大腦組織產生的多種代謝物是大腦調節生命活動的物質基礎。癲癇患者腦組織存在神經元的損傷、膠質細胞增生及神經元功能障礙，隨即出現代謝改變。磁共振波譜分析（Magnetic resonance spectrum，MRS）是目前唯一能夠無創性檢測活體腦組織代謝的影像學檢查手段，可以即時、動態、客觀反映腦內神經生化代謝情況。此技術已在腦腫瘤、缺氧缺血性腦病、阿爾茨海默綜合征、顱內感染等疾病的診治中應用，現在癲癇的診治中發揮越來越重要的作用。
引用本文： 姚春秀, 胡鳳交, 董琰. 磁共振波譜分析在癲癇診治中的研究進展. 癲癇雜志, 2022, 8(3): 260-263. doi: 10.7507/2096-0247.202109009 復制
1924年Paul從光譜的角度中，猜想到角運動量和核磁矩；1945年斯坦福大學Bloch等觀察到水中質子核磁共振（Nuclea magnetic resonance，NMR）及哈佛大學Purcell等觀察到蠟質子中NMR信號，NMR隨之應運而生；1951年Proctor等發現了化學位移及J耦合現象，NMR從此為化學家所重視；1953年美國Varian公司生產了第一臺30 Hz核磁共振儀；1965年Cooley和Tukey提出快速傅里葉變換計算法，使脈沖傅里葉換成現實。磁共振波譜分析（Magnetic resonance spectrum，MRS）早期作為化學分析工具，僅對對化學分子結構進行分析；1973年Moon和Richard等用波譜技術測定離體完整的紅細胞31P事件，作為波譜技術應用于生物領域的開端[1]。此后，越來越多的專家學者將其應用于癲癇疾病的診治中。
1 磁共振波譜分析的原理
MRS是通過旋磁比和外加在所測物質原子核上的磁場強度測定原子核的MR信號頻率。旋磁比是原子核特有的性質。所測物質原子核的電子及其相鄰原子的電子會受外加磁場的影響，其原子核位置會發生微小的變化，即所謂的“化學位移”。化學位移以PPm為單位，向左移動為正向變化，常以四甲基硅烷（Tetramethylsilane，TMS）用于1H零點設置。外加磁場使所測物質原子核固有的共振頻率發生少許變化，這種變化將在MRS中出現不同的MR峰。不同的化學物質在外加磁場中，出現的化學位移不同。據此可鑒別不同的化學物質。外加磁場須有非常好的均一性。外加磁場的微小偏移將造成同一化合物出現不同的共振頻率，會使同一化合物MRS共振峰增寬，難以區別特異峰[2]。目前MRS可以對1H、31P、13C、19F、23Na、39K等原子進行波譜測定。因氫原子核只有一個質子，其波譜也成為氫質子磁共振波譜（Hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy ，1H-MRS）。氫原子核在人體內占大多數，敏感度及自然豐度較高，是人體磁共振信號的主要來源[1]。
癲癇是一種中樞神經系統神經元異常放電所致的慢性神經系統疾病。癲癇不是一種單一的疾病實體，而是一種有著不同病因基礎的疾病，臨床表現各異但以反復癲癇發作為共同特征的慢性腦功能障礙。未經及時治療癲癇患兒，可出現的生長發育落后、認知功能障礙、智力低下、骨代謝異常、精神和行為異常等并發癥 。反復的癲癇發作，對其個人及家屬造成沉重的心理負擔，易出現抑郁及焦慮等心理疾病。有研究表明癲癇患兒的生活質量明顯低于正常兒童，及時的心理干預，有利于提高患者及家屬的生活質量。
