DWI联合1H―MRS检查在皮层弥漫性病变诊断中的价值

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摘要：目的 探讨MR扩散加权成像（dwi）与MR氢质子波谱（1H-MRS）技术联合应用对发生于皮层的弥漫性病变诊断及鉴别诊断中的应用价值。方法 搜集26例经手术或临床证实的脑内皮层弥漫性病变（包括病毒性脑炎12例，急性脑梗塞9例，皮层区低级星形细胞瘤5例），行常规MRI、DW扫描，获得病灶的表观扩散系数（ADC图）和波谱图。单体素PRESS（TE144ms）序列1h-mrs成像，测量N-乙酰天冬氨酸NAA、胆碱Cho、肌酸Cr、乳酸Lac峰高，综合分析其影像学征象，根据临床总结及随访结果进行对照。结果 与对侧比较，大多数病毒性脑炎ADC值轻度升高，Cho、NAA、Cr峰值降低，Lac峰不高；急性脑梗塞的ADC值明显降低Cho、NAA、Cr峰值降低，出现特异性高大的Lac峰；脑皮层区低级星形细胞瘤ADC值升高，NAA、Cr峰值降低，Cho峰升高，Lac峰不高。结论 使用DWI联合1H-MRS检查对发生于皮层的弥漫性病变具有较高的诊断及鉴别诊断价值。

关键词：磁共振波谱；扩散加权成像；病毒性脑炎；脑梗塞；星形细胞瘤

发生于皮层的弥漫性病变主要表现为大脑皮层及沟回的明显肿胀，一般不累及白质区，在临床上常见于病毒性脑炎和急性脑梗塞、部分皮层下低级星形细胞瘤等疾病，MRI目前已经成为该类疾病的首选检查，但三者临床症状、影像表现相似，常规MRI很难鉴别。选择我院自2010年2月～2014年2月皮层弥漫性病变患者26例，均以临床随访、治疗转归、影像学检查做出最后诊断，全部采用MR扩散加权成像（DWI）与MR氢质子波谱（1H-MRS）技术联合，综合分析其影像学征象，系统评价DWI联合1H-MRS检查对发生于皮层的弥漫性病变中的临床应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料 全部26例患者中，男14例，女12例，平均年龄56.8岁（35～71岁），主要临床表现为头痛23例，昏迷2例，发热21例，恶心呕吐22例，言语障碍3例，视物不清5例，精神异常7例，癫痫发作6例，意识障碍4例，肢体活动障碍13例，脑膜刺激征1例。

1.2扫描参数及技术 使用Philips Intera 1.5T超导型磁共振扫描仪，头颅正交线圈。常规MRI检查，包括：平扫轴位快速自旋回波序列T2WI（TR/TE=1378/110ms），矢或冠状位快速梯度回波序列T1WI （TR/TE=89/20ms）。

弥散加权成像采用平面回波成像（EPI）序列，TR/TEd=2523 ms/92ms，在相互垂直的X、Y、Z轴3个方向上施加扩散梯度，取2个b值（b=0 s/mm2， b=1000 s/mm2），轴位扫描，层厚7mm，层间隔0.7 mm，，成像时间约为17 s。采用随机分析软件FuncTool2进行分析，得到每一像素的近似弥散系数（ADC）值，然后根据所得的每一像素的ADC值重建ADC图。

MRS检查均在常规MR扫描及DWI扫描结束后行单体素点分辨波谱（PRESS）序列，扫描参数TR/TE为2000ms/144ms，体素（voxel）大小：15mm×15mm×15mm扫描时间分别为2min47s。感兴趣区选择依据常规头颅MR平扫及DWI扫描情况决定；轴、矢、冠三维定位，尽可能包括目的病灶，避免来自头皮、颅底骨骼、脂肪和脑脊液的干扰。接收/发射增益调节、体素内匀场、水抑制均由自动预扫描程序完成，达到半高带宽（FWHM）

1.3图像分析 由两位高年资副主任医师对26例患者的MRI资料进行双盲阅片，意见不同之处经讨论后决定。

2结果

2.1 MRI表现 病灶为单发和多发并存，以多发常见，主要位于皮层区，以大片或斑片状稍长T1、长T2信号多见，信号相对均匀。

2.2 DWI表现 12例病毒性脑炎患者中有1例于DWI上呈低信号，ADC图上为高信号；4例DWI上呈高信号，7例DWI上为混杂信号。9例急性脑梗塞有8例于DWI呈低信号，ADC图上为高信号，1例DWI上呈混杂信号。5例皮层区低级星形细胞瘤有2例于DWI上呈高信号，ADC图上为低信号，3例DWI上呈混杂信号，病例DWI信号分布见表1。

2.3 1H-MRS表现 与健侧相比较，12例病毒性脑炎患者中，11例表现为Cho、NAA、Cr峰有不同程度降低，但有1例患者轻度升高，另有1例出现Lac峰；9例急性脑梗塞患者中，Cho、NAA、Cr峰均有不同程度降低，以NAA、Cr峰明显，8例出现明显升高Lac峰，1例轻度升高；5例皮层区低级星形细胞瘤中均出现NAA、Cr峰降低，Cho峰不同程度升高，有1例出现Lac峰。

3讨论

3.1 DWI、1H-MRS原理 DWI成像的物理基础是水分子的布朗运动。由于不用性质病变的成分不同，对水分子运动状态的影响程度各异，从而造成DWI信号强度差异。如正常脑组织由于肿瘤原因造成血液供应不足，细胞浸润破坏血脑屏障，导致脑组织的血管通透性增加而引起血管源性水肿，其DWI图表现为低信号，ADC图表现为高信号；由于肿瘤细胞浸润正常脑组织而造成的肿瘤源性脑水肿，其DWI图表现为高信号，ADC图表现为低信号。

