中華放射學雜誌
CHINESE JOURNAL OF RADIOLOGY
1998年 第32卷 第4期
科技期刊
*顳葉癲癇的MRI診斷*
正常中國成人MRI海馬結構體積測定
吳建偉 宋兆祺 陳君坤 譚啟富 李蘇建 盧光明 張宗軍 劉瑜秀
【摘要】 目的 討論磁共振海馬結構(hippocampal formation, HF)體積測量方法，制訂正常成人HF體積範圍。材料與方法 52例正常成人做垂直於HF長軸的傾斜冠狀位自旋迴波（SE）序列T1加權像，其中25例還做相同位置的三維磁化準備快速梯度回波（three dimensional magnetization prepared rapid gradient echo, 3D MPRAGE）序列T1加權像。體積測量後界定在後連合，手工勾畫出HF邊緣獲得面積，並依此獲得HF體積。結果 正常成人HF體積與年齡無關，在性別、利手之間均無顯著性差異，右側下限為2.62 cm3，左側為2.48 cm3。3D MPRAGE序列較SE序列的對比度、對比噪聲比、對比偽影比高，而兩者信噪比無顯著性差異。結論 後連合作為HF體積測定後界較合適，HF正常值的制訂有利於顳葉癲癇的定側。3D MPRAGE序列較SE序列用於HF體積測定更為優越。
【關鍵字】 海馬數據收集磁共振成像
Volumetric measurement of hippocampal formation using MRI in the normal Chinese adultsWu Jianwei*, Song Zhaoqi, Chen Junkun, et al. Department of Radiology, Nanjing General Hospital of PLA, Nanjing 210002 (*Now in Department of Radiology, the 81th Hospital of PLA, Nanjing 210002)
【Abstract】 Purpose To discuss the method of volumetry of hipocampal formation (HF) with MRI and establish the volume range of HF in normal adults. Materials and methods Fifty-two normal adults underwent MR examinations using oblique coronal spin echo(SE) T1WI with the imaging plane perpendicular to the long axis of hippocampus.Additionally, 25 of the 52 subjects were also studied using three dimensional magnetization prepared rapid gradient echo(3D MPRAGE) T1WI at the same position. The posterior margin of hippocampal volumetry was defined by the plane which intersected the posterior commissure.The boundaries of HF was outlined manually to obtain the area of every section and the volume of HF. Results The lower limit of right HF volume was 2.62 cm3，and the left 2.48 cm3,it was not correlated with age and no significant difference was observed regarding sex and handedness. 3D MPRAGE had better contrast, contrast/noise and contrast/artifact than SE and yet with similar signal/noise(S/N). Conclusion It was more appropriate to define the posterior commissure as the posterior margin of HF volumetry, the determination of volume range of HF was helpful in lateralization of temporal lobe epilepsy(TLE). 3D MPRAGE was superior to SE in the volumetry of HF.
【Key words】 HippocampusData collectionMagnetic resonance imaging