MRS可以評估興奮性和抑制性神經遞質的水平，如谷氨酰胺（Glutamate，GLX）和γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA），以及可能與癲癇發生有關的腦代謝物的水平，如N-乙酰天冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、膽堿（Choline，Cho）、肌醇（Inositol，MI）和肌酸（Creatine，Cr）。
2 代謝物的特點
2.1 N-乙酰天門冬氨酸
NAA在神經元線粒體中合成并沿軸線運輸，是神經元和前突出細胞的代謝產物。其濃度正常表明神經元和軸突完整，其濃度降低，提示神經元的丟失和（或）神經元功能受損[3]。NAA波峰位于2.02 ppm處，其波峰在波譜中最高。
2.2 肌酸
Cr屬于磷酸肌酸類物質，是能量代謝的標志物，其濃度的改變提示能量代謝狀態的變化，被認為是膜完整性的標記物。Cr波峰位于3.02 ppm處，其峰比較穩定，視為內標準。
2.3 膽堿
Cho屬于膽堿類物質，細胞膜的成分之一。波峰位于3.18 ppm處。
2.4 谷氨酸
谷氨酸（Glutamate，GLU）是一種興奮性神經遞質，谷氨酰胺是它的前體。
2.5 乳酸
乳酸（Lactic acid，Lac）是無氧糖酵解產物，它的出現意味著有氧呼吸不足以提供足夠的能量。正常腦組織以有氧代謝為主，Lac濃度很低。當大腦缺氧，此代謝物堆積，MRS譜線顯示Lac峰明顯升高，常出現在腦缺血、癲癇等疾病中。Lac波峰位于1.33~1.35 ppm和4.10 ppm，為雙峰。
3 磁共振波譜分析在癲癇診治中的應用
大腦組織產生的多種代謝物是大腦調節生命活動的物質基礎。癲癇患者腦組織存在神經元的損傷、膠質細胞增生及神經元功能障礙，隨即出現代謝改變。MRS是目前唯一能夠無創性檢測活體腦組織代謝的影像學檢查手段，可以即時、動態、客觀反映腦內神經生化代謝情況。
谷胱甘肽（Glutathion，GSH）是大腦中最重要的自由基清除化合物。Gonen等[4]使用MRS對19例顳葉癲癇（Temporal lobe epilepsy，TLE）患者、16例特發性全身性癲癇（Idiopathic generalized epilepsy，IGE）患者和10名健康對照組的后扣帶皮層的代謝物濃度進行了比較，發現與健康志愿者相比，IGE患者的GSH的濃度較高，在后扣帶皮層中，IGE、TLE患者和健康對照組之間GLU和GABA的濃度或比值沒有差異。
腦卒中是成人獲得性癲癇最重要的病因之一，機制尚不清楚。一種假設的機制是腦卒中后異常GLU釋放的興奮毒性效應，大量研究表明，GLU與癲癇發作和發病機制有關，GLU暴露引起的細胞損傷可能導致癲癇的發展，但幾乎沒有直接數據將腦卒中期間GLU水平的上升與癲癇的后期發展聯系起來，原因是缺乏無創的腦GLU測量方法，隨著磁共振技術的發展，MRS分析可無創性地測量腦GLU的濃度，推動了腦GLU在卒中后癲癇發展中的研究，為探究卒中后癲癇的發病機制提供技術支持[5]。
MRS可無創性地提供體內生化信息。它已被用于許多神經和神經外科疾病的代謝變化的研究，如腦腫瘤、癲癇、放射損傷等。MRS已被應用于TLE的研究中，既往大多數的感興趣區集中于海馬或顳葉，很少以遠離常見癲癇灶的額區腦區。額葉與其他大腦區域的鏈接豐富，顳葉引起的癲癇樣放電可擴散到該區域。有研究證實額葉支持的高水平認知功能在TLE中受損[6]。背外側前額葉皮層作為額葉的關鍵功能部分，在工作記憶、計劃、情緒等功能中發揮著重要作用。Tian等[7]對24例TLE患者及22名健康對照者使用MRS研究TLE患者背外側前額葉皮質代謝物的變化。
