HGG與PCNSL患者1H-MRS、ADC的變化及臨床意義

羅一博，權(quán)建平

寶雞市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，陜西 寶雞 721000

膠質(zhì)瘤為發(fā)生率最高的原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，其中高級別膠質(zhì)瘤(HGG)的惡性程度高，其治療以手術(shù)為主，但晚期HGG 的手術(shù)難度和危險性高，短期內(nèi)易復(fù)發(fā)[1]。原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(PCNSL)是臨床少見的顱內(nèi)腫瘤，但其侵襲性強(qiáng)，預(yù)后較差，單純手術(shù)不能改善PCNSL患者預(yù)后及生存率，臨床主張放化療聯(lián)合皮質(zhì)激素的綜合療法[2]。HGG 和PCNSL 均呈侵襲性生長，但兩者的治療手段有明顯差異，準(zhǔn)確診斷有重要作用[3]。目前磁共振檢查技術(shù)(MRI)在顱內(nèi)腫瘤定性及定位診斷上有一定價值，但常規(guī)MRI對兩者的診斷及鑒別診斷價值有限。近年來多種功能磁共振成像技術(shù)在臨床開展，氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)可通過化學(xué)位移作用和核磁共振成像反映不同組織的代謝狀態(tài)。表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)可評價組織內(nèi)水分子的微觀擴(kuò)散運(yùn)動情況，反映腦組織微結(jié)構(gòu)改變。本研究主要分析HGG 與PCNSL 患者1H-MRS、ADC的變化及臨床意義，為兩者的診治提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集寶雞市人民醫(yī)院2018 年1月至2020 年1 月收治的55 例HGG 及21 例PCNSL 患者的臨床資料。入選標(biāo)準(zhǔn)：①伴中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤表現(xiàn)；②HGG 及PCNSL 均經(jīng)活檢和術(shù)后病理檢查結(jié)果證實(shí)；③檢查前未接受相關(guān)治療；④均接受常規(guī)MRI檢查、1H-MRS及DWI檢查；⑤影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①系統(tǒng)性淋巴瘤；②遺傳性免疫缺陷；③免疫抑制劑治療史；④MRI 檢查禁忌證。HGG 患者中男性35 例，女性20 例；年齡15～72 歲，平均(58.03±3.91)歲。PCNSL患者中男性14例，女性7例；年齡19～70歲，平均(51.01±6.57)歲。

1.2 檢查方法采用3.0T 超導(dǎo)型磁共振儀進(jìn)行掃描，用頭部8通道正交線圈，去除患者佩戴的所有金屬器物。頭部取正中仰臥位，調(diào)整頭部位于線圈中央，取聽眥線為定位線，每次檢查定位一致。自旋回波T1加權(quán)成像：回波時間(TE) 9～14 s，重復(fù)時間(TR) 400～600 ms；快速自旋回波T2加權(quán)成像：TE 90～120 ms，TR 3 600～4 200 ms。掃描層厚5 mm，層間距1 mm，視野17 cm×17 cm～24 cm×24 cm，矩陣256×192 或256×256。擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)，選擇單次激發(fā)自旋回波平面成像序列，進(jìn)行橫斷面成像，TE為101.6 ms，TR為6 265 ms，視野為24 cm×24 cm，矩陣為100×100，掃描層厚5 mm，層間距1 mm。于x、y、z方向上加以彌散梯度，彌散敏感系數(shù)b 為0 s/mm2、1 000 s/mm2，DWI 成像時間37 s。將DWI原始圖像上傳至工作站，用軟件包進(jìn)行圖像分析和重建，自動重組得到表觀彌散系數(shù)(ADC)圖。于ADC 圖像上在腫瘤實(shí)質(zhì)、鏡面正常腦組織區(qū)域選擇5個感興趣區(qū)域，面積均取0.16 cm2，分別統(tǒng)計(jì)ADC 值，最終結(jié)果取平均值。1H-MRS 選擇單體素分辨波，TE為144 ms，TR 為1 000 ms，激勵次數(shù)為80 次，抑水率大于96%，體素大小參照腫瘤大小進(jìn)行調(diào)整，掃描翻轉(zhuǎn)角為90°，線寬小于11 Hz，掃描時間194 s。利用配套工作站和軟件進(jìn)行波譜圖像后處理，查看腫瘤瘤體及腫瘤附近區(qū)域[(N-乙酸天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、膽堿(Cho)]等代謝產(chǎn)物的波譜圖像。選擇腫瘤瘤體及鏡面正常腦組織的感興趣區(qū)域，軟件自動識別、測量對應(yīng)感興趣區(qū)的NAA、Cr 及Cho 濃度，并統(tǒng)計(jì)NAA/Cr、Cho/Cr及Cho/NAA比值。

