磁共振波譜分析在腦膠質(zhì)瘤分級中的應用價值

譚衛(wèi)鋒 孟志霞 張 亮

1)河南駐馬店市第一人民醫(yī)院放射科磁共振室 駐馬店 463000 2)河南駐馬店市中心醫(yī)院放射科 駐馬店 463000

磁共振波譜分析在腦膠質(zhì)瘤分級中的應用價值

譚衛(wèi)鋒1)孟志霞1)張 亮2)

1)河南駐馬店市第一人民醫(yī)院放射科磁共振室 駐馬店 463000 2)河南駐馬店市中心醫(yī)院放射科 駐馬店 463000

目的 分析氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)分析在腦膠質(zhì)瘤分級中的應用價值。方法 回顧性分析我院2013-01—2016-06收治的經(jīng)術后病理或活組織病理檢查確診的36例腦膠質(zhì)瘤患者的臨床資料，均行常規(guī)磁共振(MRI)及1H-MRS檢查，依據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)2007年分級方法分為低級別膠質(zhì)瘤組(n=15)和高級別膠質(zhì)瘤組(n=21)，對比分析2組腫瘤占位核心實質(zhì)區(qū)、瘤周區(qū)域及對側鏡像區(qū)膽堿復合物(Cho)、N-乙酰-L-天門冬氨酸復(NAA)、肌酐(Cr)脂質(zhì)(Lip)、乳酸(Lac)。結果 所有患者腫瘤占位核心實質(zhì)的Cho/Cr比值均較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)。高級別膠質(zhì)瘤NAA/Cho比值低于低級別膠質(zhì)瘤，而Cho/Cr高于低級別膠質(zhì)瘤(P<0.05)。高級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域Cho/Cr比值較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)；低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域Cho/Cr比值較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)。高級別膠質(zhì)瘤組20例出現(xiàn)Lac峰，14例出現(xiàn)Lip；低級別膠質(zhì)瘤組6例出現(xiàn)Lac峰，1例出現(xiàn)Lip峰。Cho/Cr比值與病理級別呈正相關(r=0.812，P<0.05)，而NAA/Cho比值與病理級別呈負相關(r=-0.634，P<0.001)，NAA/Cr與病理級別無明顯相關性(r=-0.060，t=0.241)。結論 氫質(zhì)子磁共振波普能夠有效顯示腦膠質(zhì)瘤患者腫瘤周圍水腫區(qū)及腫瘤實質(zhì)區(qū)的代謝變化情況，可為膠質(zhì)瘤臨床術前分級提供客觀依據(jù)，提高診斷的準確性。

腦膠質(zhì)瘤；氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)；磁共振(MRI)

腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)腫瘤，好發(fā)于顳葉，呈現(xiàn)出浸潤生長的特點，且多沿白質(zhì)纖維束呈浸潤性生長，不受大腦功能區(qū)的限制，流行病研究顯示，其發(fā)病率占顱內(nèi)腫瘤的40%～50%[1]。目前，腦腫瘤的診斷與鑒別主要依靠MRI常規(guī)及功能成像(DWI、DTI、PWI等)，但常規(guī)MRI僅是形態(tài)學成像，無法提供腫瘤的代謝信息[2]。MRI更是難以鑒別診斷多發(fā)腦膠質(zhì)瘤、單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤及腫瘤位于腦灰白質(zhì)交界區(qū)、腦表面縱裂池旁、外側裂池旁者。因此，通過分子水平的檢測能夠更客觀地對膠質(zhì)瘤進行分類和分級，為確定治療方案和評估預后提供巨大幫助[3]。

腦膠質(zhì)瘤由于正常神經(jīng)細胞減少，膠質(zhì)細胞增生，其氫質(zhì)子磁共振波譜(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)典型表現(xiàn)為膽堿復合物(Cho)峰明顯升高，N-乙酰-L-天門冬氨酸復(NAA)峰顯著下降，肌酐(Cr)峰輕度下降或無明顯變化，并可出現(xiàn)乳酸(Lac)峰和脂質(zhì)(Lip)峰；而放射性腦壞死表現(xiàn)為Cho、NAA、Cr峰均較低，可出現(xiàn)Lip峰，而無Lac峰。因此，1H-MRS除可用于腦膠質(zhì)瘤的分級，特別是MRS中Cho/Cr比值對腦膠質(zhì)瘤級別的反映更穩(wěn)定，還可用于鑒別膠質(zhì)瘤復發(fā)與放射性腦壞死[4]。另外，通過對NAA/Cr值的分析，術前可以更好明確腫瘤的邊界，提高腫瘤手術切除的完整性。