青少年肌陣攣性癲癇（Juvenile myoclonic epilepsy，JME）是一種特發性全身性癲癇綜合征，JME患者磁共振成像無結構改變，雖然多種結構和功能神經成像方法在檢測JME患者的大腦異常方面取得了相當大的進展，但僅MRS為理解可能與體內功能和結構改變相關的生化變化提供了可能性[8]。MRS為JME患者的神經代謝改變提供了大量的證據。Zhang等[9]對JME患者的MRS結果進行系統回顧和薈萃分析，結果表明，丘腦和額葉的NAA和NAA/Cr水平降低。MRS發現JME患者丘腦神經元障礙[10]。
難治性癲癇患者手術后，20%～50%的病例局灶性癲癇復發，原因是難以通過電流成像或電生理學技術界定致癇區，MRS是無偏移的測量代謝物的方法。Hamelin等[11]用此方法鑒別海人酸誘導的內側顳葉癲癇小鼠模型的致癇區，此模型類似于人類TLE，結果證實GABA是該模型致癇區與鄰近腦區最具鑒別性的標志物，該小鼠模型致癇區中，GABA濃度升高。
既往只有外科侵入性的方法才能精確地檢測癲癇區域生物標志物，這嚴重限制了癲癇臨床管理和研究進展的步伐和范圍，MRS能非侵入性可靠地檢測和定位癲癇腦區域的生物標志物。MRS可識別與人類癲癇新皮層相關的特征代謝物譜，這種典型的癲癇代謝物特征可以作為檢測大腦中直線區域的生物標志物。Wu等[12]使用MRS等技術比較了9例醫學上難治性癲癇手術患者的癲癇放電頻率高、低或無放電區域的代謝物，發現癲癇腦區域Lac減少，Cr、磷酸肌酸和Cho增加，提示癲癇腦區域的代謝狀態發生了慢性改變，代謝紊亂可能是發病機制，MRS可能是基于空間代謝物譜定位患者直線區域的有效方法，MRS分析在癲癇的研究和臨床管理中可能發揮重要作用。
Dongbao Liu等利用MRS研究TLE和器質性非癲癇發作（Organic non-epileptic seizures，ONES）患者腦代謝的差異。ONES不是由癲癇疾病引起的，它描述了一組不同疾病的癥狀，如高血壓、腦血管疾病、偏頭痛、短暫性腦缺血發作、暈厥、頭暈眩暈等。選取23例TLE患者和9例ONES患者在臨床1.5T系統上進行MRS檢查，15名健康人群作為對照，結果顯示TLE組與ONES組的NAA/Cr有顯著差異，與健康組比較，TLE組的NAA/Cr、NAA/Cho、NAA/（Cho+Cr）均有差異。此研究表明MRS可能提供有用的代謝物信息，以促進癲癇的診斷[13]。
拉福拉病（Lafora disease，LD）是一種常染色體隱性遺傳病，影響人類包括狗在內的許多動物，此病的典型癥狀是肌陣攣性癲癇[14]，人類和犬類常規磁共振成像可以是正常的，也可出現皮質萎縮[15]，還可出現葡萄糖攝取減少，大腦不同代謝物出現改變。在人類中，大腦的1-HMRS表明NAA相對于其他腦代謝物下降。1只6歲雌性比格犬，有單一全身強直陣攣性發作和陣發性肌陣攣病史，血液及磁共振成像無異常，1-HMRS以丘腦為感興趣區，與12只3～6歲健康比格犬對照，結果表明，NAA、GLU-谷氨酰胺復合物的含量降低，總膽堿和磷酸乙醇相對于水和總肌酸的含量增加，結合基因檢測，證實了LD。盡管常規磁共振成像無改變，但在LD犬的1-HMRS中發現了異常。在LD犬中，1-HMRS發現的代謝的改變與臨床癥狀嚴重程度之間的關聯尚不清楚，但此類關聯的研究的未來的研究目標。在未來，MRS可能有助于區分代謝性腦功能障礙和監測效果[16]。
