磁共振波谱多体素在星形细胞瘤定性和分级中的应用价值

1、磁共振波谱多体素在星形细胞瘤定性和分级中的应用价值蔡志伟1陈兵2(1宁夏医科大学2009级研究牛750004 ；2宁夏医科大学附属医院放射科 750004)【摘要】目的：研究氢质子磁共振波谱(1h-mrs)成像在星形细胞瘤定性和分 级中的价值。方法：回顾性对30例术后确诊为星形细胞瘤的患者，其中男性18 例，女性12例，进行磁共振常规及波谱检查，对波谱代谢物cho/naa, naa/cr, cho/cr进行评估。结果：术后病理结果证实：30例星形细胞瘤中，低度恶性(whoiii级)13例，高度恶性星形细胞瘤(who iiiiv级)17例。在几乎所 有病例的波谱都可以发现不同程度naa峰降低，c

2、ho升高，cr则比较稳定这一 共同的图像特点，在两例高度恶性星形细胞瘤中可以发现lip峰，而未见于低 度恶性的星形细胞瘤中。lip峰可以作为一个低度恶性与高度恶性区别的一种 指标，在统计学上，两组之间差异明显。各级别星形细胞瘤间naa/cr无明显差 别(p>0.05), cho/naa和cho/cr则具有高度统计学差异(p<0.01)o cr峰 作为波谱代谢物的内标，在高度恶性肿瘤中明显降低，可能也反映了肿瘤的恶 性变化。结论：认为氢质子磁共振波谱(1h-mrs)成像可以为星形细胞瘤的定 性和分级提供可靠信息。【关键词】星形细胞瘤多体素磁共振波谱【中图分类号jr73

3、0.26【文献标识码】a【文章编号12095-1752(2012 )08-0108-02磁共振波谱是目前唯一允许在体内非侵入性测量选定的牛物化合物的 技术，在人类在上世纪80年代中期以后就表现了这个可能性，在研究和临床应 用方面mrs通过多年积累的经验与使用，几乎所有的磁共振成像(成像)扫描 仪都有了这种执行能力，当然mrs技术仍然不断提高，即使经过20年的发展。 mrs己用于研究的所有主要的疾病，特别是在大脑中，但也发现应用在其他器 官系统以及，最值得注意的是在乳腺癌和前列腺。宁夏医科大学附属医院神经外 科每年收住的星形细胞瘤的患者多达百余人，其中星形细胞瘤的分级对疾病的治 疗是很大的影响因

4、素，包括手术的方式和范围都取决于星形细胞瘤的分级。本 研究着点于氢质子磁共振波谱对于颅内星形细胞瘤的分级中的临床应用，现就本 组资料做冋顾性分析。1资料与方法1.1临床资料本组30例星形细胞瘤患者，其中男性13例、女性17例，年龄6-74岁, 平均42.71岁。所有病例均完成神经外科手术，取得了病理活检结果，所有病 例均行mri及mrs检查。其中所有病例分成两组：低度恶性组（who iii 级）13例，高度恶性星形细胞瘤组（who iii1/级）17例。1.2扫描方法采用ge signa mri/3.0t超导性扫描仪，最大梯度场为33.3mt/m,梯 度切换率为120t/m/so每例病人使用8

5、通道正交头线圈，并按如下顺序扫描： 自旋冋波序列（se）的t1wi f i a i r （矢状位和轴位）及t2wlflair （轴位），、快 速自旋冋波序列（fse）的t2wi（轴位）和1hmrs,最后行t1wi增强扫描。t1wi 增强扫描的对比剂为轧贲替酸葡甲胺（gd-dtpa）,注射量0. lmg / kg,注射速 度 2. oml / sctlwlflair:tr=2000ms 2500ms?te=5ms 25ms,2 nex; t2wi： tr=3500ms 4500ms, te=90ms 120ms,2 nex.层厚 6mm，层间距 0.5mm, fov=22cm24cm,矩阵为28

6、8x288. t1wi增强的扫描参数与其平扫一致。采取二维多体素波谱成像（2d-mrsi）。由于每例患者均行常规及增强 后t1wi轴位，冠位及矢状位扫描，我们选取增强t1wi的轴位图像作为1h-mrs 的定位像。波谱采集采用点解析波谱法（press）o扫描参数:tr 1000ms, te 50 150ms,自动匀场，采集次数1次，多体素相位矩阵层厚为lcmo感 兴趣区（rod人小根据病变部位、范围而定，为了获得高质量的波谱图像，需 要避开血管、血液成分、脑脊液、脂肪、坏死区域及颅骨，一般选取实性病灶中 心，均场和水抑制由机器自动完成。多体素氢质子脑mrs该方法采用化学位移 成像，可显示代谢物分

7、布图，代谢物比率图及多体素波谱矩阵能对容积内任一像 素进行波谱重建，并能在工作站以图像内以颜色的差异表示某代谢物波谱，红色 代表信号最高，代谢物的含量也很多。1.2.2图像后处理所有波谱扫描完毕后获得的原始数据输入sun adw4.4工作站进行后 处理，后处理软件为functool对化学位移图像进行基线校正、频率翻转、回顾 性体素转移后获得二维的代谢物的分布伪彩图。正常组织的波谱主要表现为3 种代谢峰,即位于2.11ppm的naa、3.20ppm的cho和3.03p pm的cr。所有 谱线经基线校正后分别对各波峰计算峰下面积，所得数值代表各化学物质的浓度, 同吋以cr为内标准进行定量分析，得到

