MRS在星形細胞腫瘤術后放療中的價值：Cho/Cr的變化及意義

于同剛 吳麗瓊 戴嘉中 潘 力 盛曉芳 汪 洋施惠東 曹文靜 錢慧君 姚旭峰

近年來，隨著MRI技術的進步，MRS得到了廣泛應用和發(fā)展。由于MRS可以無創(chuàng)性的檢測腫瘤組織的代謝及生化變化，并具有較高的敏感性，因此是研究腦組織代謝較為理想到方法。目前人們已將其應用于腦腫瘤的放射治療中，但是主要集中在放射性腦壞死及其與腫瘤復發(fā)的鑒別方面[1-3]，但是對于急性期、早期遲發(fā)反應期MRS上Cho/Cr代謝物改變的研究較少。本課題通過研究星形細胞腫瘤術后、分次放療后急性期及早期遲發(fā)反應期MRS上Cho/Cr代謝物改變隨劑量、時間的變化趨勢，以評價MRS上Cho/Cr改變在星形細胞腫瘤放療隨訪中的價值。

方 法

1. 臨床資料

本研究共18例，男11例，女7例，年齡9～67歲（平均46±14歲）。放療前2～8周均行外科手術治療，其中膠質母細胞瘤（WHO4級）7例，間變性星形細胞瘤（WHO 3級）4例，彌漫性星形細胞瘤（WHO2 級）6例，毛細胞型星形細胞瘤（WHO1級）1例。所有患者術前均未行放療、化療及免疫治療。

2. 常規(guī)MRI及MRS檢查

采用GE signa VH/i 3.0T MRI掃描儀，單通道頭顱正交線圈進行常規(guī)MRI和MRS檢查。在放療前12～36h內進行基線MRI和MRS檢查，然后在放療至總劑量的60%時及放療結束后1月行MRS來研究分次放療對腦組織的影響。

所有的常規(guī)MRI及MRS檢查均采用相同的成像參數。MRS檢查采用點分辨波譜（PRESS）序列，TR/TE=1000ms/144ms，F(xiàn)OV 240mm，體素厚度（voxel thickness）10mm，NEX 1，頻率編碼為18，相位編碼為18；在橫斷面T2WI或FLAIR上確定MRS的感興趣區(qū)（region of interest，ROI），并盡量使ROI在3個平面上均避開皮下脂肪、顱骨和其他對波譜有影響的區(qū)域。MRS預掃描時的勻強、發(fā)射/接受增益調節(jié)、水抑制均由自動預掃描程序完成，使得半高全寬（FWHM）和水抑制均達到規(guī)定要求：FWHM控制在13Hz內，水抑制效果要求大于96%。

3. MRS原始數據的處理

波譜掃描完畢后將所獲得的原始數據傳入工作站，采用設備自帶的商業(yè)軟件GE Functool 2.6.4b軟件包進行后處理。在波譜后處理時，體素位置選擇在≥60Gy區(qū)和＜40Gy區(qū)進行測量，體素大小為562mm3（7.5mm×7.5mm×10mm）?！?0Gy區(qū)一般選擇在術后瘤床邊緣的高劑量區(qū)，并且在平掃T2WI上呈高信號、增強后有強化或無強化（取決于病灶術前的強化方式、手術是否為全切及距離術后的時間）的區(qū)域。同時，應測量其實性部分，盡量避開出血、壞死或囊變區(qū)。而＜40Gy區(qū)一般選擇在與原發(fā)腫瘤相對應的對側低劑量區(qū)域，并且在常規(guī)MRI檢查中未見明顯異常信號的區(qū)域。波譜后處理時，由軟件自動完成基線校正、信號平均，并計算Cho/Cr的比值。

4. 放射治療

放射治療采用6MV直線加速器。先行常規(guī)分割放射治療，采用水平兩野對穿照射，每天2Gy/次 ，5次/周，共20次。常規(guī)分割放射治療結束后，采用Peacock系統(tǒng)進行調強適形放射治療（intensity modulation radiation therapy，IMRT）。IMRT治療劑量為每天2～2.5Gy/次，8～12次。靶區(qū)總處方劑量為60～68Gy。

5. 統(tǒng)計分析

采用SPSS 11.0軟件包，不同代謝物相對定量值采用均數±標準差表示。采用配對t檢驗檢查放療組不同時間點MRS上Cho/Cr的差別。

結 果

星形細胞腫瘤≥60Gy及＜40Gy區(qū)放療前后系列MRS上Cho/Cr的變化見表1。從表中可以看出，≥60Gy區(qū)的Cho/Cr在治療前已經明顯升高，但在放療至60%總劑量時已經開始降低，并且呈進行性降低（從治療前的2.521降到治療后1個月的1.810）。而＜40Gy區(qū)則先輕度升高，隨后降至原來的水平，總體變化不太明顯。

