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doi：10.3969/j.issn.1007-614x.2013.20.55
摘 要 目的：应用氢质子磁共振波谱（1H-MRS）研究缺血性脑梗死的代谢物绝对浓度的变换特点及其演变规律，探讨其在评估缺血性脑梗死中的价值。方法：通过表观扩散系数图（ADC图）精确定位氢质子磁共振波谱，采用绝对定量方法，对30例不同时期缺血性脑梗死患者的NAA、Cr、Cho、mI、lac代谢物绝对浓度含量的变化进行检测，观察不同分期脑梗死中各代谢物的变化特点。结果：在超急性期，脑梗死区NAA浓度较对侧下降，但仍保持较高的水平；Cr浓度亦较对侧轻度下降，Cho、mI浓度略有下降，lac浓度明显升高。在急性期，脑梗死区NAA、Cr、Cho、mI浓度均较对侧明显下降，其中NAA浓度下降最为显著，平均浓度只为对侧的18.9%，而lac浓度继续升高，并达到高峰。在亚急性期，脑梗死区NAA、Cr、Cho、mI浓度均较对侧明显下降，lac浓度开始下降，但仍持续较高水平。在慢性早期和晚期，NAA、Cr、Cho、mI浓度继续维持很低的水平。Cr、Cho、mI与NAA均有平行下降趋势，但没有NAA、Lac变化显著。结论：在脑梗死的MRS研究中，绝对定量技术能直观、准确地检测缺血脑组织内代谢物的动态演变过程，对深入研究脑梗死的发病机理有重要意义。
关键词 脑梗死 磁共振氢质子波谱 扩散加权成像 代谢物
Abstract Objective：Application of proton magnetic resonance spectroscopy （1H-MRS） transform characteristics and evolution law of ischemic cerebral infarction metabolite concentration，explore the value evaluation of ischemic cerebral infarction.Methods：The apparent diffusion coefficient diagram （ADC diagram） precise positioning of proton magnetic resonance spectroscopy，using the absolute quantification method，changes of 30 cases patients with different stages of ischemic cerebral infarction of NAA、Cr、Cho、mI、lac metabolites of absolute concentrations were detected to observe the different characteristics of each metabolite，changes in the staging of cerebral infarction.Results：In super acute period of cerebral infarction area，NAA concentration is on the side down，but still maintained a higher level；the concentration of Cr is slightly to the contralateral side down，Cho，mI concentration decreased slightly，the concentration of Lac increased significantly.In the acute phase of cerebral infarction area，NAA，Cr、Cho、mI concentration was lower than contralateral decreased significantly，NAA concentration decreased most significantly，the average concentration of side 18.9%，while the lac concentration continues to increase， and reached a peak.In the subacute stage of cerebral infarction area，NAA、Cr、Cho、mI concentration was lower than contralateral decreased significantly，lac concentration began to decline，but still high level.In chronic early and late，NAA、Cr、Cho、mI concentration to maintain a very low level，Cr、Cho、mI and NAA have parallel downward trend，but no significant change in NAA、Lac.Conclusion：In the MRS study of cerebral infarction，absolute quantitative technology can accurately detect the dynamic evolution process.The metabolites within ischemic brain tissue，are of great significance to study the pathogenesis of cerebral infarction.
