磁共振波譜分析在判斷膠質(zhì)瘤性質(zhì)中的價值研究,神經(jīng)病學(xué)論文

磁共振波譜分析在判斷膠質(zhì)瘤性質(zhì)中的價值研究,神經(jīng)病學(xué)論文膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性神經(jīng)上皮腫瘤，在各種顱內(nèi)腫瘤中發(fā)病率最高，約占35.2%~61%[1].由于其蟹足樣侵襲性生長，手術(shù)完全切除特別困難，術(shù)后易復(fù)發(fā)。對于膠質(zhì)瘤預(yù)后評判，腫瘤級別是重要因素。術(shù)前初步判定腫瘤的級別以及病變浸潤范圍對手術(shù)方式的制定、判定術(shù)后復(fù)發(fā)及術(shù)后綜合治療等至關(guān)重要[2].磁共振波譜分析〔magneticresonancespecroscopy,MRS〕是建立在MRI基礎(chǔ)上，利用磁共振現(xiàn)象及化學(xué)移位原理，對特定的原子核及化合物定量分析的一種功能診斷分析技術(shù)，也是一種無創(chuàng)性利用活體器官組織代謝和化合物定量分析的檢查方式，它在常規(guī)MRI檢查反映形態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步從組織學(xué)角度評價腫瘤內(nèi)部組織和細(xì)胞生化代謝特點(diǎn)，彌補(bǔ)了常規(guī)MRI檢查的缺乏。本研究結(jié)合傳統(tǒng)MR成像，利用1H-MRS對同一級別腦膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)分別與瘤體區(qū)、對側(cè)正常腦組織區(qū)間各代謝物及比值的變化，討論膠質(zhì)瘤的浸潤范圍，通過一樣代謝物比值兩兩級別間比擬，討論MRS對于判定膠質(zhì)瘤性質(zhì)的臨床指導(dǎo)價值。1材料與方式方法1.1研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)：①手術(shù)前行常規(guī)MRI及1H-MRS檢查；②術(shù)前行活檢或術(shù)后病理明確診斷腦膠質(zhì)瘤；③檢查前未行放療或化療；④檢查前無頭部外傷史或顱腦手術(shù)病史；⑤患者知情同意。回首性分析經(jīng)2020年2月至2021年3月就診于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科33例患者，華而不實男18例，女15例，年齡16~67歲，平均〔4212〕歲，按WHO〔2007〕組織學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)，華而不實Ⅰ級腦膠質(zhì)瘤4例、Ⅱ級腦膠質(zhì)瘤8例、Ⅲ級腦膠質(zhì)瘤10例、Ⅳ級腦膠質(zhì)瘤11例。1.2檢查方式方法行常規(guī)MRI檢查，采用美國GE公司的3.0TSignalHDxsystem磁共振設(shè)備。各參數(shù)包括：T1WI軸位掃描TR=2500ms,TE=18ms,層厚〔ST〕5mm,視野〔FOV〕24cm24cm,鼓勵次數(shù)〔NEX〕1次，矩陣320256;T2WI軸位和矢狀位掃描TR=3800ms,TE=120ms,層厚5.0mm,視野24cm24cm,鼓勵次數(shù)1次，矩陣320256.在行加強(qiáng)掃描前先應(yīng)用多體素化學(xué)移位成像〔chemicalshiftimaging,CSI〕的磁共振波譜分析方式方法，均采用點(diǎn)分辨波譜分析法〔PRESS〕技術(shù)進(jìn)行1H-MRS的相關(guān)采集，結(jié)合腫瘤相關(guān)特征選擇腫瘤最大程度強(qiáng)化的區(qū)域、瘤體周邊區(qū)域及對側(cè)正常組織區(qū)域，盡可能的避開腦室、壞死、囊變、金屬、鈣化等干擾性區(qū)域。多體素掃描參數(shù):TR=1000ms,TE=144ms,視野18cm18cm,體素容積15mm15mm15mm,鼓勵次數(shù)1次,掃描時間328s,最后以1mmol/kg的Gd-DTPA比照劑進(jìn)行加強(qiáng)掃描。1.31H-MRS圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)的處理和分析1H-MRS掃描完后，利用波譜分析自帶分析軟件完成所選區(qū)域相關(guān)代謝產(chǎn)物譜線分析。