磁共振波谱分析中胆碱对四肢软组织肿瘤的诊断价值

邓和平, 董晓蕾, 王闽, 任静, 后军民, 龚辉

610041成都，四川省肿瘤医院·研究所,四川省癌症防治中心,电子科技大学医学院 放射影像诊断部

•临床研究•

磁共振波谱分析中胆碱对四肢软组织肿瘤的诊断价值

邓和平, 董晓蕾, 王闽△, 任静, 后军民, 龚辉

610041成都，四川省肿瘤医院·研究所,四川省癌症防治中心,电子科技大学医学院 放射影像诊断部

目的探讨磁共振波谱(1H-MRS)分析中胆碱对四肢软组织肿瘤的诊断价值。方法回顾性分析82例经病理证实，四肢软组织实性病变的肿瘤患者资料，其中良性肿瘤39例，恶性肿瘤43例，病理诊断前均行常规磁共振(MRI)及1H-MRS检查，分别记录肿瘤区域代谢产物胆碱(Cho)、肌酸(Cr)的峰值积分，并计算出Cho与Cr的峰值积分比值(Cho/Cr)。结果恶性肿瘤Cho、Cr及Cho/Cr平均值分别为20.52±8.42、6.33±3.26、3.25±1.45，良性肿瘤Cho、Cr及Cho/Cr平均值分别为9.36±4.63、6.25±3.03、1.50±0.31，恶性肿瘤较良性肿瘤Cho、Cho/Cr明显增高，具有统计学差异(P<0.05),两者的Cr值无明显统计学差异(P>0.05)。结论1H-MRS分析Cho及Cho/Cr对四肢软组织肿瘤良恶性的定性具有重要价值。

磁共振波谱；软组织肿瘤；胆碱；肌酸

四肢软组织肿瘤起源于平滑肌、横纹肌、滑膜、纤维、脂肪等间叶组织，组织学类型复杂，对影像诊断要求较高，MRI被认为是目前软组织肿瘤最佳影像诊断方法[1]。常规MRI检查显示肿瘤解剖形态，血供等基本信息，对肿瘤微观信息的显示仍有很大局限性，而1H-MRS能检测活体内的代谢产物及含量[2]，可提供肿瘤的代谢信息，结合常规MRI检查，对肿瘤的定性及恶性程度的评估具有重要价值。本研究试图通过对软组织肿瘤的磁共振波谱分析，探讨波谱分析中胆碱对肿瘤的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2012年1月至2015年11月经病理证实的82例四肢软组织肿瘤患者。患者选择标准为：(1)肿瘤以实性病变为主；(2)术前行常规MRI、1H-MRS检查；(3)肿瘤直径≥3cm；(4)患者配合，检查部位无移位，波谱谱线稳定。经统计，本研究中男性79例，女性57例，年龄16岁～63岁，平均年龄46岁；82例患者中良性肿瘤39例，恶性肿瘤43例(表1)。所有受检者均签署知情同意书。

表1 肿瘤病理类型及例数

1.2 设备与方法

采用德国Siemens Avanto 1.5T超导磁共振扫描仪及腹部相控阵体线圈、柔性线圈。根据肿瘤不同位置选择不同体位及进床模式，下肢肿瘤患者选择腹部相控阵体线圈将双侧肢体覆盖并进行常规MRI及1H-MRS检查；上肢肿瘤患者选择柔性线圈进行常规MRI及1H-MRS检查。1H-MRS扫描在常规扫描后进行，分别在横断面、冠状面及失状面上进行波谱定位，以病灶实性区域为中心行单体素检查，体素区域不能包括粗大血管、坏死、骨组织及囊变，采用点分辨自旋回波波谱序列，体素大小为2.0cm×2.0cm×2.0cm，TR为1500ms，TE为83ms，平均采集128次，扫描前均进行自动或手动匀场，保证半高全宽(FWHM)≤20Hz，扫描时间为3min18s。

1.3 波谱数据处理及分析

使用西门子磁共振VE40A工作站中Spectroscopy软件对1H-MRS原始数据进行分析处理，对生成的波谱曲线进行多步骤编辑，使其能与软件内参照曲线进行良好的吻合[3]，获得准确的代谢物峰值，记录Cho及Cr的峰值积分，以Cr为参照计算Cho与Cr的峰值积分比值(Cho/Cr)。