在患有LD的小鼠模型中，MRS顯示了幾種腦代謝物濃度有顯著的變化，其中包括NAA，與上訴研究出現了類似的結果。這些數據可能為疾病機制提供新的見解[17]。
彌漫性膠質瘤是不可治愈的惡性腫瘤，在50%～90%的病例中會不可避免地發展并伴有癲癇發作。若GLU能被準確量化，其有可能成為神經膠質瘤生存和局部致癇性的重要生物標志物。Neala等[18]選取10例診斷為Ⅱ-Ⅲ級彌漫性膠質瘤的成年患者，利用MRS技術在其腫瘤區和腫瘤周邊區域測代謝物濃度，結果支持GLU在彌漫性膠質瘤生物學中的作用，提示膠質瘤合并癲癇發作伴有GLU升高和GLU穩態改變影響神經膠質瘤的侵襲性。鑒于GLU能被非侵入性地可視化和量化，將來研究可對膠質瘤患者進行GLU通路個體化治療，但仍需更大規模的前瞻性研究。
4 磁共振波譜分析相比與腦電圖、磁共振成像在癲癇診治中的優勢
腦電圖是明確是否癲癇發作、區分發作類型及癲癇綜合征、評估再發風險的重要輔助檢查。發作期異常的腦電活動是診斷癲癇發作的金標準。但是腦電圖正常不能排除癲癇診斷，不能僅依據發作間期放電確定受累范圍，正常人群約1%可檢測到癲癇樣放電。隨著電生理技術的發展，視頻腦電圖（Video electroencephalography，VEEG）監測已在臨床廣泛應用，各種顱內電極腦電圖技術也日益成熟，為癲癇診療提供幫助。然而，在任何情況下，腦電圖結果必須緊密結合臨床表現，方能進行正確判斷。腦電圖是記錄大腦表面的腦電波情況，神經元放電只有投射到大腦表面，異常的腦電波才能被記錄下來，若異常放電的腦組織處于大腦深層，腦電圖將難以記錄下異常的腦電波。如，島葉處于大腦的深層，只有放電投射到大腦表面時，才能記錄下癲癇波。癲癇波在大腦內可播散至大腦的各個區域，因此，腦電圖上顯示的癲癇灶，不一定是原發病灶。
頭皮腦電圖記錄的空間分辨率有限，只有涉及至少10 cm2腦組織的情況下才能可靠地檢測癲癇放電區域，顱內腦電圖可提高空間分辨率，但是有創檢查[19]。VEEG檢查，耗時長，不能記錄所有患者癲癇發作間期的異常放電。
頭部磁共振成像可發現與結構相關的癲癇，此類癲癇大多為難治性癲癇，手術切除是有效的治療措施，致癇灶的定位對神經外科手術的成功起著關鍵作用。與癲癇相關的常見腦結構異常包括海馬硬化、皮質發育畸形、結節性硬化復合物、低級別膠質瘤、血管畸形和下丘腦錯構瘤等[20]。但是仍有20%～30%的TLE患者磁共振成像未顯示異常[21]。
與其他結構和功能神經影像學方法相比，MRS在檢測病理生理變化方面可能更早、更敏感。例如，丘腦NAA/Cr的減少可以通過MRS檢測到，即使磁共振成像容量測量顯示癲癇患者和健康對照組無差異[8, 22]。在皮質發育不良癲癇中，即使細胞密度正常，MRS也能檢測到NAA的減少[23]。
MRS分析可先于結構異常和癲癇發作間期監測到腦代謝異常，為早期診治癲癇提供依據，亦對抗癲癇藥的療效進行評估，動態監測大腦功能狀態，對頭部磁共振成像陰性的患者，有利于早期發現癇灶。在動物實驗中，MRS避免了化學萃取減少了對動物的傷害。在人類中，MRS可用來篩查代謝異常，如天生的錯誤代謝。MRS結合功能磁共振（functional Magnetic resonance imaging，fMRI）和纖維束重建等技術，可以發現微小的變化，神經影像學一定程度上決定了癲癇適當的診斷和治療，并有助于預測預后[20]。MRS的不足之處在于其分析結果易受所選感興趣區腦脊液和骨骼的影響，應盡量選擇腦實質豐富的區域作為感興趣區。
