MR波譜對腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)的鑒別診斷價值

劉 嵐 徐仁根 王索宇 周雪春 孫 美 周鋒江

腦膠質(zhì)瘤是1種最常見的腦腫瘤，約占原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤的50%，磁共振(MRI)檢查是評估腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后療效的主要手段。腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后在臨床隨訪中可能出現(xiàn)3種情況:一是術(shù)后放療后正常改變，二是術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)，三是放療后正常組織出現(xiàn)放射性腦壞死。上述第一種情況常規(guī)MRI平掃及增強掃描就可以診斷，術(shù)區(qū)可出現(xiàn)囊腔或腦膠質(zhì)增生，沒有強化病灶;而后2種情況在MRI增強掃描中表現(xiàn)極其相似，均可表現(xiàn)為逐漸增大的不規(guī)則強化團塊、病灶周圍合并水腫及占位效應(yīng)，難以有效鑒別，診斷偏差導(dǎo)致的治療錯誤將會給患者帶來嚴重后果。

磁共振波譜(magnetic lyesonance spectroscopy，MRS)是目前唯一能夠檢測活體組織器官代謝產(chǎn)物的無創(chuàng)技術(shù)，它實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像從傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)向分子影像學(xué)的飛躍，可以提供腦的代謝信息。我們旨在通過MRS對腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)與放射性腦壞死進行對比研究，探討MRS的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2008年～2012年腦腫瘤切除術(shù)后在我院行放射治療(照射劑量50～60 Gy)的50例患者，病理診斷為Ⅱ～Ⅳ級膠質(zhì)瘤，其中男性28例，女性22例，年齡25～68歲，平均年齡48.5歲。所有患者滿足下列條件:①放療結(jié)束時影像學(xué)檢查未見腫塊(提示為術(shù)后放療后改變);②放療6個月后出現(xiàn)臨床癥狀，常規(guī)MRI檢查結(jié)果顯示術(shù)區(qū)強化團塊，無法區(qū)分屬于腫瘤復(fù)發(fā)還是放射性腦壞死。

本組50例患者24例經(jīng)再次手術(shù)組織學(xué)檢查確診，其中腫瘤復(fù)發(fā)18例，放射性腦壞死6例;26例經(jīng)臨床觀察結(jié)合MR隨訪復(fù)查確診，其中復(fù)發(fā)5例，放射性腦壞死21例。隨訪時間10～35個月。根據(jù)病理及隨訪結(jié)果將50例患者分為兩組，即腫瘤復(fù)發(fā)組(recurrent tumor，RT)和放射性腦壞死組(radiation-induced brain necrosis，RN)。

1.2 病理診斷標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 腫瘤復(fù)發(fā)診斷符合以下兩者之一 二次手術(shù)或活檢組織學(xué)檢查可見活性的膠質(zhì)細胞;隨訪期間臨床癥狀逐漸加重，強化病灶逐漸增大。

1.2.2 放射性腦壞死診斷符合以下兩者之一 二次手術(shù)或活檢組織學(xué)檢查未見活性的膠質(zhì)細胞;隨訪期間臨床癥狀穩(wěn)定或好轉(zhuǎn)，強化病灶無變化或逐漸縮小。

1.3 檢查方法

1.3.1 儀器及常規(guī)掃描方法 MRI使用 GE Singa EXCITE 1.5T HD高分辨磁共振檢查儀，頭頸聯(lián)合線圈，SE序列進行 T1WI、T2WI和T2FLAIR序列平掃，增強掃描選用釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)對比劑，用量為0.1 mmol/kg，掃描方向為橫軸位、冠狀位及矢狀位，掃描參數(shù)同平掃T1WI。

