Резюме

При деца, подложени на метаболитна оценка за неврологични състояния, от време на време се откриват атипични резонанси при изследвания с протонно-магнитен резонанс (MRS). Докато първият инстинкт на рентгенолога е да подозира патологичен метаболит, обикновено произходът на резонанса възниква от екзогенен източник. Ние съобщаваме за появата на отчетливи резонанси, свързани с кетогенна диета при мъжко бебе, проявяващо се със синдром на Отахара. Тези резонанси могат да бъдат объркани в интерпретацията с лактат и глутамат. За да се потвърдят заданията, основата за количествено определяне беше допълнена със симулации на β-хидроксибутират, ацетон и ацетоацетат в софтуера за обработка на спектроскопия LCModel. Успяхме да определим количествено нивата на крайните продукти от кетогенна диета и да илюстрираме как да различаваме тези резонанси.

Въведение

Тук ние докладваме клиничните и рентгенологични характеристики, особено тези, открити при протонно-магнитно-резонансна спектроскопия (MRS), на бебе, диагностицирано със синдром на Отахара и лекувано с кетогенна диета. Тези характеристики могат да бъдат объркани за патологични метаболити като лактат и глутамат без правилно разпознаване на спектралните характеристики и историята на лечението.

Доклад за случая

Пациентът е второто мъжко дете, родено от родители, които не са роднини, без забележителна семейна медицинска история. Пациентът е роден вагинално, в срочна гестационна възраст с тегло при раждане 3000 g. Резултатите на Апгар са съответно 8 и 9 на 1 и 5 минути. При раждането бебето е забелязано с лош смукателен рефлекс, висок плач и резки движения на тялото. На около 6-седмична възраст бебето е прието в отделение за интензивно лечение за новородени поради неуспех и постоянни необичайни резки движения на тялото по отношение на гърчове поради съмнение за вродена грешка в метаболизма. Припадъците са лекувани с фенобарбитал, L-карнитин и валпроева киселина без значително подобрение. Кетогенната диета е започнала на 2,5 месечна възраст поради постоянни гърчове и анормален ЕЕГ. Кърмачето е поставило гастростомна сонда, за да подпомогне храненето. На 3,5 месечна възраст бебето е било малко и слабо (височина и тегло и на фиг. 1

кетони

Неповторими ЯМР изображения на 5-месечно момче със синдром на Отахара, което е било лекувано с кетогенна диета. а Аксиално Т1-претеглено изображение за възстановяване на инверсията илюстрира миелинизация във вътрешната капсула. б Аксиално T2-претеглено турбо спин-ехо изображение с региони от интерес за придобиване на MRS са отбелязани в черни кутии

Протоколът MRS включва двустранно придобиване на базални ганглии, използвайки локализация на точкова разрешена спектроскопия (PRESS) с кратко време на ехото (TE) от 35 ms и междинно TE от 144 ms, като всички използват стандартно време за повторение от 2000 ms, 128 средни стойности и размери на вокселите от 3.375 см 3. Софтуерът за MR скенер първоначално е бил използван за последваща обработка на четирите придобивания на MRS.

Спектри, генерирани от модифицирана база, зададена в софтуера LCModel. Отдолу вляво до центъра, червената линия е монтираните спектри с черната линия, представляваща суровите данни. Горната решетка включва разликата между необработеното и монтираното, което трябва да прилича на шум. Проведено е кратко протоново ехо MRS в областта на левия базален ганглий на 5-месечното момче със синдром на Отахара, което е било лекувано с кетогенна диета. Първоначалното впечатление би предполагало повишен лактат и глутамат. Въпреки това, по-внимателният преглед на местата на химически смени разкрива, че резонансът при 1,2 ppm е по-подходящ за β-хидроксибутират. Острите синглети, разположени при 2,2 ppm, са необичайни за типичния невротрансмитер мултиплет. Синглетът при 3,45 ppm е специфичен за ацетоацетат. β – OHB β-хидроксибутират, AcAc ацетоацетат, Асо ацетон

Спектри, генерирани от модифицирана база, зададена в софтуера LCModel. Проведено е късо ехо протонно MRS в областта на базалните ганглии на 6-месечно типично развиващ се мъжки контрол. Сравнението едно до друго позволява по-добро разпознаване на различни метаболити, наблюдавани на фиг. 2. Не се забелязват отчетливи резонанси в широките резонанси на глутамат и глутамин от 2,1 до 2,6 ppm

Спектри, генерирани от модифицирана база, зададена в софтуера LCModel. Междинно ехо протонно MRS е извършено в областта на левия базален ганглий на 5-месечното момче със синдром на Отахара, което е било лекувано с кетогенна диета. Синглети за ацетон и ацетоацетат се отбелязват при 2,2 ppm. Резонансът при 3.45 е засенчен в изходния шум с затихване на сигнала Т2. AcAc ацетоацетат, Асо ацетон

Спектри, генерирани от модифицирана база, зададена в софтуера LCModel. Междинно ехо протонно MRS беше извършено в областта на базалните ганглии на 6-месечно типично развиващ се мъжки контрол. Спектрите илюстрират, че не се наблюдават остри синглети за невротрансмитерната област при 2,2 ppm

Дискусия

Ние съобщаваме за едновременното откриване на β-хидроксибутират, ацетоацетат и ацетон от различни резонанси, появяващи се на протонни MR спектри, получени при нашия пациент със синдром на Отахара, лекуван с кетогенна диета. Доколкото ни е известно, никой друг доклад не е описал едновременното появяване и на трите кетона в мозъка, докато се използва протонен MRS.