1H-MRS是一种利用核磁共振现象和化学位移作用，进行一系列特定原子核及其化合物分析的方法，与常规MRI相比，1H-MRS能够反映出病变组织更多的病理生理信息[1，2]。其主要代谢物及临床意义如下：NAA主要存在于成熟的神经元和神经突起（如轴突）内，是公认的神经元内标志物，其峰值的高低能反映出神经元的数量或功能状况，NAA峰值降低可作为神经元的减少或功能异常的标志；Cr是脑内能量代谢的标志物，细胞能量代谢障碍时降低；Cho能够反映细胞膜的转换情况，在脑肿瘤等病理状态下，细胞增殖加快导致Cho峰升高；Lac在正常脑组织探测不到，如果出现乳酸峰，提示有无氧呼吸进行，在肿瘤组织中Lac峰可升高或倒置。

3.2皮层弥漫性病变病理学基础及影像学征象分析 常见的发生于皮层的弥漫性病变主要包括病毒性脑炎和急性脑梗塞、部分皮层区低级星形细胞瘤等疾病。

脑炎是由于病毒直接侵犯脑组织，主要累及皮层，引起脑组织局限性或弥漫性水肿，神经细胞变性、出血性坏死[3]，胶质细胞增生，脑膜或脑实质的炎性细胞浸润等病理改变，表现为脑内多发或单发性病灶，多见于双侧大脑半球、颞叶、额顶叶及岛叶，也可累及脑干和小脑，病毒性脑炎的ADC值较对侧升高，与上述病理过程密切相关。由于正常脑细胞膜结构的破坏，Cho、NAA峰出现下降，并因能量代谢障碍而导致Cr峰值下降[4]。

目前，关于急性脑梗塞的细胞毒性水肿学说已被实验证实[5]，在缺血早期，脑细胞缺氧出现能量代谢障碍形成细胞内高渗状态，大量水分子进入细胞内，引起细胞毒性水肿，细胞外间隙减小，所以缺血脑组织总的扩散程度减少，ADC值降低，在DWI上表现为高信号。由于脑内神经元对缺氧极为敏感，导致NAA峰显著下降，无氧代谢的活跃继发Lac峰显著升高。

部分发生于大脑皮层的低级星形细胞瘤常规MRI表现为片状，无明显肿块形成，需要与脑炎和梗塞病灶鉴别。星形细胞瘤的ADC值一般较病毒性脑炎增高，在肿瘤组织中，由于细胞代谢活跃，其Cho峰值明显升高，肿瘤细胞侵蚀了正常的脑组织导致NAA、Cr峰值降低。随着肿瘤组织的生长，耗氧量逐渐增多，可出现Lac峰增高或倒置。

3.3 DWI联合1H-MRS检查对发生于皮层的弥漫性病变的临床应用价值

3.3.1 Cho峰 星形细胞瘤的Cho峰升高，而急性脑梗塞、病毒性脑炎的Cho峰普遍降低，这一特点有利于三者的鉴别；

3.3.2 NAA、Cr峰 三者均有不同程度降低，需联合其它指标；

3.3.3 Lac峰 急性脑梗塞病例均出现明显升高的Lac峰，提示颅内无氧代谢活跃，代谢旺盛的其它肿瘤、或局部无氧酵解明显的炎性病变、胶质囊变坏死区内也可以见到Lac峰，但一般峰值不高[6]，有助于鉴别诊断；

3.3.4ADC值 大多数病毒性脑炎ADC值轻度升高，急性脑梗塞的ADC值明显降低，脑皮层区低级星形细胞瘤ADC值升高。

当皮层弥漫性病变表现为Cho、NAA、Cr各峰普遍降低（与对侧比较），Lac峰升高，ADC值明显降低时，首先应考虑急性脑梗塞；当Cho、NAA、Cr峰值降低，Lac峰不高，ADC值轻度升高时，应考虑病毒感染性脑炎可能；当NAA、Cr峰值降低，Cho峰升高，Lac峰不高或轻度升高，ADC值升高时，应考虑皮层区低级星形细胞瘤可能。

综上所述，DWI联合1H-MRS检查可以从病理生理水映出皮层弥漫性病变的代谢信息，明显提高病毒性脑炎、急性脑梗塞、皮层区低级星形细胞瘤等疾病的诊断正确性，弥补常规MRI诊断的不足，具有广泛的临床应用价值。

参考文献：

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[2]Fan ments and controversies：magnetic resonance spectroscopy and gliomas[J].Cancer Imaging，2006，6（1）：113-115.

[3]王贤柱，李玖军.儿童单纯疱疹病毒脑炎诊治进展[J].中国实用儿科杂志，2014，29（2）：155-158.

[4]Sener RN.Subacute sclerosing panencephalitis findings at MR imaginf， diffusion MRimaging，and proton MR spectroscopy[J].AJNR Am J Neuroradiol，2004，25（5）：892-894.

[5]陈晓兵，罗天友，彭娟.DTI对鉴别脑低级别胶质瘤、脑梗死和病毒性脑炎的价值[J].放射学实践，2012，27（7）：730-734.

[6]杨振燕，靳令经.脑梗塞后代谢产物演变的磁共振化学位移成像研究[J].中国医学影像学杂志，2005，13（6）：401-404.编辑/申磊