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【摘要】目的探討T1H-MRS在高級別腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤中診斷及鑒別診斷的價值。方法選取經(jīng)手術(shù)病理或臨床確診的30例高級別腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤患者。采用美國GE公司SignaEXCITEHD3.0T超導(dǎo)型MR掃描儀對所有患者行顱腦常規(guī)MRl掃描和二維多體素144ms序列掃描。采用Functool軟件包后處理,分別測定瘤體區(qū)、瘤周區(qū)及健側(cè)相應(yīng)區(qū)域的膽堿/肌酸(Cho/Cr)、膽堿/氮-乙酞天門冬氨酸(Cho/NAA)、氮-乙酞天門冬氨酸/肌酸(NAA/Cr)比值的變化,并對結(jié)果利用SPSS13.0軟件包進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果高級別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤瘤體區(qū)Cho/NAA值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);瘤周區(qū)Cho/Cr、Cho/NAA值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),NAA/Cr值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論1H-MRS在鑒別診斷高級別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤中有重要價值,對瘤周區(qū)的Cho/Cr、Cho/NAA值的檢查是鑒別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤的重要手段,特別對于單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤更具鑒別意義。

【關(guān)鍵詞】質(zhì)子磁共振波譜;顱內(nèi)腫瘤;多體素;鑒別診斷

【Abstract】ObjectiveToinvestigatethevalueinMRspectrumindifferentialdiagnosisbetweenhighgradegliomasandmetastases.Methods30casesofpatientswhoconfirmedbyhistopathologicfindingsorclinicalfollow-upwerecollected.UsingaGESignaEXCITEHD3.0TsuperconductMRunit,allthecasesofpatientswereperformedconventionalMRscanandmutlti-voxelwith2-Dmutlti-voxelPRESS144ms.Functoolsoftwarewasusedforpost-processingofspectrum.TheratiosofNAA/Cr,NAA/Cho,Cho/Crweremeasuredinthesolidpartofmasses,circumoftumorsandcontralateralparenchymarespectively.TheresultwasusedasthestatisticalmethodbySPSS13.0software.ResultsInthesolidpartofmasses,thereweresignificantdifferencesbetweenhighgradegliomasandmetastasesintheratiosofCho/NAA(P<0.05),butnodifferencesintheratiosofCho/Cr,NAA/Cr;Inperitumoraledema,thereweresignificantdifferencesintheratiosofCho/Cr,Cho/NAA(P<0.05),butnosignificantdifferencesintheratiosofNAA/Cr(P<0.05).Conclusion1H-MRSisveryimportantandusefulintheevaluationofdifferentialdiagnosisbetweenhighgradegliomasandmetastases.TheinspectionsoftheratiosofCho/Cr,Cho/NAAofgliomasandmetastasesperitumoraledemaareimportantmethods,especiallyforsolitarymetastases.

【Keywords】

1H-magneticresonancespectroscopy;Gliomas;Multivoxel;Differentialdiagnosis

高級別膠質(zhì)瘤和腦轉(zhuǎn)移瘤是顱內(nèi)較常見的腦腫瘤,CT和常規(guī)MRI是檢查二者的主要方法,但對于二者的鑒別診斷有一定的難度,尤其對于轉(zhuǎn)移瘤單發(fā)或膠質(zhì)瘤多發(fā)的患者就更難以鑒別。核磁共振波譜(magneticresonancespectroscopy,MRS)是一種利用磁共振化學(xué)位移現(xiàn)象來測定人體內(nèi)部器官及組織代謝、生理生化改變的定量分析方法[1],可用于觀察顱內(nèi)腫瘤的生化和代謝物的變化。本文通過3.0TMR儀進行多體素1H-MRS分析高級別腦膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤瘤體及瘤周代謝物的成分及變化,探討多體素1H-MRS在高級別腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤中診斷及鑒別診斷的臨床應(yīng)用價值。