1H-MRS所檢測的特定代謝指標(biāo)有N-乙酰天門冬氨酸〔NAA〕、肌酸〔Cr〕、膽堿〔Cho〕等。對于感興趣區(qū)選擇，我院采取方式：對于加強(qiáng)相強(qiáng)化明顯的腫瘤瘤體區(qū)體素的選定，通常在強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)；瘤體周圍區(qū)的選定，如腫瘤無強(qiáng)化或輕度強(qiáng)化且周圍區(qū)域在T1、T2加權(quán)相上均未見明顯異常的信號時，瘤周體素選定在T2WI上呈高信號的腫瘤本質(zhì)旁1~2cm,如瘤體周邊在常規(guī)T2WI呈高信號且水腫范圍大時，其腫瘤周圍區(qū)域選定則在常規(guī)T2WI呈高信號而加強(qiáng)T1WI無強(qiáng)化的區(qū)域內(nèi)；而對于正常區(qū)則在對側(cè)正常腦組織區(qū)域選定。每個測定區(qū)結(jié)合病變大小選擇3個體素進(jìn)行測量，然后取平均值減少誤差。1.4統(tǒng)計學(xué)方式方法使用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，1H-MRS中各級別膠質(zhì)瘤瘤體區(qū)、瘤周區(qū)及正常區(qū)中Cho、NAA、Cr及NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr比值均為計量資料以均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差〔xs〕表示。每個級別膠質(zhì)瘤3個區(qū)域各代謝物及相關(guān)比值總體比擬采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的方差分析，再針對同一級別的同一代謝產(chǎn)物及相關(guān)比值，利用瘤周區(qū)分別與瘤體區(qū)、對側(cè)正常區(qū)檢測采用配對t檢驗，根據(jù)兩兩比擬次數(shù)，調(diào)整檢驗標(biāo)準(zhǔn)=0.025.對于瘤體區(qū)，各級別膠質(zhì)瘤中相關(guān)代謝產(chǎn)物比值比擬則采用單因素方差分析，兩兩比擬采用最小顯著差異〔least-significantdifference,LSD〕.檢測水準(zhǔn)=0.05.2結(jié)果2.1不同級別膠質(zhì)瘤各代謝物在波譜上波峰變化Ⅰ、Ⅱ級膠質(zhì)瘤瘤體區(qū)、瘤周區(qū)及正常腦組織區(qū)各代謝物在波譜中的表現(xiàn)可發(fā)現(xiàn)NAA峰升高、Cho峰明顯降低、Cr峰輕度升高，但變化不明顯，上述Ⅰ、Ⅱ級膠質(zhì)瘤患者波譜中均未發(fā)現(xiàn)Lip峰。見圖1.Ⅲ級膠質(zhì)瘤在1H-MRS上瘤體區(qū)、瘤周區(qū)及正常腦組織區(qū)各代謝物波峰表現(xiàn)為NAA峰中度升高、Cho峰明顯降低、Cr峰輕度升高〔或變化不明顯〕。Ⅳ級膠質(zhì)瘤瘤體區(qū)、瘤周區(qū)及正常腦組織區(qū)各代謝物波峰表現(xiàn)為NAA峰明顯升高、Cho峰明顯降低，二者波動幅度大于Ⅲ級膠質(zhì)瘤，Cr峰輕度升高〔或變化不明顯〕，部分患者波譜中可見升高的Lip峰。見圖2.2.2同一級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)分別與瘤體區(qū)和正常區(qū)代謝物比擬先對每個級別膠質(zhì)瘤3個區(qū)域各代謝物及相關(guān)比值總體進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的方差分析比擬Cho、NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr的差異有統(tǒng)計學(xué)意義〔F分別為278.795、260.354、290.927、191.008、1388.793,P0.025〕，Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義〔F=310.330,P0.025〕。