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【摘要】目的探討T1H-MRS在高級別腦膠質瘤與腦轉移瘤中診斷及鑒別診斷的價值。方法選取經手術病理或臨床確診的30例高級別腦膠質瘤與腦轉移瘤患者。采用美國GE公司SignaEXCITEHD3.0T超導型MR掃描儀對所有患者行顱腦常規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、瘤周區及健側相應區域的膽堿/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,并對結果利用SPSS13.0軟件包進行統計學分析。結果高級別膠質瘤和轉移瘤瘤體區Cho/NAA值比較差異有統計學意義(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分別比較差異無統計學意義(P>0.05);瘤周區Cho/Cr、Cho/NAA值比較差異有統計學意義(P<0.05),NAA/Cr值比較差異無統計學意義(P>0.05)。結論1H-MRS在鑒別診斷高級別膠質瘤和轉移瘤中有重要價值,對瘤周區的Cho/Cr、Cho/NAA值的檢查是鑒別膠質瘤和轉移瘤的重要手段,特別對于單發腦轉移瘤更具鑒別意義。

【關鍵詞】質子磁共振波譜;顱內腫瘤;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

高級別膠質瘤和腦轉移瘤是顱內較常見的腦腫瘤,CT和常規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,尤其對于轉移瘤單發或膠質瘤多發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位移現象來測定人體內部器官及組織代謝、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分析高級別腦膠質瘤和轉移瘤瘤體及瘤周代謝物的成分及變化,探討多體素1H-MRS在高級別腦膠質瘤與腦轉移瘤中診斷及鑒別診斷的臨床應用價值。

1.3統計學處理本研究數據為計量資料,全組數據資料采用SPSS13.0軟件進行處理,首先對所有數據進行正態性分布和方差齊性檢驗,兩組數據比較采用t檢驗,所有統計結果以x±s形式表示。P<0.05表示差異有統計學意義。

2結果

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

2.2腦高級別膠質瘤及腦轉移瘤的1H-MRS表現

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

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

2.3高級別腦膠質瘤與腦轉移瘤代謝物比值及結果比較高級別膠質瘤與腦轉移瘤瘤體區、瘤周區各代謝物比值結果以(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表示差異有統計學意義)。其中兩組腫瘤瘤體區Cho/NAA值比較差異有統計學意義(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分別比較均無統計學意義(P>0.05),而瘤周區Cho/Cr、Cho/NAA值比較有統計學意義(P<0.05),NAA/Cr值比較無統計學意義(P>0.05),P值結果見表2。

表1

兩組腫瘤的瘤體區、瘤周區各代謝物比值(x±s)

組別Cho/CrCho/NAANAA/Cr

高級別膠質瘤瘤體區4.148±1.6724.166±2.9411.548±1.156

瘤周區2.058±0.5501.659±0.8551.077±0.433

腦轉移瘤瘤體區3.831±1.7622.194±1.2952.008±0.789

瘤周區1.132±0.2360.907±0.3751.405±0.455

表2

兩組腫瘤瘤體區、瘤周區各代謝物比值

兩兩比較(P值)

