【摘要】  目的 分析高级别脑胶质瘤瘤周组织与转移瘤瘤周组织的1H -MR波谱（MRS）3D多体素表现，探讨其在鉴别这两类脑肿瘤的作用。 方法 收集经临床手术、病理证实的高级别脑胶质瘤16例，转移瘤12例，所有患者在术前使用1.5T超导磁共振扫描机行平扫+增强及1H-MR波谱（MRS）3D多体素检查，测得高级别胶质瘤瘤周与转移瘤瘤周区域的代谢物相对浓度及其比值，然后对两类肿瘤瘤周代谢物做比较统计分析。 结果 ①两组肿瘤瘤周组织的CHo、Cho/Cr、Cho/NAA存在显著性差异(P<0.05)。②转移瘤与高级别胶质瘤瘤周代谢物比值Cho/Cr、Cho/NAA比较的ROC曲线提示此方法有一定诊断准确度。 结论 利用1H-MR波谱（MRS）3D多体素检查对高级别胶质瘤与转移瘤瘤周组织的代谢物浓度检测对两者的鉴别诊断有一定意义。

【关键词】  氢质子磁共振波谱 高级别胶质瘤 转移瘤 瘤周区域 代谢物；ROC曲线

    [Abstract]     Objective   To    investigate the clinical value of PROBE-P 3D CSI of 1H - MRS in differentiating high-grade primary gliomas and solitary metastasis on the basis of the differences of the metabolic levels in the peritumoral regions of the two tumors.   Methods   28 patients with a solitary brain tumor: 16 high-grade primary gliomas and 12 metastases,both underwent the examination of PROBE-P 3D CSI before surgical treatment,stereotactic biopsy and other therapy. All the patients were confirmed by pathology or the following examination and survey. Spectra from the peritumoral regions of the two tumors were obtained from the examination of  PROBE-P 3D CSI. The student t test and the curve of ROC were used to determine if there were significant statistical differenes in metabolic levels of the peritumoral regions between the high - grade gliomas and the metastases.   Results  ① The ratios of Cho/Cr, Cho/NAA and the level of Cho in the peritumoral regions of the high-grade gliomas and the metastases have significant statistical differeces respectively(P<0.05).②The curve of ROC revealed to some extent that the method of PROBE-P 3D CSI could elevate the efficiency of the correct diagnosis on the two tumors.  Conclusion  The PROBE-P 3D CSI of 1H-MRS may be a useful method that could differentiate the high-grade gliomas and the metastases on the basis of the differences of the metabolic levels in the peritumoral regions of the two tumors.

    [Key words] 1H - MRS;  high-grade gliomas; metastasis; metabolite; peritumoral region; the curve of ROC

    目前传统的MR在很多情况下对颅内转移瘤和高级别胶质瘤（WHO星形胶质细胞瘤分级3、4级）鉴别缺乏特异性，尤其在胶质瘤多发或转移瘤单发而临床主病史又不能提供鉴别时，单纯依靠传统MR或CT难以作出鉴别。MRS自应用于临床以来无创地分析病变内代谢产物的浓度，从分子水平对病变进行评估，开拓并丰富了脑肿瘤诊断、鉴别诊断、肿瘤分级的思维，弥补了传统MR的不足。由于组织中以氢质子含量最为丰富，因而以氢质子磁共振波谱（1H-MRS）研究最为广泛。在应用1H-MRS来鉴别转移瘤和高级别胶质瘤中，有作者认为两类肿瘤实质瘤体的代谢物无统计学意义，而瘤周的代谢物差异的研究更为人们关注。从理论上，转移瘤瘤周组织和胶质瘤瘤周组织的病理改变不同，高级别胶质瘤的肿瘤细胞会浸润肿瘤周围的血管周围间隙、神经纤维束间及室管膜、软脑膜，而转移瘤瘤周无肿瘤细胞，瘤周水肿是血管源性的。基于两者瘤周病理改变不同，利用1H-MRS分析两者瘤周区的代谢物可能存在差异。本文的目的是利用1H-MRS 3D多体素对瘤周区及对侧正常区的代谢物水平的检测，来寻找鉴别转移瘤和高级别胶质瘤的依据。医学核心论文发表

    材料与方法

    1.一般材料  收集2006年9月至2008年2月间经病理证实的高级别胶质瘤16例，转移瘤12例，均为单发病灶，所有病患于术前平扫+增强及1H-MR波谱（MRS）3D多体素检查。高级别胶质瘤16例中，男10例，女6例，年龄15～63岁，平均42岁；12例转移瘤中，男7例，女5例，年龄47～73岁，平均58岁。在行1H-MRS-3D多体素检查前所有患者没有接受化、放疗，没有脑外伤或脑手术史。

