磁共振氢质子波谱分析对软组织良恶性肿瘤的诊断价值

                   作者：卢超　周旭峰　刘晓萍　张丽雅　高志翔

【摘要】 目的 探讨磁共振氢质子波谱(1HMRS)对软组织良恶性肿瘤的诊断价值。方法 对10例正常软组织、5例软组织良性肿瘤、10例软组织恶性肿瘤进行1HMRS检查，并采用单体素激励回波序列(SVS-STEAM)。结果 软组织良、恶性肿瘤和正常软组织的1HMRS波谱明显不同，恶性肿瘤的胆碱(Cho)含量明显升高。结论 1HMRS可以在软组织恶性肿瘤中检测到明显升高的胆碱，可以为临床对软组织良、恶性肿瘤的诊断及鉴别诊断提供重要依据。
　　【关键词】软组织 肿瘤 磁共振氢质子波谱分析
　　
　　磁共振成像已经广泛应用于软组织良恶性肿瘤的诊断及鉴别诊断，普通磁共振成像是从形态学上予以诊断，磁共振波谱(MRS)是研究活体组织生化信息及代谢功能状态的无创技术之一，软组织肿瘤波谱研究过去主要集中在31P MRS，近年来国外极少数学者将1H MRS应用于骨与软组织肿瘤的研究，我们的研究旨在探讨1HMRS研究软组织肿瘤的波谱特点
　　及是否可用于良恶性肿瘤的鉴别。
　　
　　1 资料与方法
　　
　　1.1 研究对象 正常组：健康志愿者10例，男7例，女3例，年龄18~30岁，平均24岁。疾病组：四肢软组织肿瘤患者15例，年龄15~50岁，平均3l岁。包括良性病变5例(纤维瘤2例，脂肪瘤1例，血管瘤2例)，及恶性病变10例(脂肪肉瘤2例，纤维肉瘤3例，滑膜肉瘤3例，横纹肌肉瘤2例)。所有病例波谱测量前均未经任何，波谱测量后经手术病理或穿刺病理证实。
　　1.2 仪器及扫描参数 使用TOSmBA 1.5T MRI扫描仪，膝关节表面线圈。在进行MRS采集之前，需行一个正轴位的FSE T²WI，层厚5mm，无间隔，作为MRS的定位像，MRS扫描采用1HMRS的单体素激励回波序列：TR2000ms，TE35ms，矩阵1×1024，采集次数8次，采集时间256s，波谱采集的兴趣容积(VOI)使用2cm³，VOI选择尽量避开出血、坏死及钙化骨化区，选取信号均匀的病变实质区^［1］。波谱采集前进行严格的水抑制及匀场(半高宽FWHM<8)。所得的原始数据在工作站进行后处理，同时获得化学位移图和波谱。观测的主要代谢物有胆碱(Cho,3.22ppm)、肌酸(Cr,3.03ppm)、脂质(Lip，1.2、1.5ppm)。
　　
　　2 结果
　　
　　正常皮下脂肪的波谱在1.2ppm及1.5ppm左右出现1或2个特高峰，这完全符合脂质的峰值范围(0.8，1.2，1.5，6.0ppm)。我们测得5例皮下脂肪出现类似波形，所以将1.2~1.5ppm之间的峰定为脂肪峰。正常四肢肌肉(2例肱二头肌、3例股四头肌)出现Cho、Cr及Lip峰，Cho及Cr峰较Lip峰明显偏低。 5例软组织良性肿瘤可发现低峰的Cho及Cr峰，10例恶性肿瘤8例出现高峰的Cho峰，同时出现低峰的Lip峰，2例脂肪肉瘤无Cho峰，只有Lip峰。

　　3 讨论
　　
　　MRS是目前唯一表现活体组织生化信息及代谢状态的无创技术^［2］，它与MRI基本原理相似，主要区别在于MRI抑制了化学位移作用，而MRS则利用化学位移的微小变化采集信息，并通过放大增益经傅立叶变换将其转换为MR波谱。不同化合物的化学位移不同，产生的信号强度也不同，因而MRS可对特定化合物进行分析。由于化学位移的变化非常微小，所以磁场的不均匀或受检者的运动造成的伪影，可使波谱质量明显降低。因此，受检者严格的制动及非常均匀的磁场是获得良好波谱的重要前提。
　　骨与软组织肿瘤的波谱分析多为31P，由于31PMRS在检测代谢产物时敏感性相对较低，需要的VOI较大，最小为8cm³，且测量时需要特殊的线圈和信号处理系统，故限制了其使用。1HMRS研究目前主要集中在颅脑、前列腺等^［3-4］，由于1H在活体组织内丰度最高，且具有较高的磁敏感性，仅需1.5TMR扫描仪和常规表面线圈即可获得1HMRS，允许的最小VOI为1 cm³，故其临床应用前景广阔。
　　本研究采用1HMRS研究软组织良、恶性肿瘤的诊断。据我们所知，国外关于软组织肿瘤的1HMRS研究的很少，仅近年来有零星的报导^［5］。我们测得的5例皮下脂肪的1H MRS均为1.2ppm及1.5ppm处出现单一或双特高峰，无胆碱(Cho)峰。而国内外研究表面脂质的波峰应位于0.8、1.2、1.5、6.0ppm，而本研究在波谱测量前进行了严格的水抑制，所以我们的研究中单峰或双峰与国内外研究是一致的。正常肌肉1HMRS除测得偏低的Cho、Cr峰外，在1.5ppm处测得高的Lip峰，这与肌肉含有较高的细胞内外脂肪有关。良、恶性软组织肿瘤的1HMRS也有明显差别，恶性肿瘤出现高的Cho峰，良性肿瘤无或只有较低的Cho峰。软组织恶性肿瘤1HMRS波形与周围正常肌肉组织有明显差异，恶性肿瘤出现高Cho峰，而Lip峰明显降低。MRS中胆碱(Cho)峰在3.22ppm处，它包括磷酸胆碱、磷酸甘油胆碱和磷脂酰胆碱。Cho是细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成和降解，其含量反映细胞膜转运功能，而组织中作为活性代谢物的游离Cho含量很低。恶性肿瘤的Cho含量升高，是由于肿瘤细胞膜的转运和细胞增殖增加所致。本研究中软组织恶性肿瘤Cho明显高于良性肿瘤，这与恶性肿瘤细胞分裂增殖旺盛的组织病特性相吻合。
　　总之，1HMRS可以用于软组织良、恶性肿瘤的研究，而Cho升高是诊断软组织恶性肿瘤的重要指标，对确诊及指导手术有重要作用。随着波谱技术的不断和完善，1HMRS在软组织良、恶性肿瘤的诊断中将得到广泛的应用。
　　
　　文献
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　　2 Castillo M，Kwock L，Mukherji SK．Clinical applicationsof proton MR spectroscopy．AJNR［J］.1996，17：1
　　3 周良平，王宵英，李飞宇，等．正常成年男性前列腺MRS的研究解剖区域和年龄的影响.实用放射学杂志［J］.2005，21(7)：731-735
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　　5 Sharma U，Atri S，Sharma MC，et a1．Skeletal muscle metabo-lism in Duchenne muscular dystrophy(DMD)：an in-vitro proton NMR spectroscopy study．Magn Reson Imaglng［J］.2003，21：145