长期以来,肌萎缩性侧索硬化(AmyotrophicLateralSclerosis,ALS)的诊断主要依靠临床症状、电生理检查、肌肉活检和死后的病理切片检查,目前尚无特异性的诊断方法检测ALS〔1〕。近十年来,研究人员尝试使用影像学手段诊断ALS,并监测其进展,取得了大量的成果,现综述如下。

1　磁共振成像(MagneticResonan- ceImaging,MRI)
MRI能够观察到ALS患者运动区皮质和锥体束的损伤。Goodin等〔2〕首次报道在5例ALS患者中2例在T2发现对称的、自皮质经放射冠和内囊后肢到桥脑的信号增强区。他们推测磁共振能够检测的损伤与ALS患者中央白质的损伤有关。Sales等〔3〕也在20例运动神经元病患者中8例在T2像的半卵圆中央和放射冠区发现星云状高信号,伴有内囊和大脑脚锥体束带状高信号。Oba等〔4〕报道发现ALS患者前运动皮质T2加权缩短。应用1. 5TMRI,在15例患者中14例T2加权缩短,而正常对照组49例中仅1例有类似改变。3例患者的尸检发现该区染色增强,星形胶质细胞和巨噬细胞散在分布。此外染色增强的星形胶质细胞和巨噬细胞内发现大量铁离子,这可能是运动皮质T2加权缩短的主要原因。Ishikawa等〔5〕发现在7例ALS患者中3例有局限于运动皮质的双侧信号改变,而70例对照组(已诊断为脑血管疾病、其他神经系统变性疾病或非神经系统疾病)无一例患者有类似改变。但Iwasaki等的报道与此相矛盾。在20例ALS患者没有发现运动皮质的信号改变,而在1021例患其他神经系统疾病的对照组患者中却有40例发现运动区皮质信号改变,据此他们推测T2的运动区低信号为非特异性的变化。Waragai〔6〕也在21例ASL患者中12例运动皮质T2加权成像为低信号;但9例正常的志愿者中3例,16例其他神经系统疾病患者中4例都存在相似发现。此外在21例ALS患者中16例有脑内皮质脊髓束高信号,而8例正常的志愿者中2例,16例其他神经系统疾病患者中4例。
Rutledge等〔7〕提出在神经系统变性性疾病患者因年龄的增长,运动皮质区线性低信号的可能性增大。Hallgren注意到随年龄增长,运动区皮质内非高铁血红*白铁含量增加。因此Eliss等认为同时存在皮质下白质的星云状高信号区和运动皮质区线性低信号对诊断ALS的特异性更强。

2　单光子发射计算机断层显像(Single PhotonEmissionComputedTomogra- phy,SPECT)
Anzai等〔8〕报道在3例无痴呆的ALS患者有双侧额顶交界区低灌注现象,而头颅CT和MRI没有明显改变。此后Abe等也报道18例ALS患者存在运动区皮质同位素摄取减少。应用IPT成像技术显示ALS患者纹状体内多巴胺载体较正常对照组少,且多巴胺载体的减少与患者的起病形式、发病年龄和病程长短无关。

3　正电子发射计算机断层显像(PositronEmissionComputedTomogra- phy,PET)
PET的出现,大大提高了人脑功能的研究敏感性。在PD、癫痫患者中的应用尤为广泛。PET在运动神经元病中的应用也有10多年的历史, Dalakas等最先用FDG(2-18fluoro-2-de- oxy-D-glucose)-PET发现感觉区、运动区皮质和壳核代谢降低,为进一步研究运动神经元疾病奠定了基础。Shioza- wa等在无痴呆的ALS患者中发现感觉区、运动区皮质代谢比下降明显,而壳核区虽也有下降,但与对照组相比无统计学差异。目前尚未完全认识到PET在运动神经元病中的诊断意义, 也未能认识到PET在确认疾病的表型和病情进展中的潜在意义。因使用含15O的显影剂和成像技术的提高,改善了检查的敏感性。最近11C标记的氟马西尼(flumazeni)相关配体的研究使得观察运动神经元病患者的皮质功能重组、运动神经元间的抑制性通路成为现实,结合MRI及电生理检查有助于进一步探索该类疾病的不同亚型〔9〕。Lloyd等〔10〕发现ALS患者双侧额前区(9区和10区)、顶叶(7区)、视觉相关皮质(18区)和左侧运动区/运动前区(包括4区)的局部相对氟马西尼分布容量显著减少(P<0.001)。此外在左腹外侧和背外侧的额前区(45,46,47区)、Broca区、右颞区(21区)和右视觉相关皮质(19区)类似现象,提示运动神经元疾病的脑功能障碍不仅累及运动区和运动前区,也累及其他运动相关区,尤其是额前区皮质。

