1HMRS對高級別腦膠質(zhì)瘤與孤立腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價值

常熟市第二人民醫(yī)院

核磁共振室 陸永明 丁慶國陳振湖 賈傳海 周建春 陳玨

1HMRS對高級別腦膠質(zhì)瘤與孤立腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價值

常熟市第二人民醫(yī)院

核磁共振室 陸永明 丁慶國陳振湖 賈傳海 周建春 陳玨

目的 初步探討氫質(zhì)子磁共振波譜（1HMRS）在高級別腦膠質(zhì)瘤、孤立腦轉(zhuǎn)移瘤鑒別診斷中的應(yīng)用價值。 方法 搜集經(jīng)手術(shù)病理證實的高級別腦膠質(zhì)瘤18例及孤立腦轉(zhuǎn)移瘤12例，術(shù)前分別行常規(guī)MRI、增強(qiáng)掃描及1HMRS檢查，測量兩種腫瘤的實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)、中央壞死區(qū)、瘤周水腫區(qū)的代謝物濃度（包括NAA、Cho、Cr）及其比值的變化，并進(jìn)行分析比較。結(jié)果兩種腫瘤的T1WI多表現(xiàn)為等、低信號，T2WI呈不均勻高信號，伴有不同程度強(qiáng)化和瘤周水腫。高級別腦膠質(zhì)瘤與孤立腦轉(zhuǎn)移瘤實質(zhì)區(qū)的1HMRS均表現(xiàn)為NAA/Cho、NAA/Cr下降，Cho/Cr升高， 但其差異無統(tǒng)計學(xué)意義；中央壞死區(qū)的NAA/Cho、NAA/Cr差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但Cho/Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義；瘤周水腫區(qū)NAA/Cho、Cho/Cr差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但NAA/Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論1HMRS可無創(chuàng)地分析腦腫瘤的代謝情況，有助于對高級別腦膠質(zhì)瘤與孤立腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷和鑒別診斷。

膠質(zhì)瘤；轉(zhuǎn)移瘤；磁共振波譜；磁共振成像

子磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,1HMRS)是目前唯一無創(chuàng)性的觀察活體組織代謝與生化指標(biāo)的磁共振技術(shù)，近年來發(fā)展迅速，臨床上已逐漸應(yīng)用于腦腫瘤的診斷、鑒別診斷、腫瘤分級等方面的研究[1-2]，對于膠質(zhì)瘤與轉(zhuǎn)移瘤的比較分析亦見報道，但關(guān)于此兩種腫瘤壞死區(qū)的MRS比較尚未有報道。本文回顧性分析18例高級別腦膠質(zhì)瘤與12例孤立腦轉(zhuǎn)移瘤的實質(zhì)區(qū)、壞死區(qū)、水腫區(qū)的1HMRS特征，并結(jié)合腫瘤病理特征初步探討1HMRS對兩者的鑒別診斷價值，以更好地指導(dǎo)臨床治療方案的選擇。

材料和方法

1.一般資料 搜集2004年8月至2009年6月在我院經(jīng)手術(shù)病理證實的18例高級別腦膠質(zhì)瘤與12例孤立腦轉(zhuǎn)移瘤，所有病例術(shù)前均行常規(guī)MRI檢查和1HMRS掃描。高級別腦膠質(zhì)瘤中，男性11例，女性7例，年齡21～68歲，平均36.5歲，孤立腦轉(zhuǎn)移瘤中，男性7例，女性5例，年齡42～79歲，平均58.5歲。

2.檢查方法 采用1.5T GE signa Excite II 超導(dǎo)型磁共振掃描儀，頭頸聯(lián)合線圈，仰臥位，行MRI平掃：SE序列，軸位T1WI，T2WI，軸位擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）；冠狀位T2FLAIR；增強(qiáng)掃描：靜脈團(tuán)注Gd-DTPA，劑量0.1mmol/Kg，分別行橫斷面、矢狀面、冠狀面T1WI掃描，參數(shù)與平掃相同。1HMRS：增強(qiáng)掃描前，所有病例均行多體素化學(xué)位移成像，在軸位T2WI上定位，點分辨波譜分析法（PRESS），TE144ms，興趣區(qū)包括腫瘤實質(zhì)區(qū)、腫瘤壞死區(qū)、周圍水腫區(qū)及對側(cè)正常腦組織。掃描完成后，利用主機(jī)軟件包Functool 2處理，得到波譜與解剖的疊加圖，分別選擇位于腫瘤實質(zhì)區(qū)、腫瘤壞死區(qū)、周圍水腫區(qū)、對側(cè)正常組織的體素，采用絕對值測量，單位為ppm（*10-12），得出N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿類物質(zhì)（Cho）、肌酐類物質(zhì)（Cr）的濃度，計算NAA/Cho，NAA/Cr，Cho/Cr。