1.3統(tǒng)計學(xué)處理本研究數(shù)據(jù)為計量資料,全組數(shù)據(jù)資料采用SPSS13.0軟件進行處理,首先對所有數(shù)據(jù)進行正態(tài)性分布和方差齊性檢驗,兩組數(shù)據(jù)比較采用t檢驗,所有統(tǒng)計結(jié)果以x±s形式表示。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1高級別腦膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤的MR表現(xiàn)17例高級別膠質(zhì)瘤中(Ⅲ-Ⅳ級膠質(zhì)瘤),平掃表現(xiàn)為大片狀長T1、長T2信號,邊界欠清楚,瘤周水腫較明顯,增強掃描表現(xiàn)為花環(huán)或不規(guī)則狀強化,3例表現(xiàn)為較均勻強化。13例腦轉(zhuǎn)移瘤平掃呈長T1、長T2信號,瘤周均表現(xiàn)為大片狀水腫,增強后8例表現(xiàn)為環(huán)狀強化,其余表現(xiàn)為團塊狀強化。

2.2腦高級別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤的1H-MRS表現(xiàn)

2.2.1高級別膠質(zhì)瘤的1H-MRS表現(xiàn)17例腫瘤瘤體實質(zhì)部分區(qū)域Cho/Cr、Cho/NAA比值均較健側(cè)區(qū)域明顯升高,而NAA/Cr比值降低(圖2)。明顯升高的脂質(zhì)(Lip)峰及Lac峰在高級別膠質(zhì)瘤的實質(zhì)和壞死區(qū)域中均可顯示(圖2A),瘤周水腫區(qū)域可見異常波譜(圖2B)。8例病灶實質(zhì)區(qū)發(fā)現(xiàn)Lac峰;除1例膠質(zhì)母細胞瘤外,其余16例高級別膠質(zhì)瘤均顯示Lip峰。瘤周水腫區(qū)域可見異常波譜,近側(cè)可見明顯異常波譜,至遠側(cè)Cho逐漸降低,NAA值、Cr值逐漸升高,直至成為正常譜線。瘤體及瘤周區(qū)波譜定位圖見圖2C。

2.2.2腦轉(zhuǎn)移瘤1H-MRS表現(xiàn)13例腫瘤瘤體實質(zhì)區(qū)Cho/Cr、Cho/NAA比值均較健側(cè)區(qū)域升高,而NAA/Cr比值降低(見圖2A),8例見Lac峰升高,7例Lip峰升高;瘤周近側(cè)水腫區(qū)域未見異常波譜(圖2B)。瘤體及瘤周區(qū)波譜定位圖見圖2C。

2.3高級別腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤代謝物比值及結(jié)果比較高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤體區(qū)、瘤周區(qū)各代謝物比值結(jié)果以(x±s)形式表示(見表1);全組資料采用SPSS13.0軟件進行處理(P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義)。其中兩組腫瘤瘤體區(qū)Cho/NAA值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分別比較均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),而瘤周區(qū)Cho/Cr、Cho/NAA值比較有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),NAA/Cr值比較無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),P值結(jié)果見表2。

表1

兩組腫瘤的瘤體區(qū)、瘤周區(qū)各代謝物比值(x±s)

組別Cho/CrCho/NAANAA/Cr

高級別膠質(zhì)瘤瘤體區(qū)4.148±1.6724.166±2.9411.548±1.156

瘤周區(qū)2.058±0.5501.659±0.8551.077±0.433

腦轉(zhuǎn)移瘤瘤體區(qū)3.831±1.7622.194±1.2952.008±0.789

瘤周區(qū)1.132±0.2360.907±0.3751.405±0.455

表2

兩組腫瘤瘤體區(qū)、瘤周區(qū)各代謝物比值

兩兩比較(P值)