    2.检查方法  采用GE SIGNA 1.5T双梯度磁共振成像系统和氢质子波谱采集分析软件，头部8通道相控阵线圈及标准头部单通道线圈。MR平扫+增强检查（包括矢状位、横断位及冠状位T1WI）。扫描参数如下：T1WI TR400ms，TE20ms。层厚6mm，层间隔2mm，视野（FOV）22cm×22cm。增强对比剂为国产的钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）,0.1mmol/kg体重。1H-MRS检查：所有病例行3D多体素（PROBE/SI）检查，采用点分辨选择波谱（PRESS）技术。水抑制采用化学位移选择法饱和法（CHESS）。局部匀场的理想指标为残余水峰的宽度（LINEWIDTH）小于10HZ，半高全宽（FWHM）大于95。扫描时间为8分32秒。体素大小1cm×1cm×1cm～1.25cm ×1.25cm×1cm。

    波谱后处理：数据作零填充（zero filling）、基线校正（baseline correction）、相位校正（phase correction）、频率 漂移校正（frequency shift correction）等处理。大多数情况下这些理过程自动完成，当波谱明显扭曲时，用手动校正加以处理。

    3.数据分析、评价及统计学处理  瘤周定义为强化的肿瘤的周围2.0cm左右区域。使用Functool 2.0软件处理MRS数据，瘤周测量的ROI为额定体素，当测量瘤周的额定体素不能恰当位于瘤缘时，利用后处理软件把体素挪动至恰当的瘤周，利用3D多体素空间分辨率高的测量优势测量瘤体四周多个位点，取代谢物的最大值或最小值为测量所得。测量的项目分别是胆碱（CHO）、胆碱/肌酸（CHO/Cr）、胆碱/N-乙酰天冬氨酸（CHO/NAA）它们取最大值,而N-乙酰天冬氨酸/肌酸（NAA/Cr）取最小值。同时测量镜像对侧正常脑组织，做为对照组。测量所得结果以均数±标准差（x±s）表示。

    数据用SPSS10.0统计学软件处理：本研究数据为计量资料，首先对数据进行探索分析，进行正态分布检验及方差齐性检验。对转移瘤瘤周代谢物数值、高级别胶质瘤瘤周代谢物数值、对侧正常脑组织代谢物数值进行比较，进行t检验处理，α=0.05为检验水准。对两肿瘤瘤周的CHO/Cr、CHO/NAA比值进行ROC曲线分析，分别找出区分转移瘤与高级别胶质瘤的理想截点、敏感度及特异常度。

    结果

    1.高级别胶质瘤和转移瘤瘤周区波谱比较  高级别胶质瘤和转移瘤瘤周的CHO、CHO/Cr及CHO/NAA比较，P均小于0.05，但两者的NAA/Cr比较无显著性差异（表1）。16例高级别胶质瘤瘤周波谱：11例谱线的HUNTER角倒置，表现类似瘤实质谱线（占68.7%），余5例虽未见HUNTER线倒置亦表现CHO峰不同程度增高、CHO/Cr及CHO/NAA增高，代谢图上可见瘤周CHO/NAA浓度明显增高(图1、2)；12例转移瘤瘤周波谱：谱线大致类似对侧的正常脑组织，虽有部分病例CHO稍升高，但不出现HUNTER角倒置（图3）。本组研究数据两肿瘤瘤周代谢物比值CHO/NAA的理想截点为1.085，敏感性为93.8%（误诊率6.2%）、特异性为81.8%（漏诊率18.2%）；CHO/Cr的理想截点为1.032、敏感性为81.3%（误诊率18.7%）、特异性为81.8%（漏诊率18.2%），见ROC曲线图6-7。

    2.高级别胶质瘤、转移瘤瘤周同各自镜相对侧正常脑组织波谱比较  两种肿瘤的对侧正常脑组织波谱表现相似，HUNTER角正常存在。高级别胶质瘤瘤周和镜相对侧正常脑组织的CHO、CHO/Cr、NAA/Cr及CHO/NAA比较，两者有显著性的统计差异(PO.05）（表3）（图4、5）。
讨论

