磁共振波谱成像检查对脑胶质瘤的诊断价值

庞瑜丹，张玮，胡喆

上海市静安区中心医院放射科，上海 200040

脑胶质瘤是由大脑、脊髓胶质细胞癌变引起的原发性颅内肿瘤，年发病率为3/10万～8/10万[1]。脑胶质瘤发病机制复杂且发病多与先天的遗传高危因素、环境因素等共同作用有关，临床上常根据肿瘤形态、恶性程度、病灶部位进行分类[2]。既往研究表明，脑胶质瘤临床表现复杂，主要取决于占位效应及其影响的脑区功能，随着病程的延长可引起头痛、恶心呕吐、视物模糊等，严重者可引起视觉丧失、疼痛及麻木等，影响患者的生活质量和生命健康[3]。病理学检查是诊断脑胶质瘤的金标准，能判断病灶性质、部位，可指导手术及放化疗，但该检查方法创伤较大、可重复性差，难以在基层医院推广应用[4-5]。磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）检查是一种磁共振检查的新技术，是唯一能在活体、无创状态下反映不同类型脑肿瘤代谢过程及方式的检查方法，能广泛应用于脑肿瘤分级、治疗及鉴别诊断中，但其诊断价值及效能存在争议[6-7]。本研究探讨MRS检查在脑胶质瘤中的诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年9月至2021年5月上海市静安区中心医院收治的疑似脑胶质瘤患者。纳入标准：①均进行MRI、MRS检查及病理学检查[8]；②伴有不同程度头痛、头昏、肢体乏力、呕吐等症状，部分患者伴有视力下降、语言不清等；③均无MRS检查禁忌证，且患者均可耐受；④病历资料完整。排除标准：①合并严重颅脑损伤，具有手术或放化疗史；②合并精神异常、认知功能异常或伴有自身免疫系统疾病；③合并其他部位恶性肿瘤、转移瘤。依据纳入和排除标准，本研究共纳入68例疑似脑胶质瘤患者，其中男39例，女29例；年龄35～79岁，平均（56.84±7.49）岁；体重指数（body mass index，BMI）为18～29 kg/m2，平均（23.29±3.61）kg/m2；病程1～6个月，平均（3.23±0.51）个月；合并症：高血压4例，糖尿病2例，高脂血症6例。本研究经医院伦理委员会批准通过，所有患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2 检查方法

所有患者均接受3.0T磁共振扫描仪进行MRI常规扫描，采用二维多体素波谱图像（2D-CSI）获得MRS图像，并将检查结果与病理结果进行比较，分析其诊断价值，具体方法如下。

常规MRI检查：采用GE 3.0T Signa 750磁共振仪对患者进行检查，标准头部表面线圈，检查时患者取仰卧位，头先进，常规完成MRI检查，设定相关序列参数。T1加权液体衰减反转恢复（T1-fluid attenuated inversion recovery，T1-FLAIR）序列：重复时间（repetition time，TR）2505.6 ms，回波时间（echo time，TE）24.0 ms，层厚6.0 mm，层距2.0 mm，矩阵320×224，视野280 mm×280 mm。T2加权液体衰减反转恢复（T2-fluid attenuated inversion recovery，T2-FLAIR）序列：TR 为 8000.0 ms，TE 为145.0 ms，层厚 6.0 mm，层距 2.0 mm，矩阵 256×224，视野280 mm×280 mm。T2 Propeller序列：TR为4690.0 ms，层厚6.0 mm，层距2.0 mm。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）：TR 为3800.0 ms，TE为61.6 ms，层厚6.0 mm，层距2.0 mm，矩阵128×128，视野280 mm×280 mm。T1加权成像（T1 weighted imaging，T1WI）：TR 为 2578.5 ms，TE为24.0 ms，层厚6.0 mm，层距1.0 mm，矩阵320×224，视野280 mm×280 mm。对于需要进行增强MRI检查的患者，扫描前经肘静脉注射钆喷替酸葡甲胺0.2 mmol/kg，常规MRI扫描后采用电分辨波谱（PRESS）程序进行增强扫描。

MRS影像检查采用GE 3.0T Signa 750磁共振工作站中波谱处理软件，以MRI常规扫描影像为依据对患者进行检查。患者取仰卧位，根据MRS的影像特点完成扫描层面的选择，完成多体素波谱检查，结合检查部位设定相关参数：单体素TR为 1500 ms，TE 为 35 ms，采集时间 228 s；多体素TR为1000 ms，TE为144 ms，选择感兴趣体素（体素大小10 mm×10 mm×10 mm），采集时间328 s。影像学分析：感兴趣区（region of interest，ROI）包括肿瘤体区、周围组织区及对侧正常脑组织区，其中，肿瘤体区指T1WI明显强化，且无囊变坏死区域；周围组织区指T1WI图像上呈均匀低信号，T2加权成像上呈均匀高信号，未见确切明显强化且尽可能靠近肿瘤实质边缘，需结合MRI增强图像结果。对照平扫及增强图像，在波谱图像层面分别于肿瘤体区、周围组织区及对侧正常脑组织区3个部位选择谱线质量良好的体素作为ROI，采用Linux工作站Functool软件及高斯曲线拟合N-胰腺天门冬氨酸（N-pancreatic aspartic acid，NAA）、肌酸（creatine，Cr）、胆碱（choline，Cho），测定脂质与乳酸峰的峰面积；比较肿瘤体区和周围组织区的MRS 影像参数，包括 NAA/Cr、Cho/NAA、[脂质（lipid，Lip）+乳酸（lactic acid，Lac）]/Cr、Cho/Cr。