1.3 觀察指標(biāo)(1)比較HGG患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值。(2)比較PCNSL 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS代謝物比值及ADC值。(3)比較HGG、PCNSL患者腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值。(4)分析腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值對HGG、PCNSL的鑒別診斷價值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，兩兩比較采用t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；制作受試者工作特征曲線(ROC)分析相關(guān)指標(biāo)對HGG、PCNSL的鑒別價值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HGG 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值比較HGG 患者腫瘤瘤體Cho/Cr、Cho/NAA 明顯高于鏡面正常腦組織，NAA/Cr、ADC明顯低于鏡面正常腦組織，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表1。

表1 HGG 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC值比較(±s)

表1 HGG 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC值比較(±s)

組別鏡面正常腦組織腫瘤瘤體t值P值例數(shù)55 55 NAA/Cr 1.56±0.28 0.59±0.08 24.703 0.001 Cho/Cr 1.02±0.11 2.29±0.21 39.730 0.001 Cho/NAA 0.67±0.09 7.47±1.29 38.998 0.001 ADC (×10-3 mm2/s)0.85±0.12 0.80±0.09 2.472 0.015

2.2 PCNSL 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值比較PCNSL 患者腫瘤瘤體Cho/Cr、Cho/NAA 明顯高于鏡面正常腦組織，NAA/Cr、ADC明顯低于鏡面正常腦組織，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表2。

表2 PCNSL 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC值比較(±s)

表2 PCNSL 患者鏡面正常腦組織與腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC值比較(±s)

組別鏡面正常腦組織腫瘤瘤體t值P值例數(shù)21 21 NAA/Cr 1.58±0.23 1.04±0.13 9.367 0.001 Cho/Cr 1.27±0.12 3.29±0.43 20.735 0.001 Cho/NAA 0.79±0.09 5.31±0.59 34.706 0.001 ADC (×10-3mm2/s)0.84±0.12 0.62±0.08 6.990 0.001

2.3 HGG、PCNSL患者腫瘤瘤體1H-MRS代謝物比值及ADC值比較PCNSL患者腫瘤瘤體NAA/Cr、Cho/Cr明顯高于HGG患者，Cho/NAA、ADC明顯低于HGG患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

表3 HGG、PCNSL 患者腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值比較(±s)

表3 HGG、PCNSL 患者腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值比較(±s)

組別HGG PCNSL t值P值例數(shù)55 21 NAA/Cr 0.59±0.08 1.04±0.13 13.510 0.001 Cho/Cr 2.29±0.21 3.29±0.43 9.576 0.001 Cho/NAA 7.47±1.29 5.31±0.59 6.978 0.001 ADC (×10-3mm2/s)0.80±0.09 0.62±0.08 6.850 0.001

2.4 腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值對HGG、PCNSL 的鑒別診斷價值ROC 曲線顯示，NAA/Cr 對HGG、PCNSL 鑒別診斷的曲線下面積為0.706，靈敏度為66.70%，特異度為69.09%；Cho/Cr 的曲線下面積為0.766，靈敏度為61.90%，特異度為92.73%；Cho/NAA 的曲線下面積為0.764，靈敏度為90.50%，特異度為56.36%；ADC 的曲線下面積為0.831，靈敏度為81.00%，特異度為81.82%；4個指標(biāo)聯(lián)合的曲線下面積為0.939，靈敏度為95.20%，特異度為89.09%，見表4和圖1。

表4 腫瘤瘤體1H-MRS 代謝物比值及ADC 值對HGG、PCNSL 的鑒別診斷價值

圖1 1H-MRS代謝物比值及ADC值對HGG、PCNSL鑒別診斷的ROC曲線

3 討論

顱內(nèi)腫瘤是嚴(yán)重危害機(jī)體生命安全的疾病，其腫瘤類型較多，不同類別、級別的腫瘤治療方案可能有一定差異，及時準(zhǔn)確地判斷腫瘤類別、性質(zhì)對于臨床治療和預(yù)后有重要作用。HGG 為顱內(nèi)腫瘤的主要類型，患者預(yù)后較差，手術(shù)是其首選療法。PCNSL 在顱內(nèi)腫瘤中較少見，但其呈彌漫性浸潤生長，存在高度惡性特點(diǎn)，其治療以手術(shù)聯(lián)合放化療等綜合療法為主。HGG 與PCNSL 均為浸潤性生長腫瘤，腫瘤大小不受到瘤體限制，常規(guī)MRI 僅初步判斷病變大小、形態(tài)及位置，對HGG 與PCNSL 的診斷及鑒別診斷作用有限[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，MRS 能夠早于常規(guī)MRI 檢出顱內(nèi)腫瘤細(xì)胞浸潤范圍內(nèi)代謝物的變化情況，反映病理及正常組織代謝情況，判斷組織性質(zhì)[5]。1H 的含量最豐富，磁比率最大，形成的MRS 信號也最強(qiáng)，因此1H-MRS在臨床最常用[6]。