變量Cho/CrCho/NAANAA/Cr

瘤體區(qū)0.63580.03550.2422

瘤周區(qū)0.00010.01930.1458

3討論

近年來多體素氫質(zhì)子核磁共振波譜對腦腫瘤的診斷和鑒別診斷已經(jīng)在臨床得到廣泛應(yīng)用,對于高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷具有非常重要的價值,尤其在轉(zhuǎn)移瘤單發(fā)或膠質(zhì)瘤多發(fā)而臨床表現(xiàn)和病史又不能提供鑒別,單靠常規(guī)CT及MR圖像難以作出正確診斷時更具有重要意義。顱內(nèi)腫瘤的常見代謝物有N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)、肌酸(Cr)、乳酸(Lac)、脂質(zhì)(Lip)、肌醇(myoinositol,MI)等。目前波譜檢查技術(shù)包括單體素波譜(singlevoxelspectroscopy)、多體素波譜(multi-voxelspectroscopy),后者又分為二維MRS和三維MRS,即化學(xué)位移成像(CSI)。MRS常用序列是點分辨波譜分析法(PRESS)和激勵回波探測法(STEAM)。PRESS用于長回波時間TE(135-270ms),可獲得長T2物質(zhì)的波譜(如NAA、Cr、Cho、Lac等),對運動不敏感,基線穩(wěn)定,信噪比(SNR)亦比STEAM要高,而且易于定量[2]。由于本研究觀測的主要代謝物大都是長T2物質(zhì),所以本研究采用PRESS序列。多體素MRS可了解腫瘤的實質(zhì)部位、瘤周水腫區(qū)及腫瘤周圍信號正常區(qū)域等部位的代謝變化,可提供多個興趣區(qū)的代謝信息,更加便于對高級別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤二者的鑒別,還可進一步確定病灶的邊緣,利于手術(shù)和放療時盡量減少對正常腦組織的損傷。3.0TMRS較1.5TMRS最明顯的優(yōu)勢是信噪比(SNR)可提高23%~46%,信號采集時間明顯縮短,波譜分辨率更高,基線更加穩(wěn)定[3]。并可發(fā)現(xiàn)1.5TMRS未能檢出的某些具有重要意義的代謝物峰,可設(shè)定較小體素,更能確切反映體素內(nèi)組織代謝情況,改善波譜空間分辨率。體積小于1.0cm3(1.5T核磁共振波譜體素的上限)的體素在不增加檢查時間的情況下,仍可獲得足夠的信噪比,從而克服了勻場、水抑制及快速空間編碼上的技術(shù)障礙。Inoue[4]等曾報道一例發(fā)生在右頂枕葉大腦深層白質(zhì)內(nèi)直徑小于15mm的膠質(zhì)瘤,用3.0TMRS能夠檢出,而1.5TMRS未能測出。因此,超高場強MR成像系統(tǒng)將提高MRS在腦腫瘤診斷中的應(yīng)用價值。