Key words Cerebral infarction；1H-MRS；Diffusion weighted imaging；Metabolite 近年来，MRS的应用使脑梗死的研究深入到细胞代谢的水平[1]。相对定量法虽有一定的优点，但代谢物比值的改变并不能准确地反映具体代谢物水平的变化情况，甚至出现错误的结果[2]。我们采用绝对定量方法，通过表观扩散系数图（ADC图）精确定位氢质子磁共振波谱，应用波谱（1H-MRS）对30例不同时期缺血性脑梗死患者各种不同代谢物绝对浓度含量的变化进行检测，观察不同分期脑梗死中各代谢物的变化及其演变规律，以评估1H-MRS在脑梗死诊断的应用价值，试图为探讨个体化治疗方案提供一种客观观察指标。
资料与方法
本组患者30例，均经MR常规及扩散加权成像明确诊断为脑梗死，其中男18例，女12例，年龄20～82岁，平均51.2岁。病例分期采用公认标准[3]，参照全国第四届脑血管病学术会议修订的脑梗死诊断标准对脑梗死进行分期。根据起病至MR检查时间分为5期：超急性期（≤6小时）6例，急性期（7～24小时）10例，亚急性期（3～10天）8例，慢性早期（11天～1个月）3例，慢性晚期（>1个月）3例。全部病例均有明确的脑梗死发病时间，除外出血性及腔隙性脑梗死。脑梗死对侧相应脑组织区常规MRI及DWI扫描无异常改变。
MRI检查方法、程序：采用Siemens 1.5T超导型MR机，患者仰卧位，头颅相控阵线圈，所有患者先行常规扫描，包括横轴位自旋回波序列（SET1WI）（TR-400ms、TE-7.8ms）；液体衰减反转恢复序列（FLAIR）（TR-8500ms，TE-135ms）和横轴位、矢状位、冠状位快速自旋回波序列（TSET2WI）（TR-3550ms、TE-101ms）。DWI横轴位，采用单次激发快速自旋回波-平面回波（SSH-SE-EPI）序列（TR-3200ms、TE-89ms），层厚5mm，层距2mm，三向同性扩散，在X、Y、Z轴3个方向上选用扩散系数，DWI序列启用2个扩散梯度场（b1=0，b2=1000），并自动生成1幅DWI的示踪图（ADC图）[4]。1H-MRS应用化学位移成像进行单体素采集，点解析波谱（PRESS）序列（TR-1500ms、TE-288ms），选取脑梗死病灶中心区和对侧相应部位的正常脑组织（镜像区）为感兴趣区（ROI），感兴趣区以DWI发现病灶为标准，选择ADC值最低处测定代谢物质。ROI大小约15mm×15mm×15mm或20mm×20mm×20mm，波谱采集时间约7.2分钟。应用Siemens波谱分析软件完成信号平均、相位校正、基线校正。
评价指标：①主要观察的代谢物：氮-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.02ppm；胆碱类复合物（Cho）3.22ppm；肌酸（Cr）3.03ppm或3.94ppm；肌醇（mI）3.56ppm和乳酸（lac）1.33ppm。②定量分析方法：采用绝对定量方法，得出具体代谢物NAA、Cr、Cho、mI、lac的绝对浓度。
结 果
各期脑梗死区及对侧相应区域脑组织代谢物绝对浓度比较，见表1。
脑梗死区代谢物绝对浓度变化的纵向比较，见表2。
讨 论
磁共振波谱（MRS）的基本原理及谱线：MRS是一种利用核磁共振现象和化学位移作用对一系列原子核及其化合物进行分析的方法。是目前惟一能无创性研究活体组织代谢、生化变化及化合物定量分析的技术。化学位移（chemical shift）是同一种原子核，位于不同的化学结构中，由于周围电子云的结构、分布和运动状态不同，其进动频率也有差别。这种在相同环境条件（温度、pH值、均匀外磁场等）下，同一原子核由于所处的分子结构不同所致的进动频率出现差异的现象被称为化学位移现象。例如：1H在H2O和脂类（-CH3）具有不同的化学环境，则有不同的进动频率：在1.5T主磁场中，H2O和脂类中的1H的共振频率分别为63.75Hz及210Hz（相差3ppm）。相同1H原子核由于其所处不同化合物中（化学环境不同），其周围磁场强度会有细微变化，共振频率会有所差别—化学位移。化学位移是MRS的基础，正是由于不同化合物之间存在着频率差异（化学位移不同），MRS才可能将不同的化合物分辨开来。
