1H-MRS在高级别脑胶质瘤与脑转移瘤鉴别诊断中的应用
作者:王雁冰 徐锐 张通
【摘要】 目的 探讨T 1H-MRS在高级别脑胶质瘤与脑转移瘤中诊断及鉴别诊断的价值。方法 选取经手术病理或临床确诊的30例高级别脑胶质瘤与脑转移瘤患者。采用美国GE公司Signa EXCITE HD 3.0T 超导型MR扫描仪对所有患者行颅脑常规MRl扫描和二维多体素144 ms序列扫描。采用Functool软件包后处理,分别测定瘤体区、瘤周区及健侧相应区域的胆碱/肌酸(Cho/Cr)、胆碱/氮-乙酞天门冬氨酸(Cho/NAA)、氮-乙酞天门冬氨酸/肌酸(NAA/Cr)比值的变化,并对结果利用SPSS13.0软件包进行统计学分析。结果 高级别胶质瘤和转移瘤瘤体区Cho/NAA值比较差异有统计学意义(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分别比较差异无统计学意义(P>0.05);瘤周区Cho/Cr、Cho/NAA值比较差异有统计学意义(P<0.05),NAA/Cr值比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 1H-MRS在鉴别诊断高级别胶质瘤和转移瘤中有重要价值,对瘤周区的Cho/Cr、Cho/NAA值的检查是鉴别胶质瘤和转移瘤的重要手段,特别对于单发脑转移瘤更具鉴别意义。
【关键词】质子磁共振波谱;颅内肿瘤;多体素;鉴别诊断
【Abstract】 Objective To investigate the value in MR spectrum in differentialdiagnosis between high grade gliomas and metastases.Methods 30 cases of patients who confirmed by histopathologic findings or clinical follow-up were collected.Using a GE Signa EXCITE HD 3.0T super conduct MR unit,all the cases of patients were performed conventional MR scan and mutlti-voxel with 2-D mutlti-voxel PRESS 144 ms.Functool software was used for post-processing of spectrum.The ratios of NAA/Cr,NAA/Cho,Cho/Cr were measured in the solid part of masses,circum of tumors and contralateral parenchyma respectively.The result was used as the statistical method by SPSS13.0 software.Results In the solid part of masses,there were significant differences between high grade gliomas and metastases in the ratios of Cho/NAA(P<0.05),but no differences in the ratios of Cho/Cr,NAA/Cr;In peritumoral edema,there were significant differences in the ratios of Cho/Cr,Cho/NAA(P<0.05),but no significant differences in the ratios of NAA/Cr(P<0.05).Conclusion 1H-MRS is very important and useful in the evaluation of differentialdiagnosis between high grade gliomas and metastases.The inspections of the ratios of Cho/Cr,Cho/NAA of gliomas and metastases peritumoral edema are important methods,especially for solitary metastases.
【Key words】
1H-magnetic resonance spectroscopy; Gliomas; Multivoxel; Differential diagnosis
高级别胶质瘤和脑转移瘤是颅内较常见的脑肿瘤,CT和常规MRI是检查二者的主要方法,但对于二者的鉴别诊断有一定的难度,尤其对于转移瘤单发或胶质瘤多发的患者就更难以鉴别。核磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是一种利用磁共振化学位移现象来测定人体内部器官及组织代谢、生理生化改变的定量分析方法[1],可用于观察颅内肿瘤的生化和代谢物的变化。本文通过3.0T MR仪进行多体素1H-MRS分析高级别脑胶质瘤和转移瘤瘤体及瘤周代谢物的成分及变化,探讨多体素1H-MRS在高级别脑胶质瘤与脑转移瘤中诊断及鉴别诊断的临床应用价值。