Cr為能量儲存及利用的重要物質(zhì)，可反映腦細(xì)胞能量代謝情況，腫瘤病變時其濃度可出現(xiàn)程度不一的降低，Cr降低程度和腫瘤細(xì)胞快速增殖引起的缺血和能量消耗有關(guān)[7]。Cho能夠參與細(xì)胞膜的合成及分解，細(xì)胞密度、增生細(xì)胞數(shù)量等變化均可影響Cho水平，是細(xì)胞密度增加或者膜轉(zhuǎn)歸的標(biāo)志。NAA 為神經(jīng)元標(biāo)志物，可反映神經(jīng)元發(fā)育和功能情況，神經(jīng)元功能損傷、破壞時其濃度降低。臨床研究報(bào)道，顱內(nèi)腫瘤1H-MRS 波譜以Cr 下降，NAA 缺失或降低，Cho 上升，代謝物比值NAA/Cr降低，Cho/Cr及Cho/NAA上升為主要表現(xiàn)[8]。本研究結(jié)果顯示，HGG及PCNSL患者經(jīng)1H-MRS檢查顯示腫瘤組織NAA/Cr低于正常腦組織，Cho/Cr及Cho/NAA則明顯高于正常腦組織，表明兩者的1H-MRS 波譜表現(xiàn)相似。 但進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，PCNSL 患者NAA/Cr、Cho/Cr 高于HGG 患者，而Cho/NAA則低于HGG患者，考慮與PCNSL患者細(xì)胞能量代謝需求明顯增加，加上PCNSL 患者瘤體缺血，進(jìn)一步降低Cr，HGG的瘤體血供較豐富，因此PCNSL患者Cr較HGG下降更明顯，與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道相符[9]。另外PCNSL 腫瘤細(xì)胞排列較密集，淋巴細(xì)胞增長較快，細(xì)胞膜磷脂可快速轉(zhuǎn)換，加上瘤體中囊變及壞死較少，Cho 可快速上升。HGG 內(nèi)部多伴壞死，Cho 的上升幅度有限，因此HGG 患者Cho/Cr 低于PCNSL 患者。HGG 對神經(jīng)元的破壞較嚴(yán)重，NAA 峰缺失或下降。PCNSL1H-MRS 波譜中NAA 也呈缺失或下降改變。盡管兩者NAA峰呈類似改變，但PCNSL患者Cr下降更明顯，導(dǎo)致PCNSL 患者NAA/Cr 較HGG 大。同時PCNSL 患者Cho/NAA 低于HGG 患者的原因考慮為HGG 多伴一定程度的囊變及壞死，NAA 降低或者缺失明顯，引起Cho/NAA 顯著上升[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，多體素MRS 成像中不均勻場強(qiáng)可導(dǎo)致測量誤差，對HGG、PCNSL的鑒別診斷方面的作用有限[11]。

另有研究報(bào)道[12]，水?dāng)U散速率對腫瘤疾病的診斷有較高的參考價值。ADC 值能夠反映水分子彌散能力，其值越小，提示水?dāng)U散受限程度越明顯。林月等[13]研究發(fā)現(xiàn)，顱內(nèi)腫瘤病灶中腫瘤細(xì)胞的增殖較活躍，腫瘤浸潤生長、核漿比例增加可致細(xì)胞外空間分?jǐn)?shù)降低，使組織中水?dāng)U散受限，導(dǎo)致腫瘤病灶中ADC 值下降。本研究中，HGG 及PCNSL 患者腫瘤組織ADC 值均低于正常腦實(shí)質(zhì)，證實(shí)腫瘤組織中水?dāng)U散受限的特性。 且HGG 患者腫瘤組織ADC 值又明顯高于PCNSL 患者，考慮與HGG 的高度血管增生特性引起腫瘤發(fā)生囊壁、壞死，降低水?dāng)U散受限程度，導(dǎo)致ADC值高于PCNSL。另外PCNSL 的細(xì)胞緊密排列，核漿比例上升，減少細(xì)胞外基質(zhì)含量，使水分子擴(kuò)散受到限制，降低ADC值。

但1H-MRS 及ADC 的成像原理不同，兩者在顱內(nèi)腫瘤診斷和鑒別中各有優(yōu)勢和不足。1H-MRS的數(shù)據(jù)采集和信號量化分析難度大，容易受到技術(shù)方面的影響。ADC的準(zhǔn)確性可受到腫瘤病灶出血、鈣化和纖維化的影響。本研究進(jìn)行ROC 分析顯示，1H-MRS 各代謝物參數(shù)及ADC 值對HGG、PCNSL 鑒別診斷的ROC曲線面積均大于0.5，提示1H-MRS及ADC對兩者均有鑒別診斷作用，1H-MRS及ADC聯(lián)合可增加ROC曲線面積，更有利于HGG 及PCNSL 的鑒別診斷。相關(guān)研究報(bào)道，1H-MRS、ADC 在腫瘤放化療效果、隨訪中有重要作用[14-15]。本研究觀察時間較短，有關(guān)1H-MRS、ADC 在HGG、PCNSL 治療及預(yù)后中的效果有待進(jìn)一步觀察。

綜上所述，1H-MRS 的NAA/Cr、Cho/Cr、Cho/NAA及ADC 值在HGG 及PCNSL 鑒別診斷中均有重要價值，能夠指導(dǎo)臨床治療。