中枢神经放射学1H2MRS对低级别和高级别脑胶质瘤鉴别诊断的作用及病理级别相关性的研究龚才桂,王小宜,刘 慧,周高峰【摘要】 目的 分析脑胶质瘤的氢质子磁共振波谱(proton magnetic res onance spectroscopy,1H2MRS)表现及其临床意义;探讨脑胶质瘤的1H2MRS特点与其病理级别相关性。
资料与方法 搜集经临床手术、病理证实的脑胶质瘤36例,按照WH O诊断标准分成两组:低级别脑胶质瘤组、高级别脑胶质瘤组。
所有患者在术前行1H2MRS检查,均在MR非增强成像的基础上获得。
使用S iemens S onata1.5T超导磁共振扫描仪,多体素扫描,点分辨表面线圈法,检测不同区域代谢物变化。
结果 脑胶质瘤的1H2MRS表现:肌酸(Cr)轻度下降,N2乙酰天门冬氨酸(NAA)显著下降,胆碱(Cho)显著增高。
低级别、高级别脑胶质瘤的肿瘤组织分别和对侧正常脑组织的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值存在非常显著性差异(P<0.01);低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤的肿瘤组织的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值存在显著性差异(P<0.05)。
脑胶质瘤的NAA/Cho、Cho/Cr、NAA/Cr比值与病理级别相关,其中NAA/Cho和Cho/ Cr比值反映肿瘤级别较稳定;NAA/Cr、NAA/Cho比值存在负相关关系(相关系数r s分别为-0.663,-0.851),Cho/ Cr比值存在正相关关系(相关系数r s为0.858)。
结论 1H2MRS与MRI相结合能提高脑胶质瘤术前诊断的准确性。
1H2MRS可评价脑胶质瘤的分级,反映脑胶质瘤代谢特性以及肿瘤生长潜能。
【关键词】 脑胶质瘤 氢质子磁共振波谱 磁共振成像 代谢Applications of1H2MRS in Differentiating and G rading ofG liomas and Its Correlation with pathologyG ONG Caigui,W ANG X iaoyi,LI U Hui,et al.Department of Radiology,X iangya H ospital,Central S outh University,Changsha,Hunan Province410008,P.R.China【Abstract】 Objective T o evaluate the findings of1H2MRS and clinical significance of1H2MRS,and to explore the correlation between the findings of1H2MRS and the pathological grading of gliomas.Materials and Methods 36patients of gliomas ap2 proved by pathology were reviewed,all cases were categ orized into tw o groups(Low grade gliomas and High grade gliomas)ac2 cording to WH O diagnostic criteria.The36patients were underwent1H2MRS before surgery on plain MRI scan.Muitiple v oxel Proton magnetic res onance spectroscopy was performed on a1.5T MR scanner using point res olved surface coil spectroscopy (PRESS),the variety of metabolite peaks were detected in different areas.R esults The findings of1H2MRS:slightly decreased Cr,distinctly decreased NAA and distinctly increased Cho in gliomas.S ignificant differences between Low/high grade gliomas and normal tissue in contralateral brain hemispheres were found in the ratios of NAA/Cr,Cho/Cr and NAA/Cho(P<0.01),S ignifi2 cant differences between Low grade gliomas and High grade gliomas were found in the ratios of NAA/Cr,Cho/Cr and NAA/Cho (P<0.05).There was significant correlation between the ratios of