MR波谱对脑胶质瘤术后放疗后复发的鉴别诊断价值

刘 岚 徐仁根 王索宇 周雪春 孙 美 周锋江

脑胶质瘤是1种最常见的脑肿瘤，约占原发性颅内肿瘤的50%，磁共振(MRI)检查是评估脑胶质瘤术后放疗后疗效的主要手段。脑胶质瘤术后放疗后在临床随访中可能出现3种情况:一是术后放疗后正常改变，二是术后肿瘤复发，三是放疗后正常组织出现放射性脑坏死。上述第一种情况常规MRI平扫及增强扫描就可以诊断，术区可出现囊腔或脑胶质增生，没有强化病灶;而后2种情况在MRI增强扫描中表现极其相似，均可表现为逐渐增大的不规则强化团块、病灶周围合并水肿及占位效应，难以有效鉴别，诊断偏差导致的治疗错误将会给患者带来严重后果。

磁共振波谱(magnetic lyesonance spectroscopy，MRS)是目前唯一能够检测活体组织器官代谢产物的无创技术，它实现了医学影像从传统形态学向分子影像学的飞跃，可以提供脑的代谢信息。我们旨在通过MRS对脑胶质瘤术后放疗后复发与放射性脑坏死进行对比研究，探讨MRS的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2008年～2012年脑肿瘤切除术后在我院行放射治疗(照射剂量50～60 Gy)的50例患者，病理诊断为Ⅱ～Ⅳ级胶质瘤，其中男性28例，女性22例，年龄25～68岁，平均年龄48.5岁。所有患者满足下列条件:①放疗结束时影像学检查未见肿块(提示为术后放疗后改变);②放疗6个月后出现临床症状，常规MRI检查结果显示术区强化团块，无法区分属于肿瘤复发还是放射性脑坏死。

本组50例患者24例经再次手术组织学检查确诊，其中肿瘤复发18例，放射性脑坏死6例;26例经临床观察结合MR随访复查确诊，其中复发5例，放射性脑坏死21例。随访时间10～35个月。根据病理及随访结果将50例患者分为两组，即肿瘤复发组(recurrent tumor，RT)和放射性脑坏死组(radiation-induced brain necrosis，RN)。

1.2 病理诊断标准

1.2.1 肿瘤复发诊断符合以下两者之一 二次手术或活检组织学检查可见活性的胶质细胞;随访期间临床症状逐渐加重，强化病灶逐渐增大。

1.2.2 放射性脑坏死诊断符合以下两者之一 二次手术或活检组织学检查未见活性的胶质细胞;随访期间临床症状稳定或好转，强化病灶无变化或逐渐缩小。

1.3 检查方法

1.3.1 仪器及常规扫描方法 MRI使用 GE Singa EXCITE 1.5T HD高分辨磁共振检查仪，头颈联合线圈，SE序列进行 T1WI、T2WI和T2FLAIR序列平扫，增强扫描选用钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)对比剂，用量为0.1 mmol/kg，扫描方向为横轴位、冠状位及矢状位，扫描参数同平扫T1WI。

1.3.2 MRS数据采集 1H-MRS以横轴位增强扫描图像为波谱成像定位图，选择多体素点解析波谱(point resolved spectros-copy，PRESS)序列采集，选取包含强化肿块及对侧正常脑组织的大兴趣区，尽量避开颅骨及含气结构，兴趣区大小根据病灶范围设定，TR=1000 ms，TE=144 ms，激励次数1，采集时间 5 分28秒。

1.3.3 图像后处理及波谱分析 将所有采集数据传输至ADW 4.3工作站，采用Functool软件包对原始波谱数据进行后处理，多体素MRS在模块与原始图像的叠加图上自动给出分布于整个大兴趣区的所有小体素(约5 mm×5 mm×5 mm)，从中选取在原始图像上强化最明显的2～3个小体素，得到它们的代谢产物波谱曲线图，测量化学位移分别为2.02 ppm、3.03 ppm、3.22 ppm 处 N-乙酰门冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、胆碱(Cho)等物质峰下面积值，计算其相对定量浓度和Cho/NAA、Cho/Cr及NAA/Cr比值。同时选择对侧“正常脑组织”作为对照。

1.4 统计学分析

应用SPSS 16.0数据分析软件包进行统计分析，以独立样本t检验比较两组代谢物及其 Cho/NAA、Cho/Cr及NAA/Cr比值差异。

2 结果

肿瘤复发组23例患者MRS与对侧“正常脑组织”比较均出现明显增高的胆碱(Cho)峰，而N-乙酰门冬氨酸(NAA)和肌酸(Cr)峰含量呈不同程度下降，Cho/NAA、Cho/Cr比值增大，NAA/Cr比值减小;而24例放射性脑坏死MRS与对侧“正常脑组织”比较，有23例表现为Cho、NAA和Cr峰明显降低，1例表现为Cho升高、NAA和Cr峰下降。肿瘤复发组Cho/NAA、Cho/Cr比值大于放射性脑坏死组，两者差异有统计学意义，P ＜0.01，而 Cho、NAA、Cr含量及 NAA/Cr比值两组比较差异无统计学意义，P＞0.05，见表1。

