磁共振波譜分析在腦膠質瘤分級中的應用價值

譚衛鋒 孟志霞 張 亮

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

磁共振波譜分析在腦膠質瘤分級中的應用價值

譚衛鋒1)孟志霞1)張 亮2)

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

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

腦膠質瘤；氫質子磁共振波譜(1H-MRS)；磁共振(MRI)

腦膠質瘤是中樞神經系統最常見的原發腫瘤，好發于顳葉，呈現出浸潤生長的特點，且多沿白質纖維束呈浸潤性生長，不受大腦功能區的限制，流行病研究顯示，其發病率占顱內腫瘤的40%～50%[1]。目前，腦腫瘤的診斷與鑒別主要依靠MRI常規及功能成像(DWI、DTI、PWI等)，但常規MRI僅是形態學成像，無法提供腫瘤的代謝信息[2]。MRI更是難以鑒別診斷多發腦膠質瘤、單發轉移瘤及腫瘤位于腦灰白質交界區、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]。

腦膠質瘤由于正常神經細胞減少，膠質細胞增生，其氫質子磁共振波譜(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)典型表現為膽堿復合物(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，并可出現乳酸(Lac)峰和脂質(Lip)峰；而放射性腦壞死表現為Cho、NAA、Cr峰均較低，可出現Lip峰，而無Lac峰。因此，1H-MRS除可用于腦膠質瘤的分級，特別是MRS中Cho/Cr比值對腦膠質瘤級別的反映更穩定，還可用于鑒別膠質瘤復發與放射性腦壞死[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收治的經術后病理或活組織病理檢查確診的36例腦膠質瘤患者為研究對象，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。依據世界衛生組織(WHO)2007年分級方法分為低級別膠質瘤組(n=15)和高級別膠質瘤組(n=21)。高級別膠質瘤組男13例，女9例，年齡(38.4±5.6)歲；低級別膠質瘤組男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)公司生產的GESigna 1.5T高場強磁共振掃描儀，所有患者行頭顱MRI常規及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，FOV 240 mm×240 mm；T2WI：TR/TE：4 000 ms/90 ms，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm，FOV 240 mm×240 mm。平掃完成后行多體素1H-MRS檢查，根據T2WI上的腫瘤信號特征選定興趣區(region of interest，ROI)，包括腫瘤占位核心實質、瘤周區及對側鏡像區正常組織，盡量避開壞死、囊變區及鄰近腦脊液、顱骨、皮下脂肪等。采用點波譜分析法，TR/TE：250 ms/2.8 ms，FOV 120 mm×120 mm，經勻場、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(Lip)、乳酸(Lac)的峰下面積。

2 結果

2．1 膠質瘤腫瘤占位核心實質區與對側鏡像區對比 所有患者均成功完成掃描，得到的波譜圖基線平穩，各代謝物譜線清晰。腫瘤占位核心實質區的MRS譜線與對側鏡像區明顯不同，主要表現在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：腫瘤占位核心實質區的Cho/Cr比值高于對側鏡像區，而NAA/Cho及NAA/Cr低于對側鏡像區(P<0.05)。見表1。

表1 腫瘤占位核心實質區與對側鏡像區各物質比值比較

2．2 低級別膠質瘤與高級別膠質瘤對比 低級別膠質瘤與高級別膠質瘤MRS譜線都出現NAA波峰及波峰下面積減少，但低級別膠質瘤 NAA峰只有輕中度降低，Cho峰輕微升高；高級別膠質瘤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：高級別膠質瘤NAA/Cho比值低于低級別膠質瘤，而Cho/Cr高于低級別膠質瘤(P<0.05)。見表2。高級別膠質瘤瘤周區域Cho/Cr比值較對側鏡像區升高，NAA/Cho比值較對側鏡像區降低(P<0.05)；低級別膠質瘤瘤周區域Cho/Cr比值較對側鏡像區升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區降低(P<0.05)。見表3～4。高級別膠質瘤組20例出現Lac峰，14例出現Lip；低級別膠質瘤組6例出現Lac峰，1例出現Lip峰。

表2 低級別膠質瘤與高級別膠質瘤各物質比值比較±s)