顳葉癲癇的主要病理基礎是海馬萎縮硬化，近來MR研究發現顳葉癲癇、早老性痴呆等海馬體積縮小［1］，顳葉癲癇術前定側至關重要。本研究目的在於探討MR檢查方法，確定正常中國成人海馬結構體積正常值範圍。
材料與方法
一、海馬結構及其有關結構的解剖1.海馬結構大體解剖：海馬結構包括海馬、齒狀回、下托及海馬殘件。海馬位於顳葉內側，組成側腦室顳角底及內側壁，頭部膨大，體、尾部漸向內上彎
作者單位：210002 南京軍區南京總醫院影像科［吳建偉(研究生，現在210002 南京，解放軍第八一醫院放射科)、宋兆祺、陳君坤、李蘇建、盧光明、張宗軍］，神經外科(譚啟富)，科研科(劉瑜秀)
曲變細，齒狀回位於海馬內側，表面有齒狀切跡，冠狀切面上，與海馬呈雙重“C”形環抱狀，下托分別與海馬、海馬旁回相延續。海馬及下托表面有神經纖維覆蓋，覆蓋在海馬表面的形成海馬槽，其內側形成海馬傘。海馬與齒狀回之間有一海馬裂(溝)，內口張開，外側多閉合，海馬裂前後方向貫穿顳葉內側，向後上繞過胼胝體壓部，延續到胼胝體上溝，海馬裂下緣的下托及峽成為扣帶回，海馬裂上緣的齒狀回、束狀回成為胼胝體上回。兩側海馬傘向內上彎曲，在壓部下方通過海馬連合形成穹隆（圖1,2）。
海馬大部分邊緣被顳角、環池內腦脊液包圍，下與海馬旁回白質相鄰，頭部與前上方的杏仁核僅隔以側腦室顳角尖，頭部內緣與海馬回鉤相連，兩者無明確界限。
海馬槽1.海馬的細微結構：海馬及齒狀回以灰質為主要成分，由分子層、錐體細胞層（齒狀回為顆粒細胞層）和多形層組成，海馬可分為CA1～CA4四個扇區，CA4有最大的錐體細胞［2］（圖3）。海馬的傳入纖維主要來自內嗅區，穹隆是其主要傳出纖維。
2.MRI解剖（T1加權像）：海馬結構信號與皮層相同，體、尾部境界清楚，在頭部，可藉助表面高信號的海馬槽及側腦室顳角尖與杏仁核分開，但與海馬回鉤之間需據解剖劃分（圖4～6）。儘管Miller等［3］報導使用3.0T MR 機能識別海馬細節，但目前大部分MR機無法分辨。
二、受試者的選擇來源有兩種情況：（1）健康志願者、體檢者，（2）有鼻竇、頭皮等部位病變但無腦實質病變的非癲癇病人。年齡21～53歲，平均38.5歲。男30例，女22例。右利手者48例，非右利手者4例。
三、磁共振成像及測量方法
1．磁共振成像：採用Siemens 1.0T超導MR系統。52例作自旋迴波(SE)序列，垂直於海馬長軸的傾斜冠狀位T1加權像：TR、TE分別為540、15毫秒，採集次數2次，視野230mm，矩陣190×256 ，層厚4mm，無間距，採集時間4分1秒，16幅圖像。我們結合臨床把掃描野的後界定在後連合，前緣包括顳極（圖7，8）。25例還做三維磁化準備快速梯度回波（three dimensional magnetization prepared rapid gradient echo，3D MPRAGE）序列成像，TR、TE分別為14、6毫秒，反轉時間（TI）400毫秒，激勵角11°，視野250mm，矩陣190×256，採集時間6分17秒，32幅圖像。位置、層厚和層距與SE序列一致，掃描平面兩側對稱。SE序列海馬結構掃描範圍僅包括了頭部、體部及部分尾部，而3D MPRAGE序列包括整個海馬結構。
2．體積測量：海馬結構體積測定方法與Jack等［4］相同：調節合適的窗位、窗寬，明確海馬邊緣，在每一個平面用滑鼠勾畫出海馬結構的邊緣，獲得其面積，根據層厚計算出體積，在海馬頭部要根據解剖與鉤、杏仁核區分（圖9）。
顱腔體積的測量：在T1加權像軸位及矢狀位上測量顱腔的最大左右徑、前後徑，並測量枕骨大孔前下緣至顱頂內板間的最遠距離，計算平均顱腔體積。
3．25例均作SE序列及3D MPRAGE序列者分別測量各自的灰質、白質及背景的信號強度、標準差，計算信噪比(S/N)、對比度(C)、對比噪聲比(C/N)及對比偽影比(C/A)。
結果
一、海馬結構體積與顱腔體積的關係
52例測量原始數據經統計學處理顯示海馬與顱腔體積呈直線相關，所以依據文獻［5］對原始數據進行了標準化處理：V標=V原×V均/Vn，其中V標為標準化後的海馬體積，V原為海馬結構體積的原始數據，V均為平均顱腔體積，Vn為受試者的顱腔體積。
使用直線相關顯示海馬結構體積與年齡無相關性，不同性別、利手之間同側海馬結構體積經t檢驗均無顯著性差異（P>0.05)。右側海馬結構體積較左側海馬結構體積稍大，配對t檢驗示有顯著性差異（表1）。
表1 52例正常受試者海馬結構體積
例數 海馬體積（±s，cm3) 自身比較
右側 左側 t值 P值
總體 52 2.96±0.27 2.80±0.26 7.01 0.05
C 0.03±0.01 0.15±0.03 23.89 <0.05
C/N 1.91±0.84 6.53±2.98 7.06 <0.05
C/A 2.30±1.14 9.22±2.08 20.95 <0.05
註：SE為自旋迴波，3D MPRAGE為三維磁化準備快速梯度回波，S/N為信噪比，C為對比度，C/N為對比噪聲比，C/A為對比偽影比
討論