质子磁共振波谱检测脑的代谢物反映在图谱上是不同化学位移的共振峰。所能探测到的化合物表现为特定频率上的峰。谱线：MRS谱线的横轴代表化学位移，即频率，单位是ppm（频率的百万分之几）。纵轴是化合物的信号强度，其峰高度或峰下面积与该化合物的浓度成正比。化合物的特定化学结构会造成其表现为特定形态的峰。不同代谢产物的化学位移不同，其变化能反映人体能量代谢的病理生理变化。
常见化合物的化学位移及其作用：1H-MRS可检测到的主要代谢物：①NAA-氮-乙酰天门冬氨酸：位于2.02ppm，主要位于神经元上，是公认的神经元密度标志物，反映神经元的功能状况。NAA降低提示神经元的脱失或功能障碍。②Cho-胆碱类复合物（甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和胆碱）：位于3.22ppm，参与细胞膜构成，与细胞膜磷脂代谢有关；Cho升高，反映细胞增殖和膜转运增加。③Cr/PCr-肌酸/磷酸肌酸：位于3.03ppm（少量位于3.94ppm），作用：高能磷酸盐的储备形式及ATP和ADP的缓冲剂；其含量相对较稳定，常被作为1H MRS相对定量测量时的参照物。④lac-乳酸：位于1.33ppm，PRESS序列，TE=144ms时，呈倒置双峰；TE=288ms时，呈正置双峰。Lac是糖无氧酵解产物，在正常脑组织中通常检测不到。常出现于缺血缺氧时。Lac升高是线粒体功能障碍的标志，说明有氧代谢途径障碍、糖酵解加速，Lac堆积。⑤mI-肌醇：位于3.56ppm；星形细胞内的一种重要的渗透递质，参与调节渗透压，营养细胞及生成表面活性物质；作为星形细胞的标志物。⑥Glx-谷氨酰胺及谷氨酸复合物：位于2.2～2.4ppm；一种兴奋性神经递质，在缺氧、肝性脑病或脑肿瘤等时升高。 对比分析研究各期脑梗死区1H-MRS各代谢物浓度变化的临床意义：①NAA变化及意义：本组病例最早于发病4小时在脑梗死灶内发现NAA开始下降。本研究结果显示在超急性期NAA即有下降，但仍能保持较高的水平，提示脑缺血区仍有较多数量存活的细胞，神经元功能仍大部分存在，进一步从活体细胞水平上证实了此时段是临床进行溶栓治疗的最佳时间段，因此超急性期（发病6小时之内）的治疗干预必定能挽救大多数神经元，此期NAA的减少更大程度上表明了神经元功能的减低[5]。随着病程延长，梗死区NAA水平呈进行性明显下降。超急性期之后NAA下降速度较快，于发病后48小时（急性期）降至第一个较低值，平均浓度只为对侧的18.9%，而至亚急性期，平均浓度1.07mmol/kg，与急性期相比无显著性差异。此后NAA持续下降，至恢复期（慢性期）降至最低值，并维持较低水平。说明48小时之内神经元死亡加剧，但尚未降至最低值，治疗仍能阻止NAA进一步减低；之后神经元死亡逐渐达到低谷，NAA的改变则更可能取决于神经元数目的丢失，当NAA耗尽则提示脑组织的软化、坏死达到高峰，标志着梗死形成神经元出现不可逆损伤。在梗死发展过程中，NAA的下降是缺血后脑损伤的一个标志物，NAA在脑中风后6～24小时开始明显下降，NAA在梗死区分布不均匀，中心区域下降较周围明显。NAA下降的水平反映了组织病理学损伤的严重程度，NAA下降程度越大，丢失的神经元越多，其含量可作为评估脑梗死病人预后的指标。②Lac变化及意义：本组最早于发病4小时在脑梗死灶内发现Lac。本组超急性期、急性期和亚急性期的所有病例均可见抬高的Lac峰，进一步证实Lac的增高是脑梗死早期的一个敏感指标。脑梗死后Lac存在一个动态演变过程，在超急性期Lac即明显升高，急性期显著升高，并达到高峰，亚急性期开始有不同程度下降，到慢性期逐渐消失。