1.3.2 MRS數(shù)據(jù)采集 1H-MRS以橫軸位增強掃描圖像為波譜成像定位圖，選擇多體素點解析波譜(point resolved spectros-copy，PRESS)序列采集，選取包含強化腫塊及對側(cè)正常腦組織的大興趣區(qū)，盡量避開顱骨及含氣結(jié)構(gòu)，興趣區(qū)大小根據(jù)病灶范圍設(shè)定，TR=1000 ms，TE=144 ms，激勵次數(shù)1，采集時間 5 分28秒。

1.3.3 圖像后處理及波譜分析 將所有采集數(shù)據(jù)傳輸至ADW 4.3工作站，采用Functool軟件包對原始波譜數(shù)據(jù)進行后處理，多體素MRS在模塊與原始圖像的疊加圖上自動給出分布于整個大興趣區(qū)的所有小體素(約5 mm×5 mm×5 mm)，從中選取在原始圖像上強化最明顯的2～3個小體素，得到它們的代謝產(chǎn)物波譜曲線圖，測量化學(xué)位移分別為2.02 ppm、3.03 ppm、3.22 ppm 處 N-乙酰門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、膽堿(Cho)等物質(zhì)峰下面積值，計算其相對定量濃度和Cho/NAA、Cho/Cr及NAA/Cr比值。同時選擇對側(cè)“正常腦組織”作為對照。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 16.0數(shù)據(jù)分析軟件包進行統(tǒng)計分析，以獨立樣本t檢驗比較兩組代謝物及其 Cho/NAA、Cho/Cr及NAA/Cr比值差異。

2 結(jié)果

腫瘤復(fù)發(fā)組23例患者MRS與對側(cè)“正常腦組織”比較均出現(xiàn)明顯增高的膽堿(Cho)峰，而N-乙酰門冬氨酸(NAA)和肌酸(Cr)峰含量呈不同程度下降，Cho/NAA、Cho/Cr比值增大，NAA/Cr比值減小;而24例放射性腦壞死MRS與對側(cè)“正常腦組織”比較，有23例表現(xiàn)為Cho、NAA和Cr峰明顯降低，1例表現(xiàn)為Cho升高、NAA和Cr峰下降。腫瘤復(fù)發(fā)組Cho/NAA、Cho/Cr比值大于放射性腦壞死組，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P ＜0.01，而 Cho、NAA、Cr含量及 NAA/Cr比值兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，P＞0.05，見表1。

表1 兩組MRS主要代謝物及比值的比較結(jié)果

3 討論

3.1 MRS幾種常見代謝物意義

磁共振波譜(magnetic lyesonance spectroscopy，MRS)與MR傳統(tǒng)成像技術(shù)有較大區(qū)別，可直接提供腦的代謝信息［1］，它以化合物或單質(zhì)的化學(xué)位移頻率分布譜線來表示結(jié)果，可以測定腦內(nèi)多種代謝產(chǎn)物含量。①膽堿(Cho)主要存在于腦膠質(zhì)中，是細胞膜磷脂生物合成的主要成分，它是髓鞘形成、細胞代謝和膠質(zhì)增生的指標(biāo)，反映了細胞膜的轉(zhuǎn)運及組織能量代謝情況;②N-乙酰門冬氨酸(NAA)含量可以反映神經(jīng)元的功能狀況及神經(jīng)元細胞的完整性，NAA濃度的下降代表了神經(jīng)元的缺失或正常神經(jīng)元功能的下降;③肌酸(Cr)包括肌酸、磷酸肌酸及較低水平的-氨基丁酸、賴氨酸及谷胱甘肽，反映的是能量代謝，腦內(nèi)Cr總量較恒定，多作為腦內(nèi)其他代謝產(chǎn)物的參考濃度。

3.2 腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)灶內(nèi)主要代謝物變化情況

腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)病灶內(nèi)以腫瘤細胞聚集為主，細胞膜增殖代謝活躍、有絲分裂增加、神經(jīng)元細胞破壞。本研究中腫瘤復(fù)發(fā)組與對側(cè)“正常腦組織”比較，23例腫塊均符合上述病理變化而出現(xiàn)明顯增高的Cho峰和降低的NAA峰，Cho/NAA、Cho/Cr比值顯著高于正常腦組織。