1.3 统计学处理 本研究数据为计量资料,全组数据资料采用SPSS13.0软件进行处理,首先对所有数据进行正态性分布和方差齐性检验,两组数据比较采用t检验,所有统计结果以x±s形式表示。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 高级别脑胶质瘤及脑转移瘤的MR表现 17例高级别胶质瘤中(Ⅲ-Ⅳ级胶质瘤),平扫表现为大片状长T1、长T2信号,边界欠清楚,瘤周水肿较明显,增强扫描表现为花环或不规则状强化,3例表现为较均匀强化。13例脑转移瘤平扫呈长T1、长T2信号,瘤周均表现为大片状水肿,增强后8例表现为环状强化,其余表现为团块状强化。
2.2 脑高级别胶质瘤及脑转移瘤的1H-MRS表现
2.2.1 高级别胶质瘤的1H-MRS表现 17例肿瘤瘤体实质部分区域Cho/Cr、Cho/NAA比值均较健侧区域明显升高,而NAA/Cr比值降低(图2)。明显升高的脂质(Lip)峰及Lac峰在高级别胶质瘤的实质和坏死区域中均可显示(图2A),瘤周水肿区域可见异常波谱(图2B)。8例病灶实质区发现Lac峰;除1例胶质母细胞瘤外,其余16例高级别胶质瘤均显示Lip峰。瘤周水肿区域可见异常波谱,近侧可见明显异常波谱,至远侧Cho逐渐降低,NAA值、Cr值逐渐升高,直至成为正常谱线。瘤体及瘤周区波谱定位图见图2C。
2.2.2 脑转移瘤1H-MRS表现 13例肿瘤瘤体实质区Cho/Cr、Cho/NAA比值均较健侧区域升高,而NAA/Cr比值降低(见图2A),8例见Lac峰升高,7例Lip峰升高;瘤周近侧水肿区域未见异常波谱(图2B)。瘤体及瘤周区波谱定位图见图2C。
2.3 高级别脑胶质瘤与脑转移瘤代谢物比值及结果比较 高级别胶质瘤与脑转移瘤瘤体区、瘤周区各代谢物比值结果以(x±s)形式表示(见表1);全组资料采用SPSS13.0软件进行处理(P<0.05表示差异有统计学意义)。其中两组肿瘤瘤体区Cho/NAA值比较差异有统计学意义(P<0.05),而Cho/Cr、NAA/Cr值分别比较均无统计学意义(P>0.05),而瘤周区Cho/Cr、Cho/NAA值比较有统计学意义(P<0.05),NAA/Cr值比较无统计学意义(P>0.05),P值结果见表2。
表1
两组肿瘤的瘤体区、瘤周区各代谢物比值(x±s)
组别Cho/CrCho/NAANAA/Cr
高级别胶质瘤瘤体区4.148±1.6724.166±2.9411.548±1.156
瘤周区2.058±0.5501.659±0.8551.077±0.433
脑转移瘤瘤体区3.831±1.7622.194±1.2952.008±0.789
瘤周区1.132±0.2360.907±0.3751.405±0.455
表2
两组肿瘤瘤体区、瘤周区各代谢物比值
两两比较(P值)
变量Cho/CrCho/NAANAA/Cr
瘤体区0.63580.03550.2422
瘤周区0.00010.01930.1458
3 讨论
近年来多体素氢质子核磁共振波谱对脑肿瘤的诊断和鉴别诊断已经在临床得到广泛应用,对于高级别胶质瘤与脑转移瘤的鉴别诊断具有非常重要的价值,尤其在转移瘤单发或胶质瘤多发而临床表现和病史又不能提供鉴别,单靠常规CT及MR图像难以作出正确诊断时更具有重要意义。颅内肿瘤的常见代谢物有N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)、乳酸(Lac)、 脂质(Lip)、肌醇(myoinositol,MI)等。目前波谱检查技术包括单体素波谱(single voxelspectroscopy)、多体素波谱(multi-voxel spectroscopy),后者又分为二维MRS和三维MRS,即化学位移成像(CSI)。MRS常用序列是点分辨波谱分析法(PRESS)和激励回波探测法(STEAM)。PRESS用于长回波时间TE(135-270 ms),可获得长T2物质的波谱(如NAA、Cr、Cho、Lac等),对运动不敏感,基线稳定,信噪比(SNR)亦比STEAM要高,而且易于定量[2]。由于本研究观测的主要代谢物大都是长T2物质,所以本研究采用PRESS序列。多体素MRS可了解肿瘤的实质部位、瘤周水肿区及肿瘤周围信号正常区域等部位的代谢变化,可提供多个兴趣区的代谢信息,更加便于对高级别胶质瘤和转移瘤二者的鉴别,还可进一步确定病灶的边缘,利于手术和放疗时尽量减少对正常脑组织的损伤。3.0T MRS较1.5TMRS最明显的优势是信噪比(SNR)可提高23%~46%,信号采集时间明显缩短,波谱分辨率更高,基线更加稳定[3]。并可发现1.5T MRS未能检出的某些具有重要意义的代谢物峰,可设定较小体素,更能确切反映体素内组织代谢情况,改善波谱空间分辨率。体积小于1.0 cm3(1.5T核磁共振波谱体素的上限)的体素在不增加检查时间的情况下,仍可获得足够的信噪比,从而克服了匀场、水抑制及快速空间编码上的技术障碍。Inoue[4]等曾报道一例发生在右顶枕叶大脑深层白质内直径小于15 mm的胶质瘤,用3.0TMRS能够检出,而1.5TMRS未能测出。因此,超高场强MR成像系统将提高MRS在脑肿瘤诊断中的应用价值。