急性期Lac浓度最高，而此期NAA浓度下降到了非常低的水平，说明此期脑组织缺血非常严重，来不及建立侧支循环，反映此期脑血流灌注不足达到最严重状态。脑缺血7～14天后（亚急性期后期至慢性期）Lac水平明显下降近乎消失，此期脑组织软化、坏死达到高峰，梗死组织自身的侧支循环得以良好建立，而一旦供氧恢复，Lac则可参加三羧酸循环而彻底氧化，因此应得以部分清除；另外Lac是小分子水溶性，能自由通过血脑屏障，也有利于其清除。Federico等认为，Lac升高在脑梗死最初24～48小时与无氧代谢有关，而后期则为梗死区小胶质细胞和巨噬细胞的浸润所致。因此Lac可以作为局部低灌注的标志物，可作为无氧代谢的早期指标。Lac的出现及升高程度代表了梗死的程度及严重性，Lac与多伦多中风评分（TSS）、Barthel指数评分（BI）以及梗死灶体积显著相关，阐明了Lac浓度预示着损伤程度。因此根据lac、NAA绝对定量的变化，可对脑梗死进行分期。③Cr变化及意义：肌酸（Cr）也随发病时间延长逐渐降低，超急性期Cr浓度已有明显下降，随着梗死时间的延长，急性期至亚急性期Cr浓度呈逐步下降的态度，至慢性期降到较低水平，与NAA下降趋势基本一致，但下降幅度不及NAA。提示超急性期由于脑缺血而出现明显的能量代谢障碍，从而导致高能磷酸代谢物减少，说明神经元对缺血的反应非常敏感。④Cho变化及意义：本组结果显示胆碱（Cho）亦随发病时间延长而逐渐下降，Cho在超急性期即轻度下降，急性期和亚急性期下降显著，到慢性期近乎消失，但下降速度较NAA、Cr明显低，且其最低值仍高于NAA、Cr。脑梗死后Cho浓度随着时间的延长而持续下降，进一步阐明梗死区内神经细胞坏死.丢失逐渐增多，细胞的密度在持续下降[6]。⑤mI变化及意义：在超急性期变化不明显，在急性期、亚急性期则下降明显，到慢性期保持在极低水平或消失。说明了脑梗死后不但神经元死亡，胶质细胞亦死亡。
1H-MRS在脑梗死诊断中的应用价值：1H-MRS作为目前惟一能从活体组织中监测细胞内代谢物变化的检查技术，能敏感地检测活体中脑缺血后脑内代谢物的动态演变过程，绝对定量能直观、准确地反映缺血脑组织的生化改变及其发生、发展规律，有助于了解脑梗死发生发展的过程：如正常神经元及神经胶质细胞功能障碍或死亡，细胞膜转运减慢或消失，能量代谢下降，可以导致NAA、mI、Cho和Cr降低，但是，由于乏氧造成糖酵解增加，使Lac明显增高。其中NAA.Lac表现较为显著，是诊断和监测脑梗死的有效手段。因此根据lac、NAA绝对定量的变化，可对脑梗死进行分期，在急性期脑梗死后MRS上发现Lac峰，而NAA峰正常或略低，提示脑缺血半暗带存在，仍可进行溶栓治疗。以NAA下降和Lac升高的程度来评价脑梗死的进展比简单的依赖时间窗应该更能准确判断脑缺血状态，两者变化也可能代表了治疗窗终结，可以为选择治疗时机提供信息，且对深入研究脑梗死的发病机理有重要意义。Cr、Cho峰在脑缺血后均表现下降，Cho、Cr与NAA均有平行下降趋势，但没有NAA、Lac变化显著，可作为其他代谢物的参考值，单独应用价值不大。
临床上脑梗死发生4小时以内的患者，常规MRI常常难以显示缺血区，而MRS改变则很明显，说明1HMRS出现异常改变比常规MRI早，并且1HMRS的改变不受模糊效应的影响（3周左右），为脑梗死的诊断提供了一种新的影像学检查方法。
参考文献
1 何玉洁，王学建，吴清华，等.急性脑梗死动脉溶栓治疗前后的质子磁共振波谱实验研究[J].实用放射学杂志，2007，23（11）：1546-1551.
2 Jansen J F，Backes W H，Nicolay K，et al.1H MR spectroscopy of the brain：absolute quantification of metabolites[J].Radiology，2006，240（2）：318-332.
3 陈星荣，沈天真.脑梗死的影像学[J].中国医学计算机成像杂志，2000，6（1）：2-36.