3.統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件，以兩兩比較獨立樣本t檢驗對高級別膠質(zhì)瘤與轉(zhuǎn)移瘤的實質(zhì)區(qū)、壞死區(qū)、周圍水腫區(qū)的NAA/Cho，NAA/Cr，Cho/Cr分別進(jìn)行分析，方差齊性者參考t值，方差不齊則參考校正t值，P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 高級別膠質(zhì)瘤與轉(zhuǎn)移瘤實質(zhì)區(qū)、壞死區(qū)及水腫區(qū)各代謝產(chǎn)物比值比較

結(jié) 果

18例高級別腦膠質(zhì)瘤MRI平掃表現(xiàn)為T1WI呈不均勻低信號，T2WI呈高信號，DWI呈不均勻稍高信號，病灶周圍見水腫信號，增強(qiáng)掃描14例呈環(huán)狀強(qiáng)化，內(nèi)壁不光整，4例呈斑片狀強(qiáng)化。12例孤立腦轉(zhuǎn)移瘤T1WI呈不均勻低信號，T2WI呈較高信號，7例DWI呈稍高信號，5例DWI呈稍低信號，病灶周圍見明顯水腫信號影，增強(qiáng)后11例呈環(huán)狀強(qiáng)化，1例呈團(tuán)塊狀強(qiáng)化。

18例高級別腦膠質(zhì)瘤具有共同的MRS表現(xiàn)：腫瘤實質(zhì)區(qū)NAA顯著下降，Cho明顯升高，Cr輕度下降；水腫區(qū)NAA明顯低于正常，Cho高于正常，Cr無顯著變化；腫瘤壞死區(qū)NAA下降，Cho明顯升高，Cr輕度下降。12例單發(fā)孤立腦轉(zhuǎn)移瘤腫瘤實質(zhì)區(qū)NAA明顯降低，Cho明顯升高，Cr輕度下降；水腫區(qū)NAA，Cho，Cr與正常腦組織區(qū)差異不顯著，NAA，Cho略低于正常，Cr無明顯變化；腫瘤壞死區(qū)NAA明顯下降，Cho明顯升高，Cr輕度下降。

對腫瘤實質(zhì)區(qū)、水腫區(qū)、腫瘤壞死區(qū)各項代謝物比值在兩種腫瘤間的獨立樣本t檢驗，結(jié)果顯示：兩種腫瘤實質(zhì)區(qū)各代謝產(chǎn)物比值間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；兩種腫瘤壞死區(qū)NAA/Cho，NAA/Cr的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；周圍水腫區(qū)NAA/Cho、Cho/Cr的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。（表1）

討 論

高級別腦膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤都是腦內(nèi)最常見的惡性腫瘤性病變，MRI上高級別腦膠質(zhì)瘤常發(fā)生于髓質(zhì)區(qū)，瘤周水腫較明顯，增強(qiáng)后多呈環(huán)狀強(qiáng)化，內(nèi)壁不光整。而腦轉(zhuǎn)移瘤常發(fā)生于皮髓質(zhì)交界區(qū)，水腫明顯，常表現(xiàn)為“小灶大水腫”。雖然兩者的常規(guī)MRI表現(xiàn)有所差異，但轉(zhuǎn)移性腫瘤如果單發(fā)，且沒有明確的原發(fā)腫瘤病史或影像學(xué)表現(xiàn)不典型，則較難與原發(fā)高級別膠質(zhì)瘤鑒別。

