬萎縮與兒時高熱驚厥史有關。

3.2.4 其他影響海馬容積因素

①利手，有關利手對海馬容積右/左側比率的系統(tǒng)性研究認為不同利手之間是有差別的[15]；②年齡，有文獻報道年齡亦會對海馬容積造成影響[16]；③性別，有學者報道男性海馬大于女性[17]。本研究對象均為兒童，利手、年齡及性別對研究結果影響較小，且全部測量值均經(jīng)過標準化處理，所以未對以上影響因素進行分組研究。

海馬vMR測量的優(yōu)勢在于能夠提供客觀的判斷數(shù)據(jù)，而且準確性較好；在病人體位不對稱時，有利于對疾病作出診斷。但作為一項較新的技術手段，在實際應用中也存在許多問題：測量海馬容積的方法不一致；是否進行標準化校正；根據(jù)解剖知識劃定海馬邊界，存在著無法避免的人為干擾。這些都會造成實驗的不準確性，需進一步完善。

總之，對于fTLE兒童的診斷，1H-MRS和海馬vMR測量較常規(guī)MRI具有更高準確性及敏感度。但并不意味著它們可以取代其它相關檢查，比如24小時動態(tài)腦電圖監(jiān)控，現(xiàn)在仍作為癲癇較常用的確診手段。1H-MRS及海馬vMR測量同其它新的檢查一樣，仍有待于更進一步的研究來加以完善，相信隨著其深入的研究和推廣應用，將會對癲癇的病因、診斷及其治療帶來重要影響。

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