表1 两组MRS主要代谢物及比值的比较结果

3 讨论

3.1 MRS几种常见代谢物意义

磁共振波谱(magnetic lyesonance spectroscopy，MRS)与MR传统成像技术有较大区别，可直接提供脑的代谢信息［1］，它以化合物或单质的化学位移频率分布谱线来表示结果，可以测定脑内多种代谢产物含量。①胆碱(Cho)主要存在于脑胶质中，是细胞膜磷脂生物合成的主要成分，它是髓鞘形成、细胞代谢和胶质增生的指标，反映了细胞膜的转运及组织能量代谢情况;②N-乙酰门冬氨酸(NAA)含量可以反映神经元的功能状况及神经元细胞的完整性，NAA浓度的下降代表了神经元的缺失或正常神经元功能的下降;③肌酸(Cr)包括肌酸、磷酸肌酸及较低水平的-氨基丁酸、赖氨酸及谷胱甘肽，反映的是能量代谢，脑内Cr总量较恒定，多作为脑内其他代谢产物的参考浓度。

3.2 脑胶质瘤术后复发灶内主要代谢物变化情况

脑胶质瘤术后复发病灶内以肿瘤细胞聚集为主，细胞膜增殖代谢活跃、有丝分裂增加、神经元细胞破坏。本研究中肿瘤复发组与对侧“正常脑组织”比较，23例肿块均符合上述病理变化而出现明显增高的Cho峰和降低的NAA峰，Cho/NAA、Cho/Cr比值显著高于正常脑组织。

3.3 脑胶质瘤放疗后脑坏死灶内主要代谢物变化情况

脑胶质瘤术后放疗后，脑组织坏死的主要病理改变是脑白质髓鞘脱失并坏死、细胞膜及髓鞘受到破坏，神经元功能受到损害。本研究中24例放射性脑坏死MRS与对侧“正常脑组织”比较，所有病例NAA和Cr峰均显著下降，提示神经元细胞受到破坏;23例Cho峰下降提示细胞膜受到破坏，细胞代谢减低，另外1例Cho升高，我们分析原因是由于细胞对损伤产生修复和适应性反应，细胞膜结构出现一定的增殖反应，Cho含量呈现短暂一定程度的升高，并在局部产生更多的游离脂质，设想如果随着病程发展细胞结构最后将崩解消失，Cho含量也将显著下降［2］。

3.4 肿瘤复发组与放射性脑坏死组MRS代谢物对比

本研究结果显示23例肿瘤复发灶Cho含量明显增高，27例放射性脑坏死灶Cho含量以降低为主(仅1例升高)，因此肿瘤复发组Cho/NAA及Cho/Cr显著高于放射性脑坏死组，此结果与大多数文献报道的一致［3］;Cho、NAA、Cr含量在两组间差异无统计学意义，与以往多数研究认为脑组织MRS各种代谢物含量并没有公认的标准值，测量单一像素中物质含量的绝对值没有实际意义的结果相符。因此我们认为Cho/NAA及Cho/Cr比值能够综合评价胶质瘤术后复发与放射性脑坏死内发生的病理改变，比单独分析Cho、NAA和Cr的含量更有价值和说服力。需指出的是本研究结果显示NAA/Cr比值在肿瘤复发组与放射性脑坏死组间无明显统计学差异，与既往Zeng等［4］应用3D多体素MRS研究认为肿瘤复发组NAA/Cr值显著低于放射性脑坏死的结论不同，我们认为这可能与本研究的样本量较小及原发肿瘤的组织学分级存在多样性等因素有关。有学者认为复发肿瘤的病理改变与原发肿瘤相似，甚至较原发肿瘤恶性程度更高［5］，而肿瘤恶性程度越高，正常神经元破坏越多，NAA含量减低越显著，所以原发肿瘤组织学分级不同可能导致NAA降低程度不同，本组NAA/Cr比值在肿瘤复发组与放射性脑坏死组间无明显统计学差异可能与此有一定关系。另外，检查设备、扫描方法及体素大小等因素也会在一定程度上影响检查结果，因此规范扫描方法、强调兴趣区的选择和小体素块的应用是进一步提高MRS应用价值的关键。

总之，脑胶质瘤术后放疗后复发与放射性脑坏死在MRS上主要代谢物的含量各有特点，其中Cho/NAA、Cho/Cr指标对鉴别诊断具有重要价值，可为临床对患者制定合理治疗方案提供客观依据。

［1］王丽君，徐 克，郎志谨.氢质子磁共振波谱诊断60例胶质瘤〔J〕.中国医学影像技术，2008，24(10):1565.

［2］张雪林，蒋 猛，邱士军，等.鼻咽癌放疗后放射性脑病的1H-MRS波谱研究〔J〕.中华放射学杂志，2004，38(6):570.

［3］Kimura T，Sako K，Tohyama Y，et al.Diagnosis and treatment of progressive space-occupying radiation necrosis following stereotactic radiosurgery for brain metastasis:value of proton magneticresonance spectroscopy〔J〕.Acta Neurochir(Wien)，2003，145(7):557.

［4］Zeng QS，Li CF，Zhang K，et al.Multivoxel 3D proton MR spectroscopy in the distinction of recurrent glioma from radiation injury〔J〕.J Neurooncol，2007，84(1):63.

［5］McGirt MJ，Woodworth GF，Coon AL，et al.Independent predictors of morbidity after image-guided stereotactic brain biopsy:a risk assessment of 270 cases〔J〕.J Neurosurg，2005，102(5):897.