1H-MRS联合DWI在脑部星形细胞瘤诊断中的应用

王彦朋，张云萍，曹志勇

(邢台医学高等专科学校第二附属医院，河北邢台054000)

星形细胞瘤是颅内最常见的原发肿瘤，可发生于脑内任何部位，起源于星形细胞［1］，成人多发生于幕上，以额、颞、顶叶多见，并可沿胼胝体侵及对侧，儿童多见于小脑半球及蚓部，其次为脑干。其诊断、分级、预后与治疗始终为临床难题。目前，磁共振成像已成为评价肿瘤的首选方法。氢质子磁共振波谱(1H-MRS)是评价活体器官新陈代谢、生化反应的无创方法，磁共振弥散加权成像(DWI)是目前能在活体上进行水分子弥散测量与成像的惟一方法，反映的是水分子的微观运动状况，是从细胞水平来研究脑瘤疾病的一种新途径。2009年7月～2011年2月，我们对17例脑星形细胞瘤患者行1HMRS联合DWI检查。现回顾性分析其影像学资料，探讨1H-MRS联合DWI在脑部星形细胞瘤诊断中的作用。

1 资料与方法

1．1 临床资料 本组17例中，男11例、女6例，年龄34～76岁、平均55．6岁。首发症状:头痛9例，运动障碍7例，精神症状和癫痫发作1例。均行开颅肿瘤切除术，切除标本经病理检查确诊为星形细胞瘤，根据WHO(2000年)神经上皮源性肿瘤分类/分级标准，Ⅰ、Ⅱ级(良性病变)9例，Ⅲ、Ⅳ级(恶性病变)8例。

1．21H-MRS和DWI检查方法 17例均采用GE Signa HDe1．5 T超导磁共振扫描系统，均行MRI平描和强化扫描及1H-MRS和DWI检查。选择横断位T1加权水抑制翻转恢复(T1 FLAIR)、T2 FLAIR、T2加权快速自旋回波(T2 FSE)序列扫描和矢状位T2 FRFSE序列扫描，层厚6 mm，层距1 mm。发现异常病灶，强化扫描前再加扫矢状位和冠状位 T1 FLAIR，静注钆喷酸葡胺0．1 mmol/kg后立即扫描横断位、冠状位和矢状位T1 FLAIR，层厚、层距同平扫。1H-MRS采用点解析频谱法(PRESS)单体素成像，在同一层面对对侧无病变部位确定对比区进行扫描。DWI检查:在MRI横断位平扫的基础上，取弥散敏感系数b=1 000 s/mm2，行DWI相同层面扫描，扫描完成后将图像传送至磁共振工作站，用FUNCTOOL 软件(7．4．0．1d 版)选定感兴趣区，即可读出感兴趣区的表观弥散系数(ADC)值，并直观显示ADC图。

所有的检查结果均采用单盲法进行评价。1H-MRS、DWI数据均由技师在磁共振工作站上进行测定，1H-MRS所测定的代谢产物包括:N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)和肌酸(Cr)，不同的物质可在不同频率点读出，每个波峰的峰下面积代表扫描区域内该物质的相对浓度，在此基础上算出Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA值并记录。ADC值可直接于工作站处理后读出。

1．3 统计学方法 采用SPSS10．0统计软件。各代谢产物相对浓度(Cho/Cr、NAA/Cr和Cho/NAA)及ADC用±s表示，行单因素方差分析。P≤0．05为差异具有统计学意义。

2 结果

17例病灶处及对侧正常部位1H-MRS所测代谢产物相对浓度和ADC比较见表1。

表1 17例病灶处及对侧正常部位1H-MRS所测代谢产物比值、ADC比较(±s)

表1 17例病灶处及对侧正常部位1H-MRS所测代谢产物比值、ADC比较(±s)

注:与对侧正常组织比较，*P＜0．05，与良性星形细胞瘤比较，#P＜0．05

部位 Cho/Cr NAA/Cr Cho/NAA ADC(10－5mm2/s)星形细胞瘤良性 2．30 ±1．21*1．31 ±1．40*1．79 ±2．01* 149．6 ±14．7*恶性 4．05 ±2．29*0．56 ±0．43*7．17 ±2．19* 108．7 ±12．1*对侧正常组织1．17 ±0．72 1．98 ±1．55 0．59 ±0．08 179．1 ±18．9