3.3 腦膠質(zhì)瘤放療后腦壞死灶內(nèi)主要代謝物變化情況

腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后，腦組織壞死的主要病理改變是腦白質(zhì)髓鞘脫失并壞死、細胞膜及髓鞘受到破壞，神經(jīng)元功能受到損害。本研究中24例放射性腦壞死MRS與對側(cè)“正常腦組織”比較，所有病例NAA和Cr峰均顯著下降，提示神經(jīng)元細胞受到破壞;23例Cho峰下降提示細胞膜受到破壞，細胞代謝減低，另外1例Cho升高，我們分析原因是由于細胞對損傷產(chǎn)生修復(fù)和適應(yīng)性反應(yīng)，細胞膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的增殖反應(yīng)，Cho含量呈現(xiàn)短暫一定程度的升高，并在局部產(chǎn)生更多的游離脂質(zhì)，設(shè)想如果隨著病程發(fā)展細胞結(jié)構(gòu)最后將崩解消失，Cho含量也將顯著下降［2］。

3.4 腫瘤復(fù)發(fā)組與放射性腦壞死組MRS代謝物對比

本研究結(jié)果顯示23例腫瘤復(fù)發(fā)灶Cho含量明顯增高，27例放射性腦壞死灶Cho含量以降低為主(僅1例升高)，因此腫瘤復(fù)發(fā)組Cho/NAA及Cho/Cr顯著高于放射性腦壞死組，此結(jié)果與大多數(shù)文獻報道的一致［3］;Cho、NAA、Cr含量在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與以往多數(shù)研究認為腦組織MRS各種代謝物含量并沒有公認的標(biāo)準(zhǔn)值，測量單一像素中物質(zhì)含量的絕對值沒有實際意義的結(jié)果相符。因此我們認為Cho/NAA及Cho/Cr比值能夠綜合評價膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)與放射性腦壞死內(nèi)發(fā)生的病理改變，比單獨分析Cho、NAA和Cr的含量更有價值和說服力。需指出的是本研究結(jié)果顯示NAA/Cr比值在腫瘤復(fù)發(fā)組與放射性腦壞死組間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異，與既往Zeng等［4］應(yīng)用3D多體素MRS研究認為腫瘤復(fù)發(fā)組NAA/Cr值顯著低于放射性腦壞死的結(jié)論不同，我們認為這可能與本研究的樣本量較小及原發(fā)腫瘤的組織學(xué)分級存在多樣性等因素有關(guān)。有學(xué)者認為復(fù)發(fā)腫瘤的病理改變與原發(fā)腫瘤相似，甚至較原發(fā)腫瘤惡性程度更高［5］，而腫瘤惡性程度越高，正常神經(jīng)元破壞越多，NAA含量減低越顯著，所以原發(fā)腫瘤組織學(xué)分級不同可能導(dǎo)致NAA降低程度不同，本組NAA/Cr比值在腫瘤復(fù)發(fā)組與放射性腦壞死組間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異可能與此有一定關(guān)系。另外，檢查設(shè)備、掃描方法及體素大小等因素也會在一定程度上影響檢查結(jié)果，因此規(guī)范掃描方法、強調(diào)興趣區(qū)的選擇和小體素塊的應(yīng)用是進一步提高MRS應(yīng)用價值的關(guān)鍵。

總之，腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)與放射性腦壞死在MRS上主要代謝物的含量各有特點，其中Cho/NAA、Cho/Cr指標(biāo)對鑒別診斷具有重要價值，可為臨床對患者制定合理治療方案提供客觀依據(jù)。

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［5］McGirt MJ，Woodworth GF，Coon AL，et al.Independent predictors of morbidity after image-guided stereotactic brain biopsy:a risk assessment of 270 cases〔J〕.J Neurosurg，2005，102(5):897.