1HMRS是目前臨床上唯一無創(chuàng)傷性的觀察體內(nèi)組織、細(xì)胞代謝的磁共振技術(shù)，特別是多體素波譜的出現(xiàn)，可以同時取多個像素，有選擇性地選取腫瘤的實質(zhì)區(qū)、壞死區(qū)、瘤周水腫區(qū)及對側(cè)正常組織等感興趣區(qū)域，在波譜圖上觀察不同部位的代謝的變化情況并進(jìn)行比較，通過對其代謝產(chǎn)物NAA、Cho、Cr的測定，并根據(jù)腫瘤的病理特點，為腫瘤的鑒別診斷提供了可能。多體素1HMRS掃描的不足之處是體素內(nèi)可能包含一部分壞死區(qū)和/或正常腦組織成分，不能完全避免部分容積效應(yīng)的存在。

既往的研究[3]表明，細(xì)胞增殖、代謝活躍、有絲分裂增加將導(dǎo)致腦組織中含Cho類物質(zhì)增加，神經(jīng)元細(xì)胞變性、破壞或被腫瘤組織所替代則導(dǎo)致NAA下降，而Cr是能量儲存、利用的主要化合物，與正常腦組織側(cè)對比，總體Cr值下降較輕，其總量又比較穩(wěn)定，常作為參照，得到其它波譜與之的相對比值，從而進(jìn)行比較。高級別腦膠質(zhì)瘤和腦轉(zhuǎn)移瘤均屬惡性腫瘤，由于腫瘤的高細(xì)胞密度，細(xì)胞合成和降解加快，細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)換加速，Cho值均會明顯增高。腦膠質(zhì)瘤是起源于腦內(nèi)的腫瘤，由異常增生的膠質(zhì)類細(xì)胞組成，在生長過程中正常神經(jīng)組織被腫瘤組織侵犯和取代，神經(jīng)元減少，功能受損，從而導(dǎo)致在1HMRS上NAA明顯降低，Cr輕度下降，Cho顯著升高，表現(xiàn)為NAA/Cho，NAA/Cr下降，Cho/Cr升高。而腦轉(zhuǎn)移瘤，其MRS表現(xiàn)與腫瘤細(xì)胞增殖旺盛和有絲分裂增加，導(dǎo)致細(xì)胞膜代謝異常增高，能量衰竭，無氧糖酵解增加有關(guān)[4]，理論上，轉(zhuǎn)移瘤缺乏神經(jīng)元，但由于部分容積效應(yīng)的存在，或波譜感興趣區(qū)超出了腫瘤的范圍，以及由于腫瘤細(xì)胞浸潤周圍正常組織，難以分清腫瘤與正常組織的確切邊界，所以常能檢測到弱的NAA峰，亦表現(xiàn)為NAA/Cho，NAA/Cr下降，Cho/Cr升高。在本組病例中，腫瘤的實質(zhì)部分其MRS表現(xiàn)與高級別腦膠質(zhì)瘤大致相似，兩者的NAA/Cho，NAA/Cr，Cho/Cr比值差別無顯著統(tǒng)計學(xué)意義，這可能是由于腫瘤內(nèi)部干擾因素太多和各種腫瘤細(xì)胞的代謝差異不明顯的結(jié)果。

目前，關(guān)于孤立性腦轉(zhuǎn)移瘤與高級別膠質(zhì)瘤之間的MRS研究對腫瘤壞死區(qū)尚無相關(guān)報道。本研究發(fā)現(xiàn)，本組病例中，腦轉(zhuǎn)移瘤壞死區(qū)NAA/Cho，NAA/Cr明顯低于高級別膠質(zhì)瘤壞死區(qū)，兩者之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。這是因為腦轉(zhuǎn)移瘤屬于非神經(jīng)外胚層腦腫瘤[5]，在病灶的壞死區(qū)，NAA峰出現(xiàn)的幾率較低，本組12例腦轉(zhuǎn)移瘤中2例沒有檢測到明顯的NAA峰，但10例出現(xiàn)很弱的NAA峰，這可能和體素過大，在檢測過程中包含了部分腦組織污染有關(guān)[6]，其NAA/Cho，NAA/Cr比值明顯下降，并明顯低于高級別膠質(zhì)瘤，這可能與高級別膠質(zhì)瘤腫瘤組織內(nèi)仍殘存部分神經(jīng)元，其NAA下降程度低于腦轉(zhuǎn)移瘤有關(guān)。因而腫瘤壞死區(qū)NAA/Cho，NAA/Cr可作為鑒別孤立腦轉(zhuǎn)移瘤和高級別腦膠質(zhì)瘤的依據(jù)。