將各病例放療前及放療至60%總劑量時的Cho/Cr值進行配對t檢驗，結果顯示，對于≥60Gy區(qū)，兩個時間點的Cho/Cr變化有統(tǒng)計學差別（t＝2.355，P＝0.032）；而＜40Gy區(qū)，兩個時間點的Cho/NAA變化有顯著統(tǒng)計學差別（t＝-2.149，P＝0.007）（圖1，2）。

表1 星形細胞腫瘤不同區(qū)域放療前后Cho/Cr值

圖1 左額膠質母細胞瘤術后，瘤床區(qū)（≥60Gy區(qū)）的波譜。A、B為術后放療前腫瘤床區(qū)的波譜；C、D為同一區(qū)域放療至60%總劑量時的波譜改變；可見放療至60%總劑量時，瘤床區(qū)的水腫明顯減輕，Cho/Cr在治療前為2.32，放療至60%總劑量時降至2.22。

圖2 左額膠質母細胞瘤術后，對側正常區(qū)（＜40Gy區(qū)）的波譜。A、B為術后放療前的波譜；C、D為同一區(qū)域放療至60%總劑量時的波譜；可見放療至60%總劑量時對側正常區(qū)的Cho/Cr有所升高（從0.936升至1.11）。

討 論

放射治療作為星形細胞腫瘤術后的輔助治療手段，有時會引起放射性腦損傷。放射性腦損傷分為三期：急性期、早期遲發(fā)反應期和晚期遲發(fā)反應期。放射性腦損傷的發(fā)生率由總照射劑量、照射方式和總治療時間決定。盡管采用全腦對穿照射，也不足以避免放射性腦損傷的發(fā)生。在放射性腦損傷中，放射性壞死發(fā)生在晚期遲發(fā)反應期，也是最嚴重的、有時會致死的并發(fā)癥。由于MRS可以無創(chuàng)性的檢測腫瘤組織的代謝及生化變化，并具有較高的敏感性，多數學者針對該期的MRS改變進行了研究[3-4]。但是，對于急性期、早期遲發(fā)反應期MRS上Cho的改變的研究較少。

本研究發(fā)現(xiàn)，在放療后早期，部分患者可見水腫加重。這主要是由于放療對腦組織的作用在早期主要作用于血管（發(fā)生在治療后數小時和數天內），包括毛細血管和小血管內皮細胞的損害、循環(huán)系統(tǒng)受損、血管通透性增加以及BBB的破壞所致。

在放療后1個月左右，Cho/Cr即可出現(xiàn)改變，而此時常規(guī)MRI上一般無改變或僅有輕度水腫。部分患者在放療后早期可見水腫加重。在≥60Gy的高劑量區(qū)，Cho/Cr在放療至60%總劑量時已經開始降低，并且呈進行性降低（從治療前的2.521降到治療后1個月的1.810），但由于Cho/Cr在放療前已經明顯升高，因此其值仍高于正常值。在高劑量區(qū)出現(xiàn)Cho/Cr的進行性降低，被認為是放療后腫瘤細胞進行性壞死的標志，說明腫瘤細胞對放療有反應并誘導細胞數量降低。而＜40Gy區(qū)的Cho/Cr總體變化不太明顯，先是輕度升高，隨后降至放療前的水平。Kaminaga等[5]認為，Cho升高是由于髓鞘、細胞膜崩解或更新加快所致。這是由于髓鞘和細胞膜中含有豐富的磷脂，而Cho濃度隨著磷脂生成和降解的變化而變化。Belka等[6]認為放射性腦損傷是由少支膠質細胞的破壞引起髓鞘崩解所致。脫髓鞘是放療后腦組織早期遲發(fā)反應期的特征性改變。由放療引起的細胞膜和髓鞘崩解會使水溶性磷酸膽堿增加，導致早期遲發(fā)反應期Cho的升高。

通過本研究可以看出，Cho/Cr在分次放療后早期即出現(xiàn)改變，而且有一定的特點，并與晚期遲發(fā)反應期（如放射性壞死）明顯不同，因此可以采用MRS來檢測放療后早期的代謝改變，解釋放療后發(fā)生的放射生物學變化。

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