NAA/Cr,Cho/Cr and NAA/Cho and the pathological grading of gliomas,and the ratios of NAA/Cr,Cho/Cr reflected pathologic grade of gliomas relatively steadily;there was significantly neg2 ative correlation in the ratios of NAA/Cr and NAA/Cho(rs was-0.663,-0.851respectively),and positive correlation in the ratios of Cho/Cr(rs was0.858).Conclusion The combination of1H2MRS and MRI improves preoperative diagnostic accuracy of gliomas,1H2MRS has made it possible to evaluate the grade of gliomas,obtain metabolic in formation of gliomas and reflect the po2 tential growth of tum or.【K ey w ords】 Brain gliomas Proton magnetic res onance spectroscopy Magnetic res onance imaging Metabolite作者单位:410008长沙,中南大学湘雅医院放射科 1946年,美国的Purcell和Bloch分别发现了核磁共振现象。
5年后,Proctor和Y u提出核子的共振频率还依赖于其周围的化学环境,并称此现象为“化学位移(chemical shift)”。
目前,可用在医学领域波谱研究的原子核有31P、1H、23Na、13C、19F、7Li等,由于氢质子较其他原子核在有机物结构中具有高自然丰度和核磁感性,故氢质子最多应用于磁共振波谱研究中。
另外,用临床检测设备和常规表面线圈就可施行1H2MRS,可用来检测体内多种微量代谢物,如肌酸(Cr)、胆碱(Cho)、脂质(Lip)、肌醇(mI)、γ2氨基丁酸(G ABA)、谷氨酸(G lu)和谷氨酰胺(G ln)、牛磺酸(T aurine)、乳酸(Lac)和N2乙酰天门冬氨酸(NAA)。
磁共振波谱(MRS)是目前唯一无创伤性地研究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法。
1 资料与方法1.1 一般资料及纳入标准2004年4月至2005年10月来我院行MRI检查,且经手术病理证实的36例脑胶质瘤患者。
其中男18例,女18例,年龄12～72岁,平均35.8岁。
经MRI检查肿瘤直径2.6～6.8cm。
在得到脑波谱图之前,所有患者没有接受化疗和/或放疗,没有脑外伤和/或脑手术史。
36例脑胶质瘤按照WH O诊断标准分成两组:低级别胶质瘤组(25例,其中Ⅰ级9例,Ⅱ级16例)、高级别胶质瘤组(11例,其中Ⅲ级5例,Ⅳ级6例)。
1.2 检查方法MR检查:采用Siemens S onata1.5T超导型磁共振扫描仪和环形极化头线圈。
患者仰卧,先行常规MR平扫SE序列轴位T1WI:TR450ms,TE10ms; T2WI:TR4200ms,TE98ms,层厚5.0mm,层距2.0mm,矩阵312×512,视野(FOV)210mm×240mm;矢状位和/或冠状位T1WI:TR450ms,TE 10ms,层厚5.0mm,层距2.0mm;再行快速液体衰减反转恢复序列(F LAIR)T2WI:TR8500ms,TE 107ms,TI2500ms。
增强MRI:静脉团注钆喷替酸葡甲胺(G d2DTPA),剂量:0.2mm ol/kg体重,行横断面、矢状面和冠状面T1WI(TR450ms,TE10ms)扫描。
1H2MRS检查:采用Syng o MR2002B波谱工作站,在MRI基础上行1H2MRS测量区域的定位。
根据病灶特点选择扫描层面即肿瘤最大层面作为MRS定位的层面。
1H2MRS采用多体素氢质子波谱脑检查(PROBE/SI proton brain exam/multiple v oxel)自动MR波谱检测技术,点分辨波谱(PRESS)序列对肿瘤区、对侧正常脑组织区进行测量,TR1500ms,TE 135ms,自动匀场,层厚10mm,层距2mm,FOV 240mm×240mm,激发次数(NEX)为1,相位矩阵160×160,成像时间260s或相位矩阵120×120,成像时间148s。
对MRS检查获得信号进行后处理分析,波谱仪自带软件包FuncT ool同时获得4种图形,即:化学位移图(chemical shift images)、波谱图(spec2 trum)、代谢图(metabolic images)、代谢与解剖图的叠加图(简称“代2解图”)。
在代2解图上选择感兴趣区(ROI):(1)图像观察取2个像素,移动像素至肿瘤组织、对侧正常脑组织对照区等不同部位,在波谱图上观察代谢物的变化情况。
本设备化学位移成像(CSI)实验的FOV为40mm×40mm;可以使用的最小体元(最小测量像素)是5mm×5mm×5mm。