1 資料與方法

1．1 一般資料 選取我院2013-01—2016-06收治的經(jīng)術后病理或活組織病理檢查確診的36例腦膠質(zhì)瘤患者為研究對象，男20例，女16例；年齡8～60(39.6±6.4)歲。納入標準：(1)檢查前均未進行放化療；(2)無磁共振檢查禁忌證，能接受1H-MRS檢查；(3)無腦外傷和(或)腦手術史；(4)均為實體性膠質(zhì)瘤，無囊性病變，無精神疾病、嚴重軀干疾病史；(5)所有患者或家屬均知情同意。依據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)2007年分級方法分為低級別膠質(zhì)瘤組(n=15)和高級別膠質(zhì)瘤組(n=21)。高級別膠質(zhì)瘤組男13例，女9例，年齡(38.4±5.6)歲；低級別膠質(zhì)瘤組男8例，女7例，年齡(408.4±7.6)歲。2組性別、年齡等比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。1．2 檢查方法 應用美國通用電子(GE)公司生產(chǎn)的GESigna 1.5T高場強磁共振掃描儀，所有患者行頭顱MRI常規(guī)及1H-MRS檢查。先行軸位、矢狀位平掃，T1WI：TR/TE：500 ms/8.4 ms，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm；T2WI：TR/TE：4 000 ms/90 ms，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm。平掃完成后行多體素1H-MRS檢查，根據(jù)T2WI上的腫瘤信號特征選定興趣區(qū)(region of interest，ROI)，包括腫瘤占位核心實質(zhì)、瘤周區(qū)及對側鏡像區(qū)正常組織，盡量避開壞死、囊變區(qū)及鄰近腦脊液、顱骨、皮下脂肪等。采用點波譜分析法，TR/TE：250 ms/2.8 ms，F(xiàn)OV 120 mm×120 mm，經(jīng)勻場、基線矯正、水抑制后采用MR自帶軟件進行波譜分析并計算膽堿復合物(Cho)、N-乙酰-L-天門冬氨酸復(NAA)、肌酐(Cr)、脂質(zhì)(Lip)、乳酸(Lac)的峰下面積。

2 結果

2．1 膠質(zhì)瘤腫瘤占位核心實質(zhì)區(qū)與對側鏡像區(qū)對比 所有患者均成功完成掃描，得到的波譜圖基線平穩(wěn)，各代謝物譜線清晰。腫瘤占位核心實質(zhì)區(qū)的MRS譜線與對側鏡像區(qū)明顯不同，主要表現(xiàn)在NAA波峰明顯下降，波峰下面積明顯減小，而Cho波峰升高，波峰下面積增大。具體表現(xiàn)：腫瘤占位核心實質(zhì)區(qū)的Cho/Cr比值高于對側鏡像區(qū)，而NAA/Cho及NAA/Cr低于對側鏡像區(qū)(P<0.05)。見表1。

表1 腫瘤占位核心實質(zhì)區(qū)與對側鏡像區(qū)各物質(zhì)比值比較

2．2 低級別膠質(zhì)瘤與高級別膠質(zhì)瘤對比 低級別膠質(zhì)瘤與高級別膠質(zhì)瘤MRS譜線都出現(xiàn)NAA波峰及波峰下面積減少，但低級別膠質(zhì)瘤 NAA峰只有輕中度降低，Cho峰輕微升高；高級別膠質(zhì)瘤NAA波峰及波峰下面積減少更明顯，Cho波峰及波峰下面積升高得較為明顯。具體表現(xiàn)：高級別膠質(zhì)瘤NAA/Cho比值低于低級別膠質(zhì)瘤，而Cho/Cr高于低級別膠質(zhì)瘤(P<0.05)。見表2。高級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域Cho/Cr比值較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)；低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域Cho/Cr比值較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)。見表3～4。高級別膠質(zhì)瘤組20例出現(xiàn)Lac峰，14例出現(xiàn)Lip；低級別膠質(zhì)瘤組6例出現(xiàn)Lac峰，1例出現(xiàn)Lip峰。

表2 低級別膠質(zhì)瘤與高級別膠質(zhì)瘤各物質(zhì)比值比較±s)

表3 高級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域與對側鏡像區(qū)各物質(zhì)比值比較

表4 低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域與對側鏡像區(qū)各物質(zhì)比值比較

2．3 膠質(zhì)瘤核心實質(zhì)區(qū)的各物質(zhì)比值與病理級別的相關性分析 Spearman相關分析結果顯示，Cho/Cr比值與病理級別呈正相關(r=0.812，P<0.05)，NAA/Cho比值與病理級別呈負相關(r=-0.634，P<0.001)，而NAA/Cr與病理級別無明顯相關性(r=-0.060，t=0.241)。