4 肖学宏，孔祥泉，刘定西，等.脑梗死在扩散加权像上信号强度及表面扩散系数变化的时间过程[J].中华放射学杂志，2000，34（5）：325.
5 Sager T N，Hansen A J，Laursen H.Correlation between Nacetylaspartate levels and histopathologic changes in cortical infarcts of mice after middle cerebral artery occlusion[J].J Cereb Blood Flow Metab，2000，20（7）：780-788.
6 王丽红，陈清威，穆耀强.1H-磁共振波谱在脑梗死进展中的应用研究[J].中国医药导刊，2007，9（5）：375-378.
摘 要 目的：应用氢质子磁共振波谱（1H-MRS）研究缺血性脑梗死的代谢物绝对浓度的变换特点及其演变规律，探讨其在评估缺血性脑梗死中的价值。方法：通过表观扩散系数图（ADC图）精确定位氢质子磁共振波谱，采用绝对定量方法，对30例不同时期缺血性脑梗死患者的NAA、Cr、Cho、mI、lac代谢物绝对浓度含量的变化进行检测，观察不同分期脑梗死中各代谢物的变化特点。结果：在超急性期，脑梗死区NAA浓度较对侧下降，但仍保持较高的水平；Cr浓度亦较对侧轻度下降，Cho、mI浓度略有下降，lac浓度明显升高。在急性期，脑梗死区NAA、Cr、Cho、mI浓度均较对侧明显下降，其中NAA浓度下降最为显著，平均浓度只为对侧的18.9%，而lac浓度继续升高，并达到高峰。在亚急性期，脑梗死区NAA、Cr、Cho、mI浓度均较对侧明显下降，lac浓度开始下降，但仍持续较高水平。在慢性早期和晚期，NAA、Cr、Cho、mI浓度继续维持很低的水平。Cr、Cho、mI与NAA均有平行下降趋势，但没有NAA、Lac变化显著。结论：在脑梗死的MRS研究中，绝对定量技术能直观、准确地检测缺血脑组织内代谢物的动态演变过程，对深入研究脑梗死的发病机理有重要意义。
关键词 脑梗死 磁共振氢质子波谱 扩散加权成像 代谢物
Abstract Objective：Application of proton magnetic resonance spectroscopy （1H-MRS） transform characteristics and evolution law of ischemic cerebral infarction metabolite concentration，explore the value evaluation of ischemic cerebral infarction.Methods：The apparent diffusion coefficient diagram （ADC diagram） precise positioning of proton magnetic resonance spectroscopy，using the absolute quantification method，changes of 30 cases patients with different stages of ischemic cerebral infarction of NAA、Cr、Cho、mI、lac metabolites of absolute concentrations were detected to observe the different characteristics of each metabolite，changes in the staging of cerebral infarction.Results：In super acute period of cerebral infarction area，NAA concentration is on the side down，but still maintained a higher level；the concentration of Cr is slightly to the contralateral side down，Cho，mI concentration decreased slightly，the concentration of Lac increased significantly.In the acute phase of cerebral infarction area，NAA，Cr、Cho、mI concentration was lower than contralateral decreased significantly，NAA concentration decreased most significantly，the average concentration of side 18.9%，while the lac concentration continues to increase， and reached a peak.In the subacute stage of cerebral infarction area，NAA、Cr、Cho、mI concentration was lower than contralateral decreased significantly，lac concentration began to decline，but still high level.In chronic early and late，NAA、Cr、Cho、mI concentration to maintain a very low level，Cr、Cho、mI and NAA have parallel downward trend，but no significant change in NAA、Lac.Conclusion：In the MRS study of cerebral infarction，absolute quantitative technology can accurately detect the dynamic evolution process.The metabolites within ischemic brain tissue，are of great significance to study the pathogenesis of cerebral infarction.
