磁共振DWI联合MRS对胶质瘤分级及鉴别高级别胶质瘤与单发脑转移瘤的诊断价值

复旦大学附属华东医院磁共振室(上海 200040)

朱震方 李 健 邵 勇叶春涛 臧雪如

脑肿瘤是指发生于颅内的肿瘤，成人脑肿瘤以胶质瘤、转移瘤多见。由于各种肿瘤的组织发生与病理特征不同，其良恶性以及物学特性也不一样。随着医疗水平及医疗设备的进步，影像学检查已经逐渐成为临床诊断脑肿瘤的首选手段，包括脑血管造影、CT、MRI等，磁共振波谱成像MRS是能测定活体组织内化学成分的无创性技术，而弥散加权成像DWI能反应水分子布朗运动、而且成像速度快。有研究表明，DWI联合MRS扫描能进一步提高诊断准确率[1]。胶质瘤的分级对患者的预后有重要影响，高级别胶质瘤与单发的脑转移瘤难鉴别。为了探讨DWI联合MRS在诊断脑肿瘤中的临床价值，本文观察了在我院就诊并行磁共振MRS和DWI检查的83例经手术及病理检查确诊为脑肿瘤患者的基本资料，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2013年8月至2018年7月在我院就诊、经手术及病理检查确诊为单发脑肿瘤的83例患者作为研究对象，其中男性49例(59.04%)，女性34例(40.96%)。患者年龄为25～73岁，平均年龄(51.85±6.03)岁；肿瘤具体包括：58例胶质瘤[参照WHO 2000年分类标准进行分类，Ⅰ～Ⅱ级(低级别胶质瘤)21例，Ⅲ～Ⅳ级(高级别胶质瘤)37例]，25例脑转移瘤。纳入标准：(1)临床资料完整；(2)本研究经医院伦理委员会批准同意；(3)患者及其家属均知情同意并签署知情同意书。排除标准：(1)存在精神障碍或语言沟通障碍者；(2)存在先天性免疫缺陷者；(3)MRI检查禁忌症者；(4)患者及其家属自愿退出本研究者。

1.2 方法 采用Siemens 3T磁共振，18通道头颅线圈，患者取仰卧位。先行常规MRI头颅平扫检查(T2W、T1W、FLAIR)，然后再进行DWI与MRS分析。DWI横轴位扫描，扫描参数：T R/TE=2800/95ms，视野20×20cm，矩阵128×128，层厚5mm，无层间隔，b值选择为0和1000s/mm2两个数值，扫描时间33s，使用计算机软件合成技术对ADC图片进行合成。并采用ADC值计算公式来对ADC值进行计算，ADC=In(SI1/SI2)/(bI1-bI2)，SI1代表b=0s/mm2、SI2代表b=1000s/mm2时的同一部位同一组织的信号强度值。随后进行MRS波谱检查，采用点分辨表面线圈波普分析法进行分析，并采用化学位移选择激励法于序列施行前对信号进行采集，TE/TR=135ms/1500ms，体素大小为2cm×2cm×2cm，共进行1次激发，成像时间370s。波谱检查范围包括患者病灶实性部分以及周边或健侧正常组织，并尽可能的绕开肿瘤坏死或囊变区以及邻近颅骨。对包括N-乙酰天门冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)、含胆碱化合物(Cholinecontaining compounds，Cho)、肌酸(creatine，Cr)浓度在内的常规代谢物进行测量。MRS检查结束后，根据患者具体情况行增强扫描，静脉注射钆喷酸葡胺0.1mmol/kg，注射后进行T1WI横断面、矢状面以及冠状面扫描。