3.1高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤腫瘤強化區(qū)1H-MRS表現(xiàn)高級別膠質(zhì)瘤為顱內(nèi)較常見的腫瘤,是由腫瘤性星形細胞、少突膠質(zhì)細胞、室管膜細胞或者脈絡(luò)膜細胞產(chǎn)生的。高級別膠質(zhì)瘤其典型的波譜為NAA峰顯著下降,Cr峰中等下降和Cho峰明顯升高。腦轉(zhuǎn)移瘤沒有星形細胞或神經(jīng)元,主要表現(xiàn)為NAA峰缺乏,Cho明顯增高,Cr下降或消失,Cho/Cr比值升高,可出現(xiàn)Lac峰和Lip峰。盡管顱內(nèi)腫瘤的1H-MRS研究揭示了幾乎所有腫瘤與正常腦組織波譜表現(xiàn)均存在差異,但這些差異在不同的腫瘤之間缺乏特征性[5]。本研究中高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤體實質(zhì)區(qū)Cho/Cr值分別為(4.148±1.672)、(3.831±1.762),NAA/Cr值分別為(1.548±1.156)、(2.008±0.789),兩者Cho/Cr、NAA/Cr比值比較無統(tǒng)計學(xué)意義,而Cho/NAA值分別為(4.166±2.941)、(2.194±1.295),兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義,這可能與轉(zhuǎn)移瘤神經(jīng)元缺乏有關(guān)。有文獻[6]報道腦轉(zhuǎn)移瘤與高級別膠質(zhì)瘤組相比,Cho/Cr、NAA/Cr值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,并認為惡性程度較高的腫瘤,其波譜表現(xiàn)相似。與本研究結(jié)果相符。Lac是能量代謝低能通路-葡萄糖無氧酵解的終產(chǎn)物,常見于腫瘤增長過快。Lip常見于腫瘤壞死、脂質(zhì)析出,而惡性腫瘤更容易發(fā)生壞死,故使其成為較有意義的鑒別腫瘤良惡性的指標。本文在17例高級別膠質(zhì)瘤中發(fā)現(xiàn)Lac峰8例,16例顯示Lip峰,可見Lip峰是最具鑒別診斷意義指標,若出現(xiàn)即高度提示惡性腫瘤。本組腦轉(zhuǎn)移瘤中轉(zhuǎn)移灶較小者,無Lip峰,而Lac峰出現(xiàn)時,病灶明顯增大。

3.2腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫發(fā)生機制及代謝物比較腦膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫的發(fā)生機理較復(fù)雜,一般認為其均為血管源性水腫。局部侵襲是腦膠質(zhì)瘤的一個顯著特征,膠質(zhì)瘤內(nèi)腫瘤新生血管血腦屏障(BBB)不完整,其程度與病理分級有關(guān),腫瘤侵襲范圍與瘤周水腫程度相一致[7]。轉(zhuǎn)移瘤血管屬有窗性血管,與起源組織血管相同,不具血腦屏障,是腦水腫形成的基礎(chǔ)。本文研究中高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周區(qū)Cho/Cr值分別為(2.058±0.550)、(1.132±0.236),NAA/Cr值分別為(1.077±0.433)、(1.405±0.455),Cho/Cr、NAA/Cr值分別比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Law[8]等研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤瘤周水腫Cho值升高,常規(guī)MRI圖像上表現(xiàn)正常的腫瘤周圍無水腫區(qū)域腦組織也存在病理性波譜,但轉(zhuǎn)移瘤則不然,二者Cho/Cr值差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Smith[7]等亦認為腦轉(zhuǎn)移瘤和星形細胞瘤的區(qū)別在于轉(zhuǎn)移瘤有清楚的邊界,瘤體鄰近的組織在波譜上無明顯異常表現(xiàn),膠質(zhì)瘤在強化區(qū)域以外可以顯示異常的波譜。本文研究亦發(fā)現(xiàn)高級別膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)出現(xiàn)異常波譜,而在腦轉(zhuǎn)移瘤水腫區(qū)未出現(xiàn)異常波譜,與以上研究觀點一致。

總之,H-MRS為研究活體生化、能量代謝提供了一種全新的、無創(chuàng)的方法,當腦高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤在常規(guī)MR檢查中鑒別診斷困難時,行多體素波譜檢查可對二者作出較為準確的鑒別診斷,為臨床治療提供更多獨特的信息。

圖1男,30歲,右額葉膠質(zhì)母細胞瘤。A瘤體區(qū)單個體素的譜線圖,表現(xiàn)為高聳的Cho峰,明顯降低的Cr峰,明顯升高的Lip峰;B瘤周區(qū)單個體素譜線圖,表現(xiàn)為異常波譜;C右額葉膠質(zhì)母細胞瘤波譜定位圖。

圖2男64歲肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤。A瘤體區(qū)單個體素譜線圖,Cho峰明顯升高,NAA峰明顯降低,可見Lip峰;B瘤周區(qū)單個體素的譜線圖,表現(xiàn)為正常波譜;C腦轉(zhuǎn)移瘤波譜定位圖

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