判定Ⅰ級膠質(zhì)腫瘤實體區(qū)域大小時，Cho、Cho/Cr、NAA/Cho在瘤體區(qū)和瘤周區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為4.14、4.01、5.18,P0.025〕;判定腫瘤浸潤范圍時，Cho、Cr、NAA/Cho、Cho/Cr在瘤周區(qū)和正常區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為5.81、10.68、5.75、6.60,P0.025〕.判定Ⅱ級膠質(zhì)腫瘤實體區(qū)域大小時NAA、NAA/Cho、NAA/Cr在瘤體區(qū)和瘤周區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為5.99、6.89、5.87,P0.025〕;判定腫瘤浸潤范圍時，Cho、NAA、Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在瘤周區(qū)和正常區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為16.94、8.66、30.30、21.57、6.13、17.94,P0.025〕.判定Ⅲ級膠質(zhì)腫瘤實體區(qū)域大小時，Cho、NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在瘤體區(qū)和瘤周區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為6.24、8.93、13.09、8.95、6.21,P0.025〕;判定腫瘤浸潤范圍時，Cho、NAA、Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在瘤周區(qū)和正常區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為31.38、20.19、15.59、34.97、18.49、32.16,P0.025〕.判定Ⅳ級膠質(zhì)腫瘤實體區(qū)域大小時，Cho、NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在瘤體區(qū)和瘤周區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為8.94、12.53、2.43、14.41、12.28、9.19,P0.025〕;判定腫瘤浸潤范圍時，Cho、NAA、Cr、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在瘤周區(qū)和正常區(qū)之間變化有統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為37.11、40.69、9.58、59.85、38.85、39.9010.025〕.見表1.各級別膠質(zhì)瘤瘤體區(qū)之間代謝指標(biāo)比值〔NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr〕差異均有統(tǒng)計學(xué)意義〔F分別為403.90、159.46、119.91,P0.01〕，見表2.3討論3.11H-MRS在膠質(zhì)瘤浸潤范圍界定中的意義無論是低級別膠質(zhì)瘤還是高級別膠質(zhì)瘤與正常腦組織間均無明顯包膜，其多沿白質(zhì)或包繞軸索，并向周邊正常組織彌漫浸潤性生長[3].多數(shù)學(xué)者以為隨著腫瘤級別越高，惡性程度越大，浸潤正常腦組織的范圍擴(kuò)大，瘤體周邊水腫區(qū)相應(yīng)也會越大[4].本研究低級別膠質(zhì)瘤〔Ⅰ、Ⅱ〕12例，華而不實瘤體在加強(qiáng)T1WI上無強(qiáng)化或輕度強(qiáng)化且瘤周區(qū)在T2WI上無明顯高信號5例，而加強(qiáng)瘤體區(qū)其瘤周區(qū)域在T2WI上稍長T2信號4例，長T2信號3例，通過波譜分析作為判定Ⅰ級膠質(zhì)腫瘤實體區(qū)、浸潤范圍，Cho、Cho/Cr、NAA/Cho在三個區(qū)域變化都具有重要指導(dǎo)意義，而Cr變化差異在判定Ⅰ級腫瘤浸潤范圍更具有意義；判定Ⅱ級膠質(zhì)瘤實體區(qū)、浸潤范圍，NAA、NAA/Cho、NAA/Cr在三個區(qū)域變化都具有重要指導(dǎo)意義，而Cr、Cho/Cr變化差異在判定Ⅱ級腫瘤浸潤范圍更具有意義。