1.3 观察指标 (1)由两名经验丰富的放射科诊断医师对83例脑肿瘤患者的DWI、MRS的扫描图像及数据进行共同评估分析。(2)对患者脑肿瘤区及正常脑组织的ADC值参照T2WI、DWI及病理检测位置进行测量，记录NAA、Cho、Cr等肿瘤代谢物值的变化情况；并计算肿瘤组织ADC、NAA、Cho、Cr与对侧正常脑组织相应参数值的比值，用rADC、rNAA、rCho、rCr表示。

1.4 统计学方法 采用SPSS18.0软件进行统计分析，正态分布的计量资料采用(±s)描述，DWI及MRS参数在两组间差异采用独立样本t检验进行统计学；以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 D W I 与M R S 参 数 预 估(1.03±0.21)，P ＜0.05]，r A D C 值亦高于高级别胶质瘤[(1.7 8±0.4 1) v s(1.31±0.31)，P＜0.05]。低级别胶质瘤rNAA明显高于高级别胶质瘤[(0.51±0.22) vs(0.28±0.16)，P＜0.05]，低级别胶质瘤rCho则明显低于高级别胶质瘤[(2.51±0.35) vs(5.91±0.26)，P＜0.05]，rCr在高低级别胶质瘤间差异无统计学意义(P＞0.05)，低级别胶质瘤NAA/Cho和NAA/Cr明显高于高级别胶质瘤[(0.58±0.02) vs(0.35±0.11)，(1.07±0.19)vs (0.77±0.17)，P＜0.05]，低级别胶质瘤Cho/Cr明显低于高级别胶质瘤[(1.86±0.07) vs(2.31±0.31)，P＜0.05]，见表1，见图1-8。

2.2 D W I 与M R S 参 数 鉴 别高级别转移瘤与单发脑转移瘤 脑转移瘤ADC值及rADC分别为(1.05±0.30)、(1.30±0.11)，高级别胶质瘤为(1.03±0.21)、(1.31±0.31)，差异无统计学意义(P＞0.05)。脑转移瘤rNAA为(0.92±0.21)，高级别胶质瘤rNAA分别为(0.28±0.16)，两组差异具有统计学意义(P＜0.05)，而rCr在两组间差异无统计学意义(P＞0.05)。转移瘤NAA/Cho和NAA/Cr分别为(0.71±0.03)、(1.0 6±0.2 8)，高级别胶质瘤N A A/C h o 和N A A/C r 分 别 为(0.35±0.11)、(0.77±0.17)，差异均有统计学意义(P＜0.05)；而转移瘤Cho/Cr及rCho与高级别胶质瘤差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2

表1 不同级别胶质瘤DWI级MRS参数差异

表2 高级别胶质瘤与单发脑转移瘤DWI及MRS参数差异

图1-2 正常脑组织DWI及MRS图像。图3-4为同一患者，男24岁，低级别胶质瘤患者。图3示DWI弥散受限，图4示MRS病灶区NAA峰减低，Cho峰升高，NAA/Cho比值0.62。图5-6为同一患者，男61岁，高级别胶质瘤患者。图5示DWI明显弥散受限，图6示MRS NAA峰明显减低，Cho峰明显升高，NAA/Cho比值0.44，并见Lac峰。图7-8为同一患者，女58岁，肺癌脑转移，图7示明显受限、周围水肿，图8示NAA峰极低，NAA/Cho比值0.11。