綜上，MRS目前已應用于臨床，在癲癇等疾病診治中的作用日益突出，但仍有不足之處，有待進一步深入研究。
1924年Paul從光譜的角度中，猜想到角運動量和核磁矩；1945年斯坦福大學Bloch等觀察到水中質子核磁共振（Nuclea magnetic resonance，NMR）及哈佛大學Purcell等觀察到蠟質子中NMR信號，NMR隨之應運而生；1951年Proctor等發現了化學位移及J耦合現象，NMR從此為化學家所重視；1953年美國Varian公司生產了第一臺30 Hz核磁共振儀；1965年Cooley和Tukey提出快速傅里葉變換計算法，使脈沖傅里葉換成現實。磁共振波譜分析（Magnetic resonance spectrum，MRS）早期作為化學分析工具，僅對對化學分子結構進行分析；1973年Moon和Richard等用波譜技術測定離體完整的紅細胞31P事件，作為波譜技術應用于生物領域的開端[1]。此后，越來越多的專家學者將其應用于癲癇疾病的診治中。
1 磁共振波譜分析的原理
MRS是通過旋磁比和外加在所測物質原子核上的磁場強度測定原子核的MR信號頻率。旋磁比是原子核特有的性質。所測物質原子核的電子及其相鄰原子的電子會受外加磁場的影響，其原子核位置會發生微小的變化，即所謂的“化學位移”。化學位移以PPm為單位，向左移動為正向變化，常以四甲基硅烷（Tetramethylsilane，TMS）用于1H零點設置。外加磁場使所測物質原子核固有的共振頻率發生少許變化，這種變化將在MRS中出現不同的MR峰。不同的化學物質在外加磁場中，出現的化學位移不同。據此可鑒別不同的化學物質。外加磁場須有非常好的均一性。外加磁場的微小偏移將造成同一化合物出現不同的共振頻率，會使同一化合物MRS共振峰增寬，難以區別特異峰[2]。目前MRS可以對1H、31P、13C、19F、23Na、39K等原子進行波譜測定。因氫原子核只有一個質子，其波譜也成為氫質子磁共振波譜（Hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy ，1H-MRS）。氫原子核在人體內占大多數，敏感度及自然豐度較高，是人體磁共振信號的主要來源[1]。
癲癇是一種中樞神經系統神經元異常放電所致的慢性神經系統疾病。癲癇不是一種單一的疾病實體，而是一種有著不同病因基礎的疾病，臨床表現各異但以反復癲癇發作為共同特征的慢性腦功能障礙。未經及時治療癲癇患兒，可出現的生長發育落后、認知功能障礙、智力低下、骨代謝異常、精神和行為異常等并發癥 。反復的癲癇發作，對其個人及家屬造成沉重的心理負擔，易出現抑郁及焦慮等心理疾病。有研究表明癲癇患兒的生活質量明顯低于正常兒童，及時的心理干預，有利于提高患者及家屬的生活質量。
MRS可以評估興奮性和抑制性神經遞質的水平，如谷氨酰胺（Glutamate，GLX）和γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA），以及可能與癲癇發生有關的腦代謝物的水平，如N-乙酰天冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、膽堿（Choline，Cho）、肌醇（Inositol，MI）和肌酸（Creatine，Cr）。