由於解剖原因，海馬結構體積測定最多包括90％～95％的體積［6］，早期的海馬測量是以後連合為後界［4］，最近Jack［6］及張文波等［7］使用穹隆腳為後界，並認為這種方法包括了大部分海馬結構，且不用考慮病人頭部是否有左右鏇轉造成的兩側不對稱。我們認為兩側穹隆腳不是中線結構，所測體積也受頭顱左右鏇轉的影響，且目前國內對顳葉癲癇病人常作前顳葉切除術，所切除的海馬範圍與所測量範圍相近，Kim等［8］通過MRI體積測量與病理、手術結果對照發現僅切除海馬頭部、體部，而保留尾部不影響手術效果。所以我們結合臨床採用以後連合為體積測量後界。
海馬結構體積測量所用序列較多，多用T1加權像，少數用T2加權像，其基本要求為圖像具有良好的信噪比和合適的對比度。3D MPRAGE序列是一個三維梯度回波序列，它是由磁化準備脈衝和快速小角度激發(FLASH)數據採集結合而成，筆者對SE序列和3D MPRAGE序列測量發現後者在保證良好信噪比的基礎上適當提高了組織的對比度，其優點在於：（1）海馬是以灰質為主的結構，由於灰白質反差加大，使海馬與表面和海馬旁回白質之間分界更加清晰；（2）成像數多；（3）由於為三維數據採集，可作其他方點陣圖像重建。缺點是採集時間稍長，但尚能接受，另外頭、尾數層信噪比較差。
早期學者在研究顳葉癲癇時使用原始數據進行比較，統計學顯示海馬與顱腔體積有關，所以在制訂正常值範圍時必須去除個體顱腔體積對海馬體積的影響，Jack等［4］提出對海馬體積標準化公式：V校＝V觀－B(TCVi－TCV)，其中B為海馬體積與顱腔體積的回歸斜率，TCVi為受檢者顱腔體積，TCV為對照組平均顱腔體積。而Cendes等［5］用對照組平均顱腔體積除以個體顱腔體積，該比值乘以原始數據為標準化的容積。我們採用後者，因為此方法方便、實用，標準化後的海馬體積經方差分析顯示與年齡無關，在性別、利手間也無顯著性差異，這與文獻［7，9］報導一致，當然這一正常值範圍僅適用於成人。
本組右側海馬體積較左側稍大，這也與文獻［7，9］一致，但就海馬的正常值範圍而言有一定的差異，這種差異首先是因測量所包含的海馬的範圍不同，其次是民族不同，另外所用序列、層厚、層距等掃描參數及測量時窗位、窗寬及操作者熟練程度不同均可影響測量結果。
參考文獻
1 Pitknen A, Laakson M, Klviinen R， et al. Severity of hippocampal atrophy correlates with the prolongation of MRI T2 relaxation time in temporal lobe epilepsy but not in Alzheimer's disease. Neurology, 1996, 46:1 724-1 730.
2 Achten E, Boon P, De Poorter J, et al. An MR protocol for presurgical evaluation of patients with complex partial seizures of temporal lobe origin. AJNR, 1995,16: 1 201-1 213.
3 Miller MJ,Mark LP, Ho KC, et al. MR appearance of the internal architecture of Ammon's horn.AJNR,1996,17:23-26.
4 Jack CR Jr, Twomey CK, Zinsmeister AR, et al. Anterior temporal lobes and hippocampal formations: normative volumetric measurements from MR imagings in young adults.Radiology,1989,172:549-554.
5 Cendes F, Leproux F, Melanson D, et al. MRI of Amygdala and hippocampus in temporal lobe epilepsy. J Comput Asist Tomogr,1993,17:206-210.
6 Jack CR Jr. MRI-based hippocampal volume measurements in epilepsy. Epilepsia,1994,35 ［Suppl 6］:s21-s29.
7 張文波, 吳恩惠, 廉宗徵, 等. 海馬結構的MRI測量. 中國醫學計算機成像雜誌,1996,2:153-156.
8 Kim JH,Tien RD,Felsberg GJ,et al.Fast spin-echo MR in hippocampal sclerosis:correlation with pathology and surgery.AJNR,1995,16:627-636.
9 Jack CR Jr, Sharbrough FW, Twomey CK, et al. Temporal lobe seizures : laterlization with MR volume measurements of hippocampal formation. Radiology,1990,175:423-429.