1.3 统计学方法

采用SPSS 24.0软件对所有数据进行统计分析，计数资料以例数和率（%）表示，组间比较采用χ2检验；计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验；以病理检查结果为金标准，评估常规MRI、MRS单独及联合检查对脑胶质瘤的诊断价值，联合检查以常规MRI、MRS检查中任意一项阳性即为阳性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规MRI、MRS单独及联合检查对脑胶质瘤的诊断价值

病理检查结果显示，68例疑似脑胶质瘤患者中，阳性41例，阴性27例。常规MRI、MRS联合检查诊断脑胶质的灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值均高于二者单独检查。（表1、表2）

表1 常规MRI、MRS单独及联合检查诊断脑胶质瘤的结果与病理检查结果的对照

表2 常规MRI、MRS单独及联合检查对脑胶质瘤的诊断价值

2.2 肿瘤体区和周围组织区MRS影像参数的比较

41例脑胶质瘤患者中，12例患者最终发生转移，29例患者未发生转移，分别作为转移组和未转移组。转移组与未转移组患者肿瘤体区MRS影像参数 NAA/Cr、Cho/Cr、Cho/NAA、（Lip+Lac）/Cr比较，差异均无统计意义（P＞0.05）。转移组与未转移组周围组织区患者（Lip+Lac）/Cr比较，差异无统计意义（P＞0.05）；未转移组患者周围组织区NAA/Cr明显低于转移组，Cho/Cr、Cho/NAA均明显高于转移组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表3）

表3 肿瘤体区和周围组织区转移组和未转移组患者MRS影像参数的比较（x ±s）

3 讨论

脑胶质瘤是临床发病率较高的恶性肿瘤，以病理检查为金标准，本研究病理检查结果显示，68例疑似脑胶质瘤患者中阳性41例，阴性27例，但病理检查具有一定的风险性、创伤性，难以在基层医院推广应用。MRI是临床常用的脑胶质瘤影像学检查方法，能确定病灶部位，指导临床诊疗，但该方法难以准确评估转移瘤、脑胶质瘤的多发情况，导致临床诊断、鉴别难度较大[9]。但也有研究表明，通过常规MRI检查能区分胶质瘤和转移瘤，避免依靠形态学的变化进行单一诊断[10]。

近年来，MRS检查逐渐应用于脑胶质瘤的诊断中，且效果理想[11]。本研究结果显示，常规MRI、MRS单独及联合检查诊断脑胶质瘤的准确度分别为77.94%（53/68）、89.71%（61/68）、95.59%（65/68）；41例脑胶质瘤患者中，12例患者最终发生转移，29例患者未发生转移，未转移组患者周围组织区NAA/Cr明显低于转移组，Cho/Cr、Cho/NAA均明显高于转移组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。表明MRS检查能提高脑胶质瘤患者的诊断准确度，能准确鉴别脑胶质瘤与转移瘤，可为临床诊疗提供影像学依据。MRS检查属于无创检查，能研究活体内部器官、组织代谢及生理生化改变[12]。在中枢神经系统中，MRS定量检测代谢产物包括Cho、NAA及Cr，其中，Cho波谱位于3.22 ppm，能反映细胞膜代谢程度，可参与细胞膜的合成和代谢，与细胞增殖能力有关，在恶性肿瘤中其表达水平升高；NAA位于成熟神经元内，波谱位于2.02 ppm，为神经元标志物，其表达水平能反映神经元的发育情况及功能改变；Cr为能量基态，在脑组织中水平相对恒定，因此常作为波谱分析的内参，如Cho/Cr、NAA/Cr等。对于正常组织而言，生化指标、代谢信息出现异常的时间先于病变部位的改变，因此MRS检查对脑胶质瘤的诊断具有独特的优势[13]。同时，MRS检查能为病变提供更加深入的诊断信息，弥补MRI检查的弊端和不足，有助于提高诊断准确度。MRS检查能在活体情况下观察细胞代谢、生化成分改变，主要是由于在一个空间内，不同信号峰值存在差异，能借助不同的峰值曲线，从而实现对不同病灶组织的区分、鉴别[14]。既往研究表明，MRS检查属于一种新型检查技术，通过谱线与数据获得代谢产物信息，且与常规MRI检查相比，该检查方法对磁场强度、均匀度要求更高，且提高外加磁场有助于提高MRS图像质量，能获得较高的临床诊断效能[15]。本研究结果显示，常规MRI、MRS联合检查诊断脑胶质的灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值均高于二者单独检查。表明MRS联合常规MRI检查对脑胶质瘤的诊断效能较高。因此，临床对疑似脑胶质瘤患者应加强常规MRI扫描，必要时可联合MRS检查，帮助患者早期确诊，指导临床诊疗。

综上所述，MRS检查对脑胶质瘤有较高的诊断效能，联合常规MRI检查可获得较高的诊断灵敏度、特异度和准确度，可为临床诊疗提供影像学依据。