表3 高級別膠質瘤瘤周區域與對側鏡像區各物質比值比較

表4 低級別膠質瘤瘤周區域與對側鏡像區各物質比值比較

2．3 膠質瘤核心實質區的各物質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

腦膠質瘤是中樞神經系統最常見的腫瘤，起源于神經上皮細胞，以星形細胞瘤最多，其次是少枝膠質細胞瘤和膠質細胞瘤，主要特征為彌漫性神經膠質細胞瘤樣增生。腦膠質瘤大多數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。隨著成像技術的發展，磁共振成像已向功能成像和分子成像方面轉變。氫質子磁共振波譜成像(1H-MRS)是目前唯一一種可在活體內對組織及器官代謝、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MRI顯示瘤周區的形態未發生顯著變化，但形態學檢查已發現腫瘤細胞浸潤到腫瘤邊緣相對正常的腦組織內。放射性腦壞死和復發等可引起神經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、腫瘤復發還是放療后腦損傷。由于瘤周水腫區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將腫瘤侵襲范圍與正常腦組織區別開來，明確膠質瘤分級、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物，Cho參與細胞膜的構成，能夠反映細胞代謝、髓鞘形成、膠質增生及細胞膜轉運情況，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，峰高降低表示神經元受損，其多少與神經元及軸突數量有關，所以，腫瘤細胞呈浸潤性生長，神經細胞遭到破壞，故其NAA峰降低，無論是復發還是放射性腦損傷，神經元受到損傷NAA都會下降，是神經元細胞破壞在 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物，正常腦組織中測不到，其出現表明細胞不能有效進行有氧呼吸，在1H-MRS譜線中為雙峰，高級別膠質瘤常見。脂質(Lip)為細胞膜內的游離脂肪，其出現主要顯示組織已壞死，Lip峰也常見于高級別膠質瘤。Cho、NAA、Cr、Lac、Lip在不同類別顱內腫瘤、不同級別腦膠質瘤及不同部位之間的相對濃度變化呈現特異性，因此，對其進行檢測可用于膠質瘤的鑒別診斷、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測預后等[6]。腫瘤實質部分Cho/NAA最大值代表了腫瘤代謝最旺盛的區域，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，膠質瘤患者的腫瘤占位核心實質Cho/Cr比值較對側鏡像區升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值較對側鏡像區降低(P<0.05)。高級別膠質瘤NAA/Cho比值低于低級別膠質瘤，而Cho/Cr高于低級別膠質瘤(P<0.05)。高、低級別膠質瘤瘤周區域Cho/Cr比值均較對側鏡像區升高，NAA/Cho比值均較對側鏡像區降低(P<0.05)，且低級別膠質瘤瘤周區域NAA/Cr比值也較對側鏡像區降低(P<0.05)。高級別膠質瘤患者易出現Lac峰和Lip峰；低級別膠質瘤出現Lac峰和Lip峰較少。表明氫質子磁共振波普能夠有效顯示腦膠質瘤患者腫瘤周圍水腫區及腫瘤實質區的代謝變化情況。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檢查可無創性地為膠質瘤臨床術前分級提供客觀依據，提高診斷的準確性。

[1] Ostrom QT，Gittleman H，Farah P，et al．CBTRUS statistical report：Primary brain and central nervous system tuners diagnosed in the United States in 2006—2010[J]．Neuro Oncol，2013，15(Suppl 2)：iil-ii56．

[2] 王金梅，張敏，陸志前，等．1H-MRS在顱腦常見腫瘤診斷與鑒別診斷中的價值[J]．皖南醫學院學報，2016， 35(2)：167-170．

[3] 周炯，李桂萍，王愛，等．顱腦手術部位感染率及危險因素前瞻性研究[J]．中華神經外科雜志，2007，23(10)：758-760．[4] 董海波，戴嘉中，蔡佩武，等．1H磁共振波譜在膠質瘤放療后復發和放射性腦壞死鑒別中的初步應用[J]．中華放射學雜志，2011，35(6)：439-441．

[5] 陳廣禮，王東林．大腦膠質瘤病的MRI、MRS的臨床診斷價值[J]．中國CT和MRI雜志，2010，8(3)：74-76．

[6] 郭俊，黃峰平．磁共振波譜在膠質瘤診治中的應用[J]．中華神經外科雜志，2012，28(5)：532-534．

(收稿2016-11-10)

R445.2

A

1673-5110(2017)11-0060-03