Key words Cerebral infarction；1H-MRS；Diffusion weighted imaging；Metabolite 近年来，MRS的应用使脑梗死的研究深入到细胞代谢的水平[1]。相对定量法虽有一定的优点，但代谢物比值的改变并不能准确地反映具体代谢物水平的变化情况，甚至出现错误的结果[2]。我们采用绝对定量方法，通过表观扩散系数图（ADC图）精确定位氢质子磁共振波谱，应用波谱（1H-MRS）对30例不同时期缺血性脑梗死患者各种不同代谢物绝对浓度含量的变化进行检测，观察不同分期脑梗死中各代谢物的变化及其演变规律，以评估1H-MRS在脑梗死诊断的应用价值，试图为探讨个体化治疗方案提供一种客观观察指标。
资料与方法
本组患者30例，均经MR常规及扩散加权成像明确诊断为脑梗死，其中男18例，女12例，年龄20～82岁，平均51.2岁。病例分期采用公认标准[3]，参照全国第四届脑血管病学术会议修订的脑梗死诊断标准对脑梗死进行分期。根据起病至MR检查时间分为5期：超急性期（≤6小时）6例，急性期（7～24小时）10例，亚急性期（3～10天）8例，慢性早期（11天～1个月）3例，慢性晚期（>1个月）3例。全部病例均有明确的脑梗死发病时间，除外出血性及腔隙性脑梗死。脑梗死对侧相应脑组织区常规MRI及DWI扫描无异常改变。
MRI检查方法、程序：采用Siemens 1.5T超导型MR机，患者仰卧位，头颅相控阵线圈，所有患者先行常规扫描，包括横轴位自旋回波序列（SET1WI）（TR-400ms、TE-7.8ms）；液体衰减反转恢复序列（FLAIR）（TR-8500ms，TE-135ms）和横轴位、矢状位、冠状位快速自旋回波序列（TSET2WI）（TR-3550ms、TE-101ms）。DWI横轴位，采用单次激发快速自旋回波-平面回波（SSH-SE-EPI）序列（TR-3200ms、TE-89ms），层厚5mm，层距2mm，三向同性扩散，在X、Y、Z轴3个方向上选用扩散系数，DWI序列启用2个扩散梯度场（b1=0，b2=1000），并自动生成1幅DWI的示踪图（ADC图）[4]。1H-MRS应用化学位移成像进行单体素采集，点解析波谱（PRESS）序列（TR-1500ms、TE-288ms），选取脑梗死病灶中心区和对侧相应部位的正常脑组织（镜像区）为感兴趣区（ROI），感兴趣区以DWI发现病灶为标准，选择ADC值最低处测定代谢物质。ROI大小约15mm×15mm×15mm或20mm×20mm×20mm，波谱采集时间约7.2分钟。应用Siemens波谱分析软件完成信号平均、相位校正、基线校正。
评价指标：①主要观察的代谢物：氮-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.02ppm；胆碱类复合物（Cho）3.22ppm；肌酸（Cr）3.03ppm或3.94ppm；肌醇（mI）3.56ppm和乳酸（lac）1.33ppm。②定量分析方法：采用绝对定量方法，得出具体代谢物NAA、Cr、Cho、mI、lac的绝对浓度。
结 果
各期脑梗死区及对侧相应区域脑组织代谢物绝对浓度比较，见表1。
脑梗死区代谢物绝对浓度变化的纵向比较，见表2。
讨 论
磁共振波谱（MRS）的基本原理及谱线：MRS是一种利用核磁共振现象和化学位移作用对一系列原子核及其化合物进行分析的方法。是目前惟一能无创性研究活体组织代谢、生化变化及化合物定量分析的技术。化学位移（chemical shift）是同一种原子核，位于不同的化学结构中，由于周围电子云的结构、分布和运动状态不同，其进动频率也有差别。这种在相同环境条件（温度、pH值、均匀外磁场等）下，同一原子核由于所处的分子结构不同所致的进动频率出现差异的现象被称为化学位移现象。例如：1H在H2O和脂类（-CH3）具有不同的化学环境，则有不同的进动频率：在1.5T主磁场中，H2O和脂类中的1H的共振频率分别为63.75Hz及210Hz（相差3ppm）。相同1H原子核由于其所处不同化合物中（化学环境不同），其周围磁场强度会有细微变化，共振频率会有所差别—化学位移。化学位移是MRS的基础，正是由于不同化合物之间存在着频率差异（化学位移不同），MRS才可能将不同的化合物分辨开来。