3 讨论

常规MRI平扫和强化扫描依据肿瘤增强和肿瘤坏死、囊变情况及瘤周水肿、有否出血、肿瘤大小、数目和形态等能够鉴别部分星形细胞瘤的性质。但它仅从形态学方面来反映肿瘤特点，提供的信息较少，易产生误诊，而在该检查的基础上结合1H-MRS和DWI检查，更能提供肿瘤新陈代谢、生化反应的信息和水分子的微观运动状况，能弥补单纯依靠MRI平扫和强化对星形细胞瘤良恶性鉴别的局限性。

3．11H-MRS在星形细胞瘤诊断中的作用 MRS是一种无创性检测人体内组织化学成分如NAA、Cho、Cr等的方法。大脑中NAA高浓度的存在于神经元内，由神经元合成并释放，因此被认为是神经元标志物，其在脑内水平的变化可反映神经元功能，NAA降低表示神经元受损［2］。Cho参与细胞膜的构成，与细胞膜磷酸脂代谢有关，细胞膜降解或合成旺盛时其水平增加［3］。Cr为高能磷酸盐的储备形式及ATP、APP的储备剂，是能量代谢的标志，在脑组织中的浓度较恒定，在发生肿瘤时浓度可正常或略有降低，常用NAA、Cho等其他代谢物与Cr的比值反映组织中NAA和Cho等代谢物的变化［3］。

根据本观察结果，与对侧正常部位比较，病变部位的Cho/Cr和Cho/NAA明显升高，NAA/Cr明显减低。结合MRI常规检查，尤其是在常规检查中肿瘤特征表现不明显时，1H-MRS提供的信息对肿瘤的诊断就尤为重要。本研究中星形细胞瘤恶性度高者，Cho峰值亦高，NAA峰值降低，与文献［4］报道的基本一致。因此，Cho/NAA和NAA/Cr可以作为星形细胞瘤良恶性的评判标准。

3．2 DWI检查在星形细胞瘤诊断中的作用 弥散是分子在介质中的一种随机热运动(即布朗运动)，DWI对水分子的布朗运动很敏感，可以无创性检测活体组织中结合水的ADC。脑组织中水的弥散能力的大小和方向受细胞内外水分子黏滞度、膜通透性的影响，还受毛细血管血流、组织细胞对水的主动转运等因素影响［5］。通过ADC的测量能够定量研究分子弥散运动的程度，因此ADC可定量反映水分子在组织内的扩散能力［6］。细胞密度是反映肿瘤良恶性的重要指标之一。Gauvain等［7］发现肿瘤脑组织的ADC与肿瘤良恶性显著相关，随着肿瘤恶性程度的升高，肿瘤细胞密度或细胞核总面积增加，肿瘤实质ADC下降。恶性肿瘤或良性肿瘤恶变时，均表现为细胞数量增加，细胞多形性明显，核异形性大等，均可导致细胞密度增高，细胞外间隙缩小，从而使组织中水分子的弥散运动减弱，导致ADC下降。

本观察结果显示，恶性星形细胞瘤病变部位Cho/NAA和Cho/Cr高于、ADC低于良性，这与文献［8，9］的报道基本一致。这说明采用1H-MRS 联合DWI检查可更准确的评价星形细胞瘤的良恶性，有利于该疾病的确诊和良恶性分级。

［1］曹丹庆，蔡祖龙．全身CT诊断学［M］．北京:人民军医出版社，2008:49-51．

［2］Ishimaru H，Morikawa M，Iwanaga S，et al．Differentiation between high-grade glioma and metastatic brain tumor using singlevoxel proton MR specyoscopy［J］．Eur Radiol，2001，11(9):1784-1791．

［3］尚寒冰．磁共振功能成像在颅内肿瘤诊治中的应用进展［J］．国际神经病学神经外科学杂志，2008，35(4):343-346．

［4］张辉，苏晋生，李军东，等．氢质子磁共振波谱在脑星形细胞瘤中的应用［J］．中国医学影像技术，2007，23(1):37-40．

［5］金征宇，薛华丹．全身弥散加权成像肿瘤学临床应用图谱［M］．北京:科学技术出版社，2009:1-3．

［6］吕晓艳，刘怀军．磁共振弥散成像评价胶质瘤术前分级的应用价值［J］．中国临床医学影像杂志，2007，18(5):351-353．

［7］Gauvain KM，McKinstry RC，Mukherjee P，et al．Evaluatingpediatric brain tumor cellularity with diffusion-tensor imaging［J］．AJR，2001，177(2):449-454．

［8］龚才桂，王小宜，刘慧，等．1H-MRS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［J］．临床放射学杂志，2006，25(6):502-506．

［9］孙翀鹏，范国光，孙宝海，等．磁共振弥散加权成像在脑胶质瘤诊断中的作用［J］．中国临床医学影像杂志，2005，16(8):421-424．