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的腫瘤，起源于神經(jīng)上皮細胞，以星形細胞瘤最多，其次是少枝膠質(zhì)細胞瘤和膠質(zhì)細胞瘤，主要特征為彌漫性神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤樣增生。腦膠質(zhì)瘤大多數(shù)是一種低級別惡性腫瘤，早期診斷和治療對預后具有重要作用。隨著成像技術的發(fā)展，磁共振成像已向功能成像和分子成像方面轉(zhuǎn)變。氫質(zhì)子磁共振波譜成像(1H-MRS)是目前唯一一種可在活體內(nèi)對組織及器官代謝、生化和化合物進行定量分析的無損傷的檢查方式，是在磁共振成像基礎上的一種功能分析診斷方法，能夠提供活體組織代謝物的絕對或相對濃度、生化及代謝情況等，可通過小分子化合物受磁場作用產(chǎn)生的化學位移值測定其濃度，從而觀察腫瘤的生物學特性及病理特征。一情況下，常規(guī)MRI顯示瘤周區(qū)的形態(tài)未發(fā)生顯著變化，但形態(tài)學檢查已發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞浸潤到腫瘤邊緣相對正常的腦組織內(nèi)。放射性腦壞死和復發(fā)等可引起神經(jīng)元缺失及細胞膜崩解，因此，1H-MRS結合MRI可更準確地判斷病變部位是術后改變、腫瘤復發(fā)還是放療后腦損傷。由于瘤周水腫區(qū)的存在使得腫瘤的邊界更加難以確定，如能術前通過影像學參數(shù)將腫瘤侵襲范圍與正常腦組織區(qū)別開來，明確膠質(zhì)瘤分級、確定腫瘤邊界，從而采取針對性、差異化的治療措施，可顯著提高患者的術后生存期[5]。

膽堿(Cho)是細胞膜磷脂代謝的一種中間代謝產(chǎn)物，Cho參與細胞膜的構成，能夠反映細胞代謝、髓鞘形成、膠質(zhì)增生及細胞膜轉(zhuǎn)運情況，由于腫瘤細胞增殖旺盛，細胞代謝加快，細胞膜及細胞器的崩解可釋放游離的膽堿，導致1H-MRS表現(xiàn)為Cho峰升高；同時，腫瘤浸潤正常腦組織可導致細胞膜合成加速，導致Cho波峰升高。正常腦組織波譜中N-乙酰天冬氨酸(NAA)峰應為最高峰，峰高降低表示神經(jīng)元受損，其多少與神經(jīng)元及軸突數(shù)量有關，所以，腫瘤細胞呈浸潤性生長，神經(jīng)細胞遭到破壞，故其NAA峰降低，無論是復發(fā)還是放射性腦損傷，神經(jīng)元受到損傷NAA都會下降，是神經(jīng)元細胞破壞在 MRS譜線上的客觀反映。Cr在腦組織中的濃度和其波峰在譜線中位置都較恒定，在能量減退時增加，能量增加時減低，所以，Cr能夠反映能量的代謝情況，常用來作為對照值得到其他代謝物的相對濃度。乳酸(Lac)是無氧代謝糖酵解的產(chǎn)物，正常腦組織中測不到，其出現(xiàn)表明細胞不能有效進行有氧呼吸，在1H-MRS譜線中為雙峰，高級別膠質(zhì)瘤常見。脂質(zhì)(Lip)為細胞膜內(nèi)的游離脂肪，其出現(xiàn)主要顯示組織已壞死，Lip峰也常見于高級別膠質(zhì)瘤。Cho、NAA、Cr、Lac、Lip在不同類別顱內(nèi)腫瘤、不同級別腦膠質(zhì)瘤及不同部位之間的相對濃度變化呈現(xiàn)特異性，因此，對其進行檢測可用于膠質(zhì)瘤的鑒別診斷、確定腫瘤侵潤邊界、術前病理分級、輔助制定放化療方案和監(jiān)測預后等[6]。腫瘤實質(zhì)部分Cho/NAA最大值代表了腫瘤代謝最旺盛的區(qū)域，因此，MRS檢查克服了組織活檢取材時未取到腫瘤塊惡性度最大部分的缺點，也更能吻合病理組織學的多點取樣方法。

本研究結果顯示，膠質(zhì)瘤患者的腫瘤占位核心實質(zhì)Cho/Cr比值較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)。高級別膠質(zhì)瘤NAA/Cho比值低于低級別膠質(zhì)瘤，而Cho/Cr高于低級別膠質(zhì)瘤(P<0.05)。高、低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域Cho/Cr比值均較對側鏡像區(qū)升高，NAA/Cho比值均較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)，且低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)域NAA/Cr比值也較對側鏡像區(qū)降低(P<0.05)。高級別膠質(zhì)瘤患者易出現(xiàn)Lac峰和Lip峰；低級別膠質(zhì)瘤出現(xiàn)Lac峰和Lip峰較少。表明氫質(zhì)子磁共振波普能夠有效顯示腦膠質(zhì)瘤患者腫瘤周圍水腫區(qū)及腫瘤實質(zhì)區(qū)的代謝變化情況。另外，Cho/Cr比值與病理級別呈正相關，NAA/Cho比值與病理級別呈負相關，表明MRS檢查可無創(chuàng)性地為膠質(zhì)瘤臨床術前分級提供客觀依據(jù)，提高診斷的準確性。

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(收稿2016-11-10)

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1673-5110(2017)11-0060-03