质子磁共振波谱检测脑的代谢物反映在图谱上是不同化学位移的共振峰。所能探测到的化合物表现为特定频率上的峰。谱线：MRS谱线的横轴代表化学位移，即频率，单位是ppm（频率的百万分之几）。纵轴是化合物的信号强度，其峰高度或峰下面积与该化合物的浓度成正比。化合物的特定化学结构会造成其表现为特定形态的峰。不同代谢产物的化学位移不同，其变化能反映人体能量代谢的病理生理变化。
常见化合物的化学位移及其作用：1H-MRS可检测到的主要代谢物：①NAA-氮-乙酰天门冬氨酸：位于2.02ppm，主要位于神经元上，是公认的神经元密度标志物，反映神经元的功能状况。NAA降低提示神经元的脱失或功能障碍。②Cho-胆碱类复合物（甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和胆碱）：位于3.22ppm，参与细胞膜构成，与细胞膜磷脂代谢有关；Cho升高，反映细胞增殖和膜转运增加。③Cr/PCr-肌酸/磷酸肌酸：位于3.03ppm（少量位于3.94ppm），作用：高能磷酸盐的储备形式及ATP和ADP的缓冲剂；其含量相对较稳定，常被作为1H MRS相对定量测量时的参照物。④lac-乳酸：位于1.33ppm，PRESS序列，TE=144ms时，呈倒置双峰；TE=288ms时，呈正置双峰。Lac是糖无氧酵解产物，在正常脑组织中通常检测不到。常出现于缺血缺氧时。Lac升高是线粒体功能障碍的标志，说明有氧代谢途径障碍、糖酵解加速，Lac堆积。⑤mI-肌醇：位于3.56ppm；星形细胞内的一种重要的渗透递质，参与调节渗透压，营养细胞及生成表面活性物质；作为星形细胞的标志物。⑥Glx-谷氨酰胺及谷氨酸复合物：位于2.2～2.4ppm；一种兴奋性神经递质，在缺氧、肝性脑病或脑肿瘤等时升高。 对比分析研究各期脑梗死区1H-MRS各代谢物浓度变化的临床意义：①NAA变化及意义：本组病例最早于发病4小时在脑梗死灶内发现NAA开始下降。本研究结果显示在超急性期NAA即有下降，但仍能保持较高的水平，提示脑缺血区仍有较多数量存活的细胞，神经元功能仍大部分存在，进一步从活体细胞水平上证实了此时段是临床进行溶栓治疗的最佳时间段，因此超急性期（发病6小时之内）的治疗干预必定能挽救大多数神经元，此期NAA的减少更大程度上表明了神经元功能的减低[5]。随着病程延长，梗死区NAA水平呈进行性明显下降。超急性期之后NAA下降速度较快，于发病后48小时（急性期）降至第一个较低值，平均浓度只为对侧的18.9%，而至亚急性期，平均浓度1.07mmol/kg，与急性期相比无显著性差异。此后NAA持续下降，至恢复期（慢性期）降至最低值，并维持较低水平。说明48小时之内神经元死亡加剧，但尚未降至最低值，治疗仍能阻止NAA进一步减低；之后神经元死亡逐渐达到低谷，NAA的改变则更可能取决于神经元数目的丢失，当NAA耗尽则提示脑组织的软化、坏死达到高峰，标志着梗死形成神经元出现不可逆损伤。在梗死发展过程中，NAA的下降是缺血后脑损伤的一个标志物，NAA在脑中风后6～24小时开始明显下降，NAA在梗死区分布不均匀，中心区域下降较周围明显。NAA下降的水平反映了组织病理学损伤的严重程度，NAA下降程度越大，丢失的神经元越多，其含量可作为评估脑梗死病人预后的指标。②Lac变化及意义：本组最早于发病4小时在脑梗死灶内发现Lac。