8、cho/cr、cho/naa和naa/cr比值。1.2.3统计学方法应该spss11.0统计软件对所得资料进行统计分析。计数资料用均数 ±标准差，两组之间比较应用单因素方差分析。以p<0.05为有统计学 意义。2结果2.1所有收集的星形细胞瘤患者1h-mrs均表现为不同程度的naa峰 下降，cho峰升高，naa/cr, naa/cho降低，cho/cr上升，不管是低度恶性 组，还是高度恶性组，和正常白质区1h-mrs相比有特异性差异。其中，5例 患者岀现lac峰，在两组内均包括；2例患者出现lip峰，以上均见于高度恶 性组内，所有低度恶性组星形细胞瘤未见li

9、p峰。2.2两组之间1h-mrs比较随着星形细胞瘤恶性程度的提升，naa 峰呈下降趋势，cho峰则呈上升趋势，在某些高度恶性星形细胞瘤可见低度组 内没有的“双l峰”，两组之间cho/cr、naa/ c r和naa/cho比较见表1.2.3讨论磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, mrs)是目前唯一可以没 有创伤性检查出脑组织能量代谢，化合物定量分析及生化改变的一种新技术，并 于1995年mrs获得了美国fda的认证及批准作为临床研究工具2。由于脑 组织结构的相同性，大脑成了临床mrs研究的主要器官。因肿瘤代谢的变化早 于结构变化，mrs提供代谢方面的变化

10、比磁共振成像所显示的解剖结构变化更 早，更准确。利用mrs可以测定含氢，磷，碳等原子核代谢物的含量，由于氢 质子在人体内含量丰富和相对灵敏度较高，且不需要另外添加设备，所以1h -mr s在临床应用最多，又以在脑肿瘤中应用比较广泛。而星形细胞瘤是脑肿瘤中最 常见的肿瘤，以往影像学上对其诊断是根据ct或mri图像上的直接或间接征 象，比如水肿区，发生的部位，有无钙化，强化的特点等到，而1h-mrs的出现 提供一种新的诊断方法，能够为诊断提供生化代谢特性方面信息，为定量分析作 岀更多的依据。naa是正常波谱中的最高峰。位于2.02ppm处。它主要位于神经元中， 是公认的神经元标志物，在神经元破坏时

11、，其浓度下降。脑膜瘤和转移瘤为脑外 肿瘤，无神经元，故理论上无naa峰，但有时可见比较低的naa峰，可能原 因是肿瘤侵犯了正常的脑组织.cho反映细胞膜的更新，波峰位于3.2ppm处。 它反映脑内总胆碱的储藏量，包括游离胆碱、磷酸胆碱、磷脂酰胆碱和磷酸甘油 胆碱等。cho在除颅咽管瘤以外的所有脑肿瘤中均升高，这反映肿瘤细胞膜的 转换增强，因此可以作为肿瘤细胞增殖的指标。肌酸(cr)是体内能量代谢的标志, 波峰位于3.03p p m处，主要包括肌酸和磷酸肌酸。其含量在各种生理病理状态 下均较稳定，常用作内标准来参考比较其他代谢产物的变化，所以cho/cr的 高低可以提示星形细胞瘤的良恶性程度。乳

12、酸(lac)是糖酵解的终产物，波峰位 于1.32ppm处。它的出现提示有氧呼吸不再有效进行，因此在脑梗死和脑肿瘤 中其浓度升高。本研究中有5例均患者岀现lac峰，包括低度恶性组及高度恶 性组，故lac出现不是星形细胞瘤分级的可靠标志3。脂质(lip)波峰位于 0.84.2,1.5和60ppm处，在脑肿瘤中lip升高可以反映组织坏死的进展,它的 岀现强烈提示高级别星形细胞瘤或转移瘤。本研究中有2例患者出现lip峰， 均见于高度恶性组内。这提示着lip峰预示病变的恶性度较高。星形细胞瘤可 能通过不同代谢物水平进行分级，如cho/naa,cho/cr及naa/cr,脂质等，通过 两组星形细胞瘤代谢物

13、比值计算和统计检验后我们可以发现随着星形细胞瘤的 恶性度越高，cho/naa,cho/cr比值的均值依次升高，naa/ cr比值依次降低， 在这两组之间cho/naa,cho/cr比值有着明显的差异性，低级别组星形细胞瘤与 高级别星形细胞瘤的这差异性具有高度的统计学意义。综上所述，如果我们综合运用cho/naa, naa/cr, cho/cr, lac及li p对星形细胞瘤的鉴别诊断及分级进行分析吋，结合常规的mri平扫与增强， 我们可以极大提高诊断的准确性。参考文献ldanielsen er,ross bd. magnetic resonance spectroscopy diagnosis of neueological diseasem.new york dekker,1999;97-114barker pb. fundamentals of mr spectroscopymgillard jh,waldman ad,parkerpb.ciinical mr neuro