2 代謝物的特點
2.1 N-乙酰天門冬氨酸
NAA在神經元線粒體中合成并沿軸線運輸，是神經元和前突出細胞的代謝產物。其濃度正常表明神經元和軸突完整，其濃度降低，提示神經元的丟失和（或）神經元功能受損[3]。NAA波峰位于2.02 ppm處，其波峰在波譜中最高。
2.2 肌酸
Cr屬于磷酸肌酸類物質，是能量代謝的標志物，其濃度的改變提示能量代謝狀態的變化，被認為是膜完整性的標記物。Cr波峰位于3.02 ppm處，其峰比較穩定，視為內標準。
2.3 膽堿
Cho屬于膽堿類物質，細胞膜的成分之一。波峰位于3.18 ppm處。
2.4 谷氨酸
谷氨酸（Glutamate，GLU）是一種興奮性神經遞質，谷氨酰胺是它的前體。
2.5 乳酸
乳酸（Lactic acid，Lac）是無氧糖酵解產物，它的出現意味著有氧呼吸不足以提供足夠的能量。正常腦組織以有氧代謝為主，Lac濃度很低。當大腦缺氧，此代謝物堆積，MRS譜線顯示Lac峰明顯升高，常出現在腦缺血、癲癇等疾病中。Lac波峰位于1.33~1.35 ppm和4.10 ppm，為雙峰。
3 磁共振波譜分析在癲癇診治中的應用
大腦組織產生的多種代謝物是大腦調節生命活動的物質基礎。癲癇患者腦組織存在神經元的損傷、膠質細胞增生及神經元功能障礙，隨即出現代謝改變。MRS是目前唯一能夠無創性檢測活體腦組織代謝的影像學檢查手段，可以即時、動態、客觀反映腦內神經生化代謝情況。
谷胱甘肽（Glutathion，GSH）是大腦中最重要的自由基清除化合物。Gonen等[4]使用MRS對19例顳葉癲癇（Temporal lobe epilepsy，TLE）患者、16例特發性全身性癲癇（Idiopathic generalized epilepsy，IGE）患者和10名健康對照組的后扣帶皮層的代謝物濃度進行了比較，發現與健康志愿者相比，IGE患者的GSH的濃度較高，在后扣帶皮層中，IGE、TLE患者和健康對照組之間GLU和GABA的濃度或比值沒有差異。
腦卒中是成人獲得性癲癇最重要的病因之一，機制尚不清楚。一種假設的機制是腦卒中后異常GLU釋放的興奮毒性效應，大量研究表明，GLU與癲癇發作和發病機制有關，GLU暴露引起的細胞損傷可能導致癲癇的發展，但幾乎沒有直接數據將腦卒中期間GLU水平的上升與癲癇的后期發展聯系起來，原因是缺乏無創的腦GLU測量方法，隨著磁共振技術的發展，MRS分析可無創性地測量腦GLU的濃度，推動了腦GLU在卒中后癲癇發展中的研究，為探究卒中后癲癇的發病機制提供技術支持[5]。
MRS可無創性地提供體內生化信息。它已被用于許多神經和神經外科疾病的代謝變化的研究，如腦腫瘤、癲癇、放射損傷等。MRS已被應用于TLE的研究中，既往大多數的感興趣區集中于海馬或顳葉，很少以遠離常見癲癇灶的額區腦區。額葉與其他大腦區域的鏈接豐富，顳葉引起的癲癇樣放電可擴散到該區域。有研究證實額葉支持的高水平認知功能在TLE中受損[6]。背外側前額葉皮層作為額葉的關鍵功能部分，在工作記憶、計劃、情緒等功能中發揮著重要作用。Tian等[7]對24例TLE患者及22名健康對照者使用MRS研究TLE患者背外側前額葉皮質代謝物的變化。