變量Cho/CrCho/NAANAA/Cr

瘤體區0.63580.03550.2422

瘤周區0.00010.01930.1458

3討論

近年來多體素氫質子核磁共振波譜對腦腫瘤的診斷和鑒別診斷已經在臨床得到廣泛應用,對于高級別膠質瘤與腦轉移瘤的鑒別診斷具有非常重要的價值,尤其在轉移瘤單發或膠質瘤多發而臨床表現和病史又不能提供鑒別,單靠常規CT及MR圖像難以作出正確診斷時更具有重要意義。顱內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(Lip)、肌醇(myoinositol,MI)等。目前波譜檢查技術包括單體素波譜(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物質的波譜(如NAA、Cr、Cho、Lac等),對運動不敏感,基線穩定,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,所以本研究采用PRESS序列。多體素MRS可了解腫瘤的實質部位、瘤周水腫區及腫瘤周圍信號正常區域等部位的代謝變化,可提供多個興趣區的代謝信息,更加便于對高級別膠質瘤和轉移瘤二者的鑒別,還可進一步確定病灶的邊緣,利于手術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,基線更加穩定[3]。并可發現1.5TMRS未能檢出的某些具有重要意義的代謝物峰,可設定較小體素,更能確切反映體素內組織代謝情況,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障礙。Inoue[4]等曾報道一例發生在右頂枕葉大腦深層白質內直徑小于15mm的膠質瘤,用3.0TMRS能夠檢出,而1.5TMRS未能測出。因此,超高場強MR成像系統將提高MRS在腦腫瘤診斷中的應用價值。

3.1高級別膠質瘤與腦轉移瘤腫瘤強化區1H-MRS表現高級別膠質瘤為顱內較常見的腫瘤,是由腫瘤性星形細胞、少突膠質細胞、室管膜細胞或者脈絡膜細胞產生的。高級別膠質瘤其典型的波譜為NAA峰顯著下降,Cr峰中等下降和Cho峰明顯升高。腦轉移瘤沒有星形細胞或神經元,主要表現為NAA峰缺乏,Cho明顯增高,Cr下降或消失,Cho/Cr比值升高,可出現Lac峰和Lip峰。盡管顱內腫瘤的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瘤與腦轉移瘤瘤體實質區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比值比較無統計學意義,而Cho/NAA值分別為(4.166±2.941)、(2.194±1.295),兩者比較差異有統計學意義,這可能與轉移瘤神經元缺乏有關。有文獻[6]報道腦轉移瘤與高級別膠質瘤組相比,Cho/Cr、NAA/Cr值比較差異無統計學意義,并認為惡性程度較高的腫瘤,其波譜表現相似。與本研究結果相符。Lac是能量代謝低能通路-葡萄糖無氧酵解的終產物,常見于腫瘤增長過快。Lip常見于腫瘤壞死、脂質析出,而惡性腫瘤更容易發生壞死,故使其成為較有意義的鑒別腫瘤良惡性的指標。本文在17例高級別膠質瘤中發現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,若出現即高度提示惡性腫瘤。本組腦轉移瘤中轉移灶較小者,無Lip峰,而Lac峰出現時,病灶明顯增大。

3.2腦膠質瘤與腦轉移瘤瘤周水腫發生機制及代謝物比較腦膠質瘤、轉移瘤瘤周水腫的發生機理較復雜,一般認為其均為血管源性水腫。局部侵襲是腦膠質瘤的一個顯著特征,膠質瘤內腫瘤新生血管血腦屏障(BBB)不完整,其程度與病理分級有關,腫瘤侵襲范圍與瘤周水腫程度相一致[7]。轉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。本文研究中高級別膠質瘤與腦轉移瘤瘤周區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計學意義。Law[8]等研究發現膠質瘤瘤周水腫Cho值升高,常規MRI圖像上表現正常的腫瘤周圍無水腫區域腦組織也存在病理性波譜,但轉移瘤則不然,二者Cho/Cr值差異有統計學意義。Smith[7]等亦認為腦轉移瘤和星形細胞瘤的區別在于轉移瘤有清楚的邊界,瘤體鄰近的組織在波譜上無明顯異常表現,膠質瘤在強化區域以外可以顯示異常的波譜。本文研究亦發現高級別膠質瘤瘤周水腫區出現異常波譜,而在腦轉移瘤水腫區未出現異常波譜,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、無創的方法,當腦高級別膠質瘤與腦轉移瘤在常規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,右額葉膠質母細胞瘤。A瘤體區單個體素的譜線圖,表現為高聳的Cho峰,明顯降低的Cr峰,明顯升高的Lip峰;B瘤周區單個體素譜線圖,表現為異常波譜;C右額葉膠質母細胞瘤波譜定位圖。

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

參考文獻

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