4　脑磁共振波谱(Magneticresonance spectroscopy,MRS)
1H-MRS的非离子化、非侵入性的特点,加之能够提供局部区域的代谢情况,在活体检查,经济上可行,使之在ALS中的研究也占有一席之地。许多ALS患者在常规MRI影像上并无T2、质子像和FLAIR加权像的皮质脊髓束低信号或高信号改变,或T2上运动皮质区的带状低信号,加之信号改变的非特异性,单一应用常规MRI对ALS的诊断价值有限,也不能检测早期大脑水平的上运动神经元损害,而临床神经系统体格检查有一定的主观性,不能精确定量。但1H-MRS以其独特的优点, 能够客观地定量神经元变性或缺失,因而能够为病因学提供线索,监测疾病的进展,评价运动神经元病患者对药物治疗的反应。
Pioro等〔11〕于1994年首次将1H- MRS引入运动神经元病的研究中。在此以后,应用单象素和多象素1H-MRS对运动神经元病,尤其是ALS的研究逐步开展。检查感觉运动皮质和脑干的方法很多,大部分运动神经元病/ ALS的1H-MRS研究使用1.5T、单象素分析;但也有少数研究人员应用3.0 T机器,个别研究人员还使用1H-MRS观察了运动神经元病患者小脑的改变。一般而言,获得的数据越多,所取的感兴趣区的面积越大,则获得的信号越多,数据的质量更高。但获得的数据越多,检查的时间也越长,而感兴趣区面积过大会降低解剖分辨率。因分析软件不同、代谢产物对比的对照物差异, 1H-MRS数据处理方法和定量代谢物波谱的方法亦各不相同〔12〕。
鉴于神经元变性和缺失最常见于运动区皮质(中央前回),几乎所有的1H-MRS研究都观察了该区的变化。研究人员也观察了第一皮质区(中央后回)、枕叶、小脑和皮质下白质(包括皮质脊髓束)。因为部位的不同、感兴趣区的位置和大小的差异(决定测量的皮质和白质的比例),测量的结果也会有差异。虽然不同的研究因具体方法的差异有所差别,但所有的报道均显示在ALS或原发性侧索硬化患者第一运动区NAx信号显著降低,而仅有LMN体征的患者和健康人无类似改变〔13〕。
1H-MRS在ALS中的应用尚不到10年,需要解决的主要问题在于:

4.1　可重复性　通过在数分钟或数小时后重复对同一个体行1H-MRS检查,明确两组数据的差异,确定差异的来源(技术因素、个体因素、MR系统硬件和软件的“噪音”干扰等)。确定差异来源确系疾病的进展而非技术因素后, 必须保证近期不同时间点检测的结果差异不高于10%,最好要低于5%。
4.2　敏感性和特异性　作为评价上运动神经元变性金标准的病理检查不能在1H-MRS检查后即刻进行,所以1H-MRS诊断神经元变性和缺失的敏感性尚无定论。研究病理变化与1H-MRS的NAA信号检测的相关性比较理想,但是仅仅限于比较容易获得组织标本进行组织学检查的患者(如脑肿瘤、癫痫)。但最近有研究和正常对照组相比,比较了脑1H-MRS和MRI分别检测不同类型运动神经元病患者上运动神经元病理变化的准确性。该研究中使用的标准为神经系统体格检查,明确临床上运动神经元功能障碍的程度。该研究表明1H-MRS检测到的第一运动皮质区NAA/Cr比下降(敏感性73%)较MRI上发现皮质脊髓束高信号、中央沟增宽(敏感性34%)更敏感。1H-MRS所示NAA/Cr下降对诊断运动神经元病的特异性较高,可达93%。脑内感觉运动区皮质NAx信号的减弱,虽然大多由引起上运动神经元变性的运动神经元病引起,但亦可由其他疾病引起。