青少年肌陣攣性癲癇（Juvenile myoclonic epilepsy，JME）是一種特發性全身性癲癇綜合征，JME患者磁共振成像無結構改變，雖然多種結構和功能神經成像方法在檢測JME患者的大腦異常方面取得了相當大的進展，但僅MRS為理解可能與體內功能和結構改變相關的生化變化提供了可能性[8]。MRS為JME患者的神經代謝改變提供了大量的證據。Zhang等[9]對JME患者的MRS結果進行系統回顧和薈萃分析，結果表明，丘腦和額葉的NAA和NAA/Cr水平降低。MRS發現JME患者丘腦神經元障礙[10]。
難治性癲癇患者手術后，20%～50%的病例局灶性癲癇復發，原因是難以通過電流成像或電生理學技術界定致癇區，MRS是無偏移的測量代謝物的方法。Hamelin等[11]用此方法鑒別海人酸誘導的內側顳葉癲癇小鼠模型的致癇區，此模型類似于人類TLE，結果證實GABA是該模型致癇區與鄰近腦區最具鑒別性的標志物，該小鼠模型致癇區中，GABA濃度升高。
既往只有外科侵入性的方法才能精確地檢測癲癇區域生物標志物，這嚴重限制了癲癇臨床管理和研究進展的步伐和范圍，MRS能非侵入性可靠地檢測和定位癲癇腦區域的生物標志物。MRS可識別與人類癲癇新皮層相關的特征代謝物譜，這種典型的癲癇代謝物特征可以作為檢測大腦中直線區域的生物標志物。Wu等[12]使用MRS等技術比較了9例醫學上難治性癲癇手術患者的癲癇放電頻率高、低或無放電區域的代謝物，發現癲癇腦區域Lac減少，Cr、磷酸肌酸和Cho增加，提示癲癇腦區域的代謝狀態發生了慢性改變，代謝紊亂可能是發病機制，MRS可能是基于空間代謝物譜定位患者直線區域的有效方法，MRS分析在癲癇的研究和臨床管理中可能發揮重要作用。
Dongbao Liu等利用MRS研究TLE和器質性非癲癇發作（Organic non-epileptic seizures，ONES）患者腦代謝的差異。ONES不是由癲癇疾病引起的，它描述了一組不同疾病的癥狀，如高血壓、腦血管疾病、偏頭痛、短暫性腦缺血發作、暈厥、頭暈眩暈等。選取23例TLE患者和9例ONES患者在臨床1.5T系統上進行MRS檢查，15名健康人群作為對照，結果顯示TLE組與ONES組的NAA/Cr有顯著差異，與健康組比較，TLE組的NAA/Cr、NAA/Cho、NAA/（Cho+Cr）均有差異。此研究表明MRS可能提供有用的代謝物信息，以促進癲癇的診斷[13]。
拉福拉病（Lafora disease，LD）是一種常染色體隱性遺傳病，影響人類包括狗在內的許多動物，此病的典型癥狀是肌陣攣性癲癇[14]，人類和犬類常規磁共振成像可以是正常的，也可出現皮質萎縮[15]，還可出現葡萄糖攝取減少，大腦不同代謝物出現改變。在人類中，大腦的1-HMRS表明NAA相對于其他腦代謝物下降。1只6歲雌性比格犬，有單一全身強直陣攣性發作和陣發性肌陣攣病史，血液及磁共振成像無異常，1-HMRS以丘腦為感興趣區，與12只3～6歲健康比格犬對照，結果表明，NAA、GLU-谷氨酰胺復合物的含量降低，總膽堿和磷酸乙醇相對于水和總肌酸的含量增加，結合基因檢測，證實了LD。盡管常規磁共振成像無改變，但在LD犬的1-HMRS中發現了異常。在LD犬中，1-HMRS發現的代謝的改變與臨床癥狀嚴重程度之間的關聯尚不清楚，但此類關聯的研究的未來的研究目標。在未來，MRS可能有助于區分代謝性腦功能障礙和監測效果[16]。
在患有LD的小鼠模型中，MRS顯示了幾種腦代謝物濃度有顯著的變化，其中包括NAA，與上訴研究出現了類似的結果。這些數據可能為疾病機制提供新的見解[17]。