3 讨 论

脑肿瘤的发生率较高，是神经系统较为多见的一种疾病，约占肿瘤的1%～3%。起源于脑、脑膜、神经、血管及脑附件，或身体其他组织转移侵入颅内而成。临床症状多表现为头痛，呕吐，视神经乳头水肿等。CT和MRI在肿瘤影像学检查中最常见，MRI扫描检查无需改变受检者体位，可多角度、多参数对病变区进行连续检查，安全性高且无辐射，。临床上多采用MRI扫描对脑部病变患者进行检查，但MRI常规扫描在疾病定性方面不尽人意。随着MRI技术和设备的更新，DWI和MRS的运用越来越多[2-3]。DWI和MRS对中枢神经系统疾病具有较大的诊断与鉴别诊断价值[4-5]。DWI与常规成像方式不同，是以水分子运动为基础，对脑部基本生理状态信息进行反映。可反映水分子的布朗运动、即反映水分子在活体组织内运动扩散；具有较快的成像速度，提高脑部肿瘤病变的诊断。文献显示，DWI在诊断急性脑梗死具有较高的敏感性和特异性[6]，且在肿瘤、感染、外伤等颅内其他病变中也具有相应的诊断、鉴别诊断价值，且能对疾病良恶性程度以及疾病特征进行较为准确的评价[7]。DWI上组织信号强度受扩散敏感梯度场、持续时间、间隔时间以及水分子扩散自由度影响。扩散敏感系数越大，弥散权重越大，正常组织与病变组织间的对比度越大，DWI敏感性越强。DWI与ADC值对肿瘤区域进行共同测定能提高脑肿瘤诊断准确性。本文研究结果显示，高级别胶质瘤ADC值低于低级别胶质瘤，高级别胶质瘤往往肿瘤细胞生长快、倍增时间短，导致肿瘤内部更密实、水分子的扩散受限更明显，根据胶质瘤ADC值的不同，可对胶质瘤级别进行评估。脑转移瘤ADC值和高级别胶质瘤ADC值无显著差异是由于转移瘤和高级别胶质瘤均容易发生坏死、囊变，导致水分子扩散的各向同性较正常脑组织明显[8]。

MRS是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一无损伤技术，是磁共振成像和波谱技术完美结合的产物，是新型的功能分析诊断方法。目前临床使用的多为1H-MRS技术。1H-MRS通过对NAA、Cr、Cho、Lac和Lip等脑内代谢物进行检查，来对脑部肿瘤进行定性、分级[9]。除低度恶性胶质病、病灶小于采集范围、浸润肿瘤外，其他脑部肿瘤均在神经元受损的情况下NAA降低；肿瘤恶性程度越高，Cho的升高越明显，但肿瘤坏死区除外；组织能量代谢物升高时Cr降低。低级别胶质瘤rNAA明显高于高级别胶质瘤，而rCho则明显低于高级别胶质瘤。低级别胶质瘤NAA/Cho和NAA/Cr明显高于高级别胶质瘤，而Cho/Cr明显低于高级别胶质瘤。胶质瘤起源于胶质细胞，其本身一般含有一定量的神经元细胞，仍能产生一定量的NAA，但较正常神经元细胞减少；所以MRS中NAA值降低。高、低级别胶质瘤间，因为肿瘤细胞分化的程度不同，肿瘤级别越高、其坏死囊变就越明显、残存的神经元就越少，导致细胞产生的NAA的量就越低，而级别越高的胶质瘤，肿瘤细胞增殖越厉害，其Cho越高。脑转移瘤rNAA明显高于高级别胶质瘤，转移瘤NAA/Cho和NAA/Cr也均明显高于高级别胶质瘤。由于脑转移瘤大多是脑外肿瘤转移到脑内，肿瘤细胞缺乏神经元，很少产生NAA，故NAA峰值很低或不可见[10]。部分转移瘤波谱分析可见一定高度的NAA峰，多是因为周围脑组织的部分容积效应所致。有文献显示，一些特征波峰的出现也能帮助肿瘤进行诊断，如Lac峰和Lip峰通常出现在星形细胞瘤和脑转移瘤中[11]。

磁共振DWI联合MRS扫描应用于脑肿瘤患者的检查中，一定程度上可以弥补常规MR检查的不足。DWI、MRS结合MRI常规检查，可对肿瘤恶性程度进行分级以及定性分析，对脑肿瘤具有一定的诊断和鉴别诊断价值，从而指导临床医生进行正确的判断和治疗，值得临床推广应用。但由于本研究样本数较少且研究时间较短，因此需要更多的临床研究验证。