本组超急性期、急性期和亚急性期的所有病例均可见抬高的Lac峰，进一步证实Lac的增高是脑梗死早期的一个敏感指标。脑梗死后Lac存在一个动态演变过程，在超急性期Lac即明显升高，急性期显著升高，并达到高峰，亚急性期开始有不同程度下降，到慢性期逐渐消失。急性期Lac浓度最高，而此期NAA浓度下降到了非常低的水平，说明此期脑组织缺血非常严重，来不及建立侧支循环，反映此期脑血流灌注不足达到最严重状态。脑缺血7～14天后（亚急性期后期至慢性期）Lac水平明显下降近乎消失，此期脑组织软化、坏死达到高峰，梗死组织自身的侧支循环得以良好建立，而一旦供氧恢复，Lac则可参加三羧酸循环而彻底氧化，因此应得以部分清除；另外Lac是小分子水溶性，能自由通过血脑屏障，也有利于其清除。Federico等认为，Lac升高在脑梗死最初24～48小时与无氧代谢有关，而后期则为梗死区小胶质细胞和巨噬细胞的浸润所致。因此Lac可以作为局部低灌注的标志物，可作为无氧代谢的早期指标。Lac的出现及升高程度代表了梗死的程度及严重性，Lac与多伦多中风评分（TSS）、Barthel指数评分（BI）以及梗死灶体积显著相关，阐明了Lac浓度预示着损伤程度。因此根据lac、NAA绝对定量的变化，可对脑梗死进行分期。③Cr变化及意义：肌酸（Cr）也随发病时间延长逐渐降低，超急性期Cr浓度已有明显下降，随着梗死时间的延长，急性期至亚急性期Cr浓度呈逐步下降的态度，至慢性期降到较低水平，与NAA下降趋势基本一致，但下降幅度不及NAA。提示超急性期由于脑缺血而出现明显的能量代谢障碍，从而导致高能磷酸代谢物减少，说明神经元对缺血的反应非常敏感。④Cho变化及意义：本组结果显示胆碱（Cho）亦随发病时间延长而逐渐下降，Cho在超急性期即轻度下降，急性期和亚急性期下降显著，到慢性期近乎消失，但下降速度较NAA、Cr明显低，且其最低值仍高于NAA、Cr。脑梗死后Cho浓度随着时间的延长而持续下降，进一步阐明梗死区内神经细胞坏死.丢失逐渐增多，细胞的密度在持续下降[6]。⑤mI变化及意义：在超急性期变化不明显，在急性期、亚急性期则下降明显，到慢性期保持在极低水平或消失。说明了脑梗死后不但神经元死亡，胶质细胞亦死亡。
1H-MRS在脑梗死诊断中的应用价值：1H-MRS作为目前惟一能从活体组织中监测细胞内代谢物变化的检查技术，能敏感地检测活体中脑缺血后脑内代谢物的动态演变过程，绝对定量能直观、准确地反映缺血脑组织的生化改变及其发生、发展规律，有助于了解脑梗死发生发展的过程：如正常神经元及神经胶质细胞功能障碍或死亡，细胞膜转运减慢或消失，能量代谢下降，可以导致NAA、mI、Cho和Cr降低，但是，由于乏氧造成糖酵解增加，使Lac明显增高。其中NAA.Lac表现较为显著，是诊断和监测脑梗死的有效手段。因此根据lac、NAA绝对定量的变化，可对脑梗死进行分期，在急性期脑梗死后MRS上发现Lac峰，而NAA峰正常或略低，提示脑缺血半暗带存在，仍可进行溶栓治疗。以NAA下降和Lac升高的程度来评价脑梗死的进展比简单的依赖时间窗应该更能准确判断脑缺血状态，两者变化也可能代表了治疗窗终结，可以为选择治疗时机提供信息，且对深入研究脑梗死的发病机理有重要意义。Cr、Cho峰在脑缺血后均表现下降，Cho、Cr与NAA均有平行下降趋势，但没有NAA、Lac变化显著，可作为其他代谢物的参考值，单独应用价值不大。
临床上脑梗死发生4小时以内的患者，常规MRI常常难以显示缺血区，而MRS改变则很明显，说明1HMRS出现异常改变比常规MRI早，并且1HMRS的改变不受模糊效应的影响（3周左右），为脑梗死的诊断提供了一种新的影像学检查方法。
参考文献
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