對于瘤周水腫區(qū)，由于高級別腦膠質(zhì)瘤的一個顯著特點是侵襲性生長，由瘤體向瘤周逐漸浸潤，呈梯度改變，局部細(xì)胞增生活躍，在1HMRS表現(xiàn)為Cho峰的逐漸降低和NAA峰的逐漸升高，T2WI所示高信號水腫區(qū)域除了血腦屏障破壞及血管通透性增加所造成的間質(zhì)水分增加外，已有腫瘤細(xì)胞浸潤，造成神經(jīng)元的減少和膠質(zhì)增生，導(dǎo)致出現(xiàn)瘤周Cho增高，但較實質(zhì)區(qū)輕，而轉(zhuǎn)移瘤瘤周無腫瘤細(xì)胞生長，其水腫主要是由于腫瘤生長受到周圍膠質(zhì)細(xì)胞的阻礙而導(dǎo)致的血管源性水腫有關(guān)，在本組病例中，其各項代謝產(chǎn)物與正常接近，Cho略低于正常，可能與轉(zhuǎn)移瘤多位于皮髓質(zhì)交界區(qū)，Cho略低于正常白質(zhì)內(nèi)濃度有關(guān)。本組病例顯示高級別膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)Cho/Cr比值明顯高于腦轉(zhuǎn)移瘤，NAA/Cho比值則明顯低于轉(zhuǎn)移瘤，兩者之間統(tǒng)計學(xué)意義有顯著差異，而NAA/Cr比值差異無顯著統(tǒng)計學(xué)意義，與文獻(xiàn)報道一致[7-9]。至于NAA/Cr差別不大的原因則可能是雖然膠質(zhì)瘤周圍有瘤細(xì)胞浸潤，但瘤細(xì)胞的密度并沒有大到破壞神經(jīng)元的程度。

總之，1HMRS獲得的顱內(nèi)腫瘤的代謝物變化在不同程度上反映了腫瘤組織的病理類型，可以深入了解顱內(nèi)腫瘤的生化代謝機(jī)制和臨床病理生理過程，為最終實現(xiàn)活體無創(chuàng)性顱內(nèi)腫瘤的臨床診斷提供了新的途徑。在單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤和高級別腦膠質(zhì)瘤的常規(guī)MRI鑒別發(fā)生困難時，結(jié)合1HMRS提供的不同腫瘤的相關(guān)代謝物變化信息，有助于對兩者進(jìn)行鑒別診斷。

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The value of1HMRS spectroscopy for the differential diagnosis of brain high-grade gliomas and solitary metastase

LU Yong-ming, DING Qing-guo,CHEN Zhen-hu, et al. Department of Radiology,Changshu No 2 Hospital, Changshu 215542,China

ObjectiveTo investigate the value of1HMRS in differential diagnosis on high-grade gliomas and solitary metastases.Methods18 patients with high-grade gliomas and 12 patients with solitary metastases were confirmed by pathology. All cases were performed routine MRI,contrast enhanced MRI and1HMRS preoperatively. Three regions,the solid component,necrosis and peritumoral edema of the two types of tumor, were measured,then the value of NAA,Cho, Cr and their ratio were obtained.The independent-samples t test was used to determine if there were significant statistical differenes in metabolic levels of the three regions between the high-grade gliomas and the metastase.ResultsThe two types of tumor showed isointense or hypointense on T1-weighted image,heterogeneous hyperintense on T2-weighted image,with multiple enhancement and peritumoral edema.The solid components of high-grade gliomas and solitary metastases both showed the ratio of NAA/Cho and NAA/Cr decreased,Cho/Cr increased.But there were no significant statistical differences among the ratios.NAA/Cho and NAA/Cr in central necrosis regions have significant statistical difference,whereas Cho/Cr no.NAA/Cho and Cho/Cr in peritumoral edema regions have significant statistical difference,whereas NAA/Cr no.Conclusion1HMRS can be used to analysize the metabolism of cerebral tumor by noninvasive way，it may be helpful to differentiate high-grade gliomas from solitary metastase.[Key words]metastasis; magnetic resonance spectrum; magnetic resonance imaging

R730.264;R445.2

A

（215542）常熟市第二人民醫(yī)院核磁共振室 陸永明

2009-11-24