    1.高级别胶质瘤和转移瘤瘤周病理改变的机理  在应用1H - MRS来鉴别转移瘤和高级别胶质瘤的文献中，有作者认为两类肿瘤实质瘤体的代谢物无统计学意义，而瘤周的代谢物差异的研究更为人们关注。首先对高级别脑胶质瘤瘤周做出界定：强化的肿瘤的周围2cm左右区域[1]。其同以前文献的瘤周定义略有不同（以前定义为T1WI上不强化区、T2WI上高信号的肿瘤周围组织）。高级别胶质瘤呈浸润性生长，无包膜，主要沿肿瘤周围血管周围间隙、神经纤维束、软脑膜及室管膜生长[2]，所以恶性胶质瘤周围有浸润的肿瘤细胞存在，在病理组织学上高级别胶质瘤瘤体与瘤周没有明确的界线。LAW[3]等人的研究显示浸润性脑肿瘤常规MR图像上表现正常的肿瘤周围区域脑组织也存在病性波谱，提示瘤周包括了部分图像显示正常的脑组织。T1WI上强化部分不能明确肿瘤的真正边缘，且常常肿瘤的边缘也不能由T2WI上瘤周的高信号区所明确，瘤周脑实质同瘤体分界不明显，因而我们使用强化的肿瘤的周围2cm左右区域来研究。而转移瘤的瘤周脑实质同瘤体之间有明确的分界，其病理改变包括：（1）瘤周脑组织水肿、血管通透性增高、血管扩张充血、微血管增生、内皮细胞增生肿胀、偶见血栓形成；（2）神经细胞变性和萎缩，星形细胞增生、小胶质细胞增生、少突胶质细胞增生及脱髓鞘改变；（3）瘤周无肿瘤细胞存在，其瘤周水肿主要是血管源性和细胞毒性共同作用的结果[4]。以上两者的瘤周病理差异为两者1H-MRS的各异表现提供基础，高级别胶质瘤瘤周的CHO、CHO/Cr升高与瘤周肿瘤细胞浸润相符合，这是由于高级别胶质瘤瘤周肿瘤细胞存在，细胞膜转运增加及细胞增殖使细胞的密度增加，从而导致CHO增加，肿瘤的恶性度越高,CHO的水平也越高[5,6]，即使瘤周无强化区或无T2WI上信号异常亦是如此，而且受肿瘤细胞浸润，邻近的神经元数目及生存能力下降，使NAA下降。而转移瘤瘤周因其为血管源性水肿则CHO，CHO/Cr及CHO/NAA少有升高[7]。

    本研究利用3D多体素，其有空间分辨力更高的优点，能在一次扫描后的数据中同时测量肿瘤及瘤周的三维空间上多个位点的代谢物比值,取其最大值为研究数据，这样更能吻合病理组织学的多点取样方法，有利于对高级别胶质瘤瘤周浸润及转移瘤瘤周血管源性水肿所致生化改变的区别。

    2.利用瘤周代谢物的特点对高级别胶质瘤和转移瘤鉴别诊断的探讨  虽然高级别胶质瘤瘤周组织的CHO、CHO/Cr、CHO/NAA的均数数值比转移瘤瘤周组织的CHO、CHO/Cr、CHO/NAA的均数数值高，且统计上有显著性差异（P<0.05），但两肿瘤瘤周以上指标的测量值存在一定交叉重叠，笔者对两肿瘤瘤周代谢物比值Cho/Cr、Cho/NAA比较的ROC曲线的统计观察，得出相应的理想截点以区分鉴别两类肿瘤，以Cho/NAA的诊断效能比Cho/Cr高（其曲线下面积分别为0.912及0.864），Cho/NAA的理想截点为1.085，敏感性为93.8%（误诊率6.2%）、特异性为81.8%（漏诊率18.2%），而CHO/Cr的理想截点为1.032、敏感性为81.3%（误诊率18.7%）、特异性为81.8%（漏诊率18.2%）。Cho/NAA作为更好的指标，它能提示肿瘤的高浸润性[8]。从而本文对两肿瘤的鉴别探索性地提出半量化指标，并认为对两肿瘤的鉴别有一定意义。高级别胶质瘤瘤周组织的CHO、CHO/Cr、CHO/NAA较对侧镜相脑组织明显增高，NAA/Cr降低，其中大部分病例的HUNTER角倒置。虽有少数转移瘤瘤周CHO、CHO/Cr、CHO/NAA数值不同程度升高，但未见HUNTER角倒置，其均数数值同对侧镜相脑组织比较无显著性差异（P>0.05），而且转移瘤瘤周的MI/Cr基本正常，其同文献基本相符合[9]，少数转移瘤瘤周的CHO、CHO/Cr、CHO/NAA的升高，可能同其瘤周的神经细胞变性和萎缩，星形细胞增生、小胶质细胞增生、少突胶质细胞增生及脱髓鞘改变有关，有待于进一步探讨。两肿瘤的NAA/Cr比较无显著性差异（P>0.05），同文献类似，即浸润性肿瘤其NAA/ Cr水平可保持[10]，其机理亦有待于进一步研究。

    本研究利用3D多体素方法的优点测量出转移瘤与高级别胶质瘤瘤周代谢物的不同特点，并利用ROC曲线提出鉴别两者的半量化指标，对两者的鉴别有意义，其不足之处在于样本量不够大，有待进一步收集例数。再者本实验采用的PRESS序列，TE=144， LAC、LIP代谢物的观察比较分析较难，这是本次实验的欠缺。

【参考文献】医学核心论文发表
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