1.4 统计学方法

SPSS19.0软件进行统计学分析。采用独立样本均数的t检验比较良、恶性肿瘤代谢产物Cho、Cr峰值积分及Cho/Cr的差异，P<0.05具有统计学意义；采用独立指标特征曲线(ROC)，评价Cho/Cr鉴别良、恶性肿瘤的效能及鉴别良、恶性的阈值，利用Az(曲线下面积)评价其诊断价值。

2 结 果

2.1 良、恶性肿瘤Cho、Cr及Cho/Cr比较

本研究的病例年龄、性别差异均无统计学差异 (P>0.05)，82例肿瘤均测出Cho峰及Cr峰，良、恶性肿瘤Cho平均值为9.36±4.63、20.52±8.42(t=-10.492，P=0.001)；良、恶性肿瘤Cr平均值为6.25±3.03、6.33±3.26(t=-0.608，P=0.422)；良、恶性肿瘤Cho/C平均值为1.50±0.31、3.25±1.45(t=-10.445，P=0.001)，见表2。

表2 良、恶性肿瘤Cho、Cr及Cho/Cr平均值比较

2.2 Cho、Cho/Cr的应用价值比较

通过对82例病例的Cho及Cho/Cr的统计分析，得出两者的ROC曲线，见图1、图2。图1 ROC曲线下面积Az为0.967，标准误Se为0.016，图2 ROC曲线下面积Az为0.979，标准误Se为0.013，可见Cho、Cho/Cr在肿瘤良、恶性的鉴别中价值较高。图3为软组织良、恶性肿瘤影像学及波谱曲线，其中a～c为恶性肿瘤，d～f为良性肿瘤。由图1、图2 ROC曲线分析可得Cho及Cho/Cr的阈值分别为 14.29、2.19时其鉴别肿瘤良、恶性的诊断价值最大(此时其Youden指数及准确性最大)。ROC曲线上取不同的截断值时的诊断敏感度、特异度、Youden指数、阳性及阴性预测值、准确性，见表3，表4。

图1 Cho鉴别肿瘤良、恶性的ROC曲线图2 Cho/Cr鉴别肿瘤良、恶性的ROC曲线

图3 软组织良、恶性肿瘤影像学及波谱曲线

注：图a～c为同一患者，病理诊断为滑膜肉瘤，图a为T1冠状位，图b为T2轴位压脂，图c为该病例波谱曲线，Cho峰值积分为28.92，Cr峰值积分为6.63，Cho/Cr为4.36。图d～f为同一患者，病理诊断为神经纤维瘤，图d为T2压脂冠状位，图e为T1压脂轴位，图f为该病例波谱曲线，Cho峰值积分为8.67，Cr峰值积分为5.82，Cho/Cr为1.49。

表3 Cho在ROC曲线上不同截断点的诊断价值

注：PV+:阳性预测值 PV-:阴性预测值

表4 Cho/Cr在ROC曲线上不同截断点的诊断价值

注：PV+:阳性预测值 PV-:阴性预测值

3 讨 论

四肢软组织肿瘤病因及发病学仍不清楚，常规的影像检查对肿瘤的定性还有一定困难，肿瘤良、恶性程度不同对后期治疗方案及手术方式的选择有很大差异，良、恶性肿瘤细胞的增殖情况不同，其代谢产物水平也会具有各自的特点，而1H-MRS是以磁共振化学位移为基本成像原理，是目前唯一能在所提供的解剖和形态学改变基础上，无创性的研究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法[4]，其应用对于软组织肿瘤的定性具有进一步的指导意义。

1H-MRS作为磁共振检查中的特殊检查项目，其结果的准确性受到两方面的影响。(1)磁场均匀度、磁场强度、磁体稳定性及线圈的选择等硬件方面的影响。通常选择1.5T及以上磁共振检查仪，通过自动或手动匀场增加磁场均匀度，降低半高全宽(FWHM)值，选择适合检查部位的线圈。(2)受检体本身的影响，如运动、组织结构复杂度、兴趣区选择等。通过固定检查侧肢体减少运动伪影，避开大血管、坏死、骨组织及囊变，有文献报道[5]，由于恶性肿瘤的侵袭性，周围组织炎症产生过程也会导致波谱分析中胆碱峰的升高，Woude 等人[6]报道，恶性肿瘤早期增强的实性区域具有高生物活性，这些区域含有较多胆碱化合物，为了获得肿瘤准确的代谢信息，那么在波谱检查定位时应避开炎性区域，且以肿瘤早期强化区域作为兴趣区行单体素波谱检查。