彌漫性膠質瘤是不可治愈的惡性腫瘤，在50%～90%的病例中會不可避免地發展并伴有癲癇發作。若GLU能被準確量化，其有可能成為神經膠質瘤生存和局部致癇性的重要生物標志物。Neala等[18]選取10例診斷為Ⅱ-Ⅲ級彌漫性膠質瘤的成年患者，利用MRS技術在其腫瘤區和腫瘤周邊區域測代謝物濃度，結果支持GLU在彌漫性膠質瘤生物學中的作用，提示膠質瘤合并癲癇發作伴有GLU升高和GLU穩態改變影響神經膠質瘤的侵襲性。鑒于GLU能被非侵入性地可視化和量化，將來研究可對膠質瘤患者進行GLU通路個體化治療，但仍需更大規模的前瞻性研究。
4 磁共振波譜分析相比與腦電圖、磁共振成像在癲癇診治中的優勢
腦電圖是明確是否癲癇發作、區分發作類型及癲癇綜合征、評估再發風險的重要輔助檢查。發作期異常的腦電活動是診斷癲癇發作的金標準。但是腦電圖正常不能排除癲癇診斷，不能僅依據發作間期放電確定受累范圍，正常人群約1%可檢測到癲癇樣放電。隨著電生理技術的發展，視頻腦電圖（Video electroencephalography，VEEG）監測已在臨床廣泛應用，各種顱內電極腦電圖技術也日益成熟，為癲癇診療提供幫助。然而，在任何情況下，腦電圖結果必須緊密結合臨床表現，方能進行正確判斷。腦電圖是記錄大腦表面的腦電波情況，神經元放電只有投射到大腦表面，異常的腦電波才能被記錄下來，若異常放電的腦組織處于大腦深層，腦電圖將難以記錄下異常的腦電波。如，島葉處于大腦的深層，只有放電投射到大腦表面時，才能記錄下癲癇波。癲癇波在大腦內可播散至大腦的各個區域，因此，腦電圖上顯示的癲癇灶，不一定是原發病灶。
頭皮腦電圖記錄的空間分辨率有限，只有涉及至少10 cm2腦組織的情況下才能可靠地檢測癲癇放電區域，顱內腦電圖可提高空間分辨率，但是有創檢查[19]。VEEG檢查，耗時長，不能記錄所有患者癲癇發作間期的異常放電。
頭部磁共振成像可發現與結構相關的癲癇，此類癲癇大多為難治性癲癇，手術切除是有效的治療措施，致癇灶的定位對神經外科手術的成功起著關鍵作用。與癲癇相關的常見腦結構異常包括海馬硬化、皮質發育畸形、結節性硬化復合物、低級別膠質瘤、血管畸形和下丘腦錯構瘤等[20]。但是仍有20%～30%的TLE患者磁共振成像未顯示異常[21]。
與其他結構和功能神經影像學方法相比，MRS在檢測病理生理變化方面可能更早、更敏感。例如，丘腦NAA/Cr的減少可以通過MRS檢測到，即使磁共振成像容量測量顯示癲癇患者和健康對照組無差異[8, 22]。在皮質發育不良癲癇中，即使細胞密度正常，MRS也能檢測到NAA的減少[23]。
MRS分析可先于結構異常和癲癇發作間期監測到腦代謝異常，為早期診治癲癇提供依據，亦對抗癲癇藥的療效進行評估，動態監測大腦功能狀態，對頭部磁共振成像陰性的患者，有利于早期發現癇灶。在動物實驗中，MRS避免了化學萃取減少了對動物的傷害。在人類中，MRS可用來篩查代謝異常，如天生的錯誤代謝。MRS結合功能磁共振（functional Magnetic resonance imaging，fMRI）和纖維束重建等技術，可以發現微小的變化，神經影像學一定程度上決定了癲癇適當的診斷和治療，并有助于預測預后[20]。MRS的不足之處在于其分析結果易受所選感興趣區腦脊液和骨骼的影響，應盡量選擇腦實質豐富的區域作為感興趣區。
綜上，MRS目前已應用于臨床，在癲癇等疾病診治中的作用日益突出，但仍有不足之處，有待進一步深入研究。