В литературата само няколко проучвания използват MRS за откриване на кетонни тела в човешкия мозък. Seymour и сътр. [6] съобщава за наблюдение на ацетон без откриване на β-хидроксибутират или ацетоацетат в мозъка при протон MRS на тилната кора в група от предимно деца с епилепсия, лекувани с кетогенна диета. Разпределението на ацетон (резонанс при 2.22 ppm) беше потвърдено с in vitro моделиране. Те също така отбелязват, че при тези деца, демонстриращи мозъчен ацетон, гърчовете са били добре контролирани. Wootton-Gorges et al. [7] съобщават за откриването на церебрален β-хидроксибутират и това, което те посочват в проучването като комбинация от ацетон/ацетоацетат при деца с диабетна кетоацидоза (DKA) по време на епизод с използване на протонна MRS. Междинното ехо (TE 144 ms), избрано за тяхното изследване, позволява само откриване на резонанса на метиловата група, тъй като метиленовият сигнал при 3,45 ppm губи кохерентност. Също така повишенията на глюкозата, като тези, съобщени при възрастни с DKA от Kreis и Ross [8], могат да скрият ацетоацетатния сигнал при 3,45 ppm. По този начин разпределението на ацетон спрямо ацетоацетат не беше възможно в проучването от 2005 г. След възстановяване на епизода, сигналите от кетоните вече не се откриват.

Местоположението и външният вид на дублета за β-хидроксибутират могат да бъдат предизвикателни за интерпретация. Грешно определяне на β-хидроксибутиратните резонанси като лактат може да възникне, ако мястото на химичното изместване не е правилно отбелязано. Центърът на β-хидроксибутиратния дублет е при 1,20 ppm, докато лактатът е при 1,35 ppm. Въпреки че двата пика са близки, съответните концентрации могат да бъдат определени. В нашия анализ на LCModel, междинното ехо приспособяване на β-хидроксибутират не е оптимално за улавяне на спиновото свързване на молекулата. Симулацията приема два синглета, единият при 1,15, а другият при 1,25 ppm, вместо истински, свързан дублет. Също така, вземането на проби при TE 144 ms е оптимизирано за обръщане на лактат под базовата линия с неговото J свързване при 6,9 Hz. Оптималното вземане на проби от ехото за инверсията на β-хидроксибутират е 1/J, като J свързването от 6,262 Hz се доближава до стойност от 160 ms. Изследвания, подозрителни за β-хидроксибутират, трябва да използват TE стойност от приблизително 160 ms, за да оптимизират инверсията на метиловия дублет под базовата линия. В допълнение към метиловия дублет, комплексният мултиплет за метиленовия и метиновия резонанс на β-хидроксибутират не се симулира в базовия набор.

В обобщение, при 5-месечно мъжко бебе със синдром на Отахара са наблюдавани отчетливи резонанси за β-хидроксибутират, ацетоацетат и ацетон, свързани с кетогенна диета. Тези резонанси могат да бъдат объркани в интерпретацията с лактат и глутамат без подходящо отчитане на местата и амплитудите на химичните измествания.

Препратки

Ishii M, Shimono M, Senju A et al (2011) [Кетогенната диета като ефективно лечение на синдрома на Отахара]. Не на Хатацу 43: 47–50

Seo JH, Lee YM, Lee JS, Kim SH et al (2010) Случай на синдром на Отахара с дефицит на митохондриална дихателна верига I. Brain Dev 32: 253–257.

Cervenka MC, Kossoff EH (2013) Диетично лечение на неразрешима епилепсия. Континуум 19 (3 ​​епилепсия): 756–766

Levy R, Cooper P (2003) Кетогенна диета за епилепсия. Кокранова база данни Syst Rev 3, CD001903. doi: 10.1002/14651858.CD001903

Provencher SW (1993) Оценка на концентрациите на метаболити от локализирани in vivo протонни ЯМР спектри. Magn Res Med 30: 672–679

Seymour KJ, Bluml S, Sutherling J et al (1999) Идентифициране на церебрален ацетон чрез 1H-MRS при пациенти с епилепсия, контролирана от кетогенна диета. МАГМА 8: 33–42

Wootton-Gorges SL, Buonocore MH, Kuppermann N et al (2005) Откриване на церебрално-хидрокси бутират, ацетоацетат и лактат при протонна MR спектроскопия при деца с диабетна кетоацидоза. AJNR Am J Neuroradiol 26: 1286–1291

Kreis R, Ross BD (1992) Церебрални метаболитни нарушения при пациенти с подостър и хроничен захарен диабет: откриване с протонна MR спектроскопия. Рентгенология 184: 123–130