1H-MRS检测中Cho、Cr代谢水平的意义如下：(1)Cho位置在3.22ppm处，主要包括甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和胆碱，是细胞膜磷脂代谢成分之一，含量反映了细胞膜转运功能和细胞增殖情况，正常组织中作为活性代谢物的游离含量低[7-8]，由于恶性肿瘤细胞增殖明显旺盛，其代谢产物中胆碱水平会明显增高[9]， 从而认为Cho水平直接和肿瘤恶性程度相关[10]，但有研究表明[11-12]，在小部分良性肿瘤细胞代谢中胆碱也会有升高，但不如恶性肿瘤中Cho增加明显，有学者研究表明两者间存在部分重叠[13-14]，与本次研究结果相符合。(2)Cr位置在3.03ppm处，其包括肌酸及磷酸肌酸，其含量比较稳定，常用作对照值衡量其他代谢含量增高[15]。

本次研究对相关数据进行统计分析，可见恶性肿瘤的Cho、Cho/Cr值明显高于良性肿瘤，如图3，通过ROC曲线得出的两者诊断阈值的灵敏度及特异度均位于较高水平，如图1、图2，因此得出基于Cho代谢改变的1H-MRS技术对于肿瘤良、恶性的鉴别具有积极的价值，与Cho等[16]研究结果一致。有学者已将波谱分析应用到前列腺癌放疗靶区的勾画中[17]，后期对多体素1H-MRS在四肢软组织肿瘤放疗瘤靶区勾画的研究亦将是不错的方向。但是，本研究仍有一定的局限性：(1)采用单体素扫描，仅能反应体素内肿瘤代谢，无法反应肿瘤整体的代谢情况;(2)本研究采用回顾性分析，在病例的选择上主观因素较多，存在选择偏倚。我们将在后续的临床工作中进一步深入研究。

作者声明：本文第一作者对于研究和撰写的论文出现的不端行为承担相应责任；

利益冲突：本文全部作者均认同文章无相关利益冲突；

学术不端：本文在初审、返修及出版前均通过中国知网(CNKI)科技期刊学术不端文献检测系统学术不端检测；

同行评议：经同行专家双盲外审，达到刊发要求。

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TheValueofMagneticResonanceSpectroscopy(1H-MRS)intheSoftTissueTumorsoftheExtremities

Deng Heping, Dong Xiaolei, Wang Min△, Ren Jin, Hou Junming, Gong Hui

(DepartmentofRadiology,SichuanCancerHospital&Institute,SichuanCancerCenter,SchoolofMedicine,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610041,Sichuan,China)

Objective: To evaluate the value of magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) in the soft tissue tumors of the extremities.MethodsA retrospective analysis of 82 cases confirmed by pathology was conducted, of them, 39 patients were benign tumors, 43 were malignant tumors. Magnetic resonance imaging (MRI) and1H-MRS were performed before pathology diagnosis. Record the peak value of choline (Cho)、creatine (Cr)and Cho/Cr .ResultsThe mean of Cho、Cr、Cho/Cr of the malignant tumors are separately 20.52±8.42、6.33±3.26、3.25±1.45;the mean of Cho、Cr、Cho/Cr of the benign tumors are separately 9.36±4.63、6.25±3.03、1.50±0.31 .There is significant difference between benign and malignant soft tissue tumors of Cho、Cho/Cr(P<0.05), There is no significant difference between benign and malignant soft tissue tumors of Cr(P>0.05).ConclusionCho and Cho/Cr of1H-MRS have important value in the qualitative analysis of benign and malignant soft tissue tumors.

Magnetic resonance spectroscopy；Soft tissue tumor；Choline; Creatine

2016- 12- 10

2017- 07- 23

△王闽，E-mail:673508985@qq.com

R730.262;R730.4

A

10.3969/j.issn.1674- 0904.2017.05.004

Deng HP ,Dong XL, Wang M, et al. The value of magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) in the soft tissue tumors of the extremities [J]. J Cancer Control Treat, 2017,30(5):343-347.[邓和平、董晓蕾、王闽, 等. 磁共振波谱分析中胆碱对四肢软组织肿瘤的诊断价值 [J].肿瘤预防与治疗，2017,30(5):343-347.]