對于高級別膠質(zhì)瘤〔Ⅲ、Ⅳ〕21例中瘤體周圍在加強(qiáng)T1WI上無強(qiáng)化，而常規(guī)T2WI上稍長T2信號7例，長T2信號14例，通過波譜分析判定Ⅲ、Ⅳ級膠質(zhì)瘤實體區(qū)、浸潤范圍，Cho、NAA、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr在三個區(qū)域變化都具有重要指導(dǎo)意義。而Cr變化差異在判定Ⅲ級腫瘤浸潤范圍更具有意義。這一發(fā)現(xiàn)對于術(shù)前初步判定腦膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)腫瘤浸潤范圍，預(yù)估術(shù)中腫瘤的切除程度、判定術(shù)后復(fù)發(fā)及綜合治療都具有一定臨床意義。1H-MRS是在常規(guī)MRI檢查的基礎(chǔ)上，利用化學(xué)位移原理測定體內(nèi)化學(xué)成分而進(jìn)行分析的一種無創(chuàng)性診斷技術(shù)，它通過檢測多種代謝物質(zhì)的濃度,華而不實以N-乙酰天門冬氨酸〔NAA〕、肌酸〔Cr〕、膽堿〔Cho〕為主，利用各代謝物在不同區(qū)域波峰下面積變化對腫瘤及其侵犯區(qū)域進(jìn)行初步分析、判定。本研究通過33例膠質(zhì)瘤患者1H-MRS中各代謝物變化發(fā)現(xiàn)，NAA峰隨著選取部位由對側(cè)正常區(qū)經(jīng)瘤周區(qū)移向瘤體區(qū)，波峰逐步降低，且與腫瘤惡性程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與膠質(zhì)瘤侵犯正常神經(jīng)元，造成神經(jīng)元減少，相應(yīng)功能降低有關(guān)[5].Cho是磷脂代謝的成分，主要反映細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，33例患者中Cho峰在瘤體區(qū)峰值最高，與腫瘤惡性程度呈正相關(guān)關(guān)系，講明隨著腫瘤惡性程度的不斷增加，細(xì)胞膜分裂增生越活潑踴躍，膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力越明顯[6],所以對于腫瘤細(xì)胞侵犯的區(qū)域，Cho值升高也是當(dāng)前較為一致的看法[7,8].Cr在腦內(nèi)介入各種能量代謝，常作為能量代謝的一種標(biāo)志，其濃度在腦組織中較為穩(wěn)定，故在波譜中常用為內(nèi)部基準(zhǔn)值，本研究利用瘤周區(qū)分別與瘤體區(qū)、正常腦組織區(qū)比擬可以發(fā)現(xiàn)，Cr變化程度不明顯。對于瘤周區(qū)與瘤體區(qū)代謝物比值比擬發(fā)現(xiàn)，低級別Ⅰ級膠質(zhì)瘤NAA、Cr及NAA/Cr值差異無統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為3.06、0.25、2.88,P0.025〕,Ⅱ級膠質(zhì)瘤Cho、Cr及Cho/Cr值差異無統(tǒng)計學(xué)意義〔t值分別為2.42、0.29、2.39,P0.025〕,原因可能與部分低級別膠質(zhì)瘤瘤周區(qū)水腫范圍相對較小體，素定位準(zhǔn)確性降低，受瘤體本質(zhì)區(qū)影響，造成NAA、Cho峰在瘤體及瘤周區(qū)變化程度不大有關(guān)。固然通過1H-MRS中各代謝物變化反映了瘤周區(qū)存在腫瘤浸潤，但當(dāng)前因體素較大，對于腫瘤及正常區(qū)，尤其對于低級別膠質(zhì)瘤浸潤范圍準(zhǔn)確性的界定存在困難，所以利用磁共振波譜分析來精到準(zhǔn)確腫瘤侵襲范圍仍需波譜分辨率的提高[9].3.21H-MRS在判定腦膠質(zhì)瘤惡性程度中潛在研究價值本研究通過各級別膠質(zhì)瘤浸潤程度的變化，利用1H-MRS對各代謝物比值變化分析，初步講明1H-MRS具有術(shù)前判定腫瘤惡性程度的能力，對手術(shù)方案的制定及術(shù)后復(fù)發(fā)的評估、綜合診療均具有重要的臨床價值。通過一樣代謝物比值〔NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr〕在兩兩級別膠質(zhì)瘤中比擬時，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義〔F分別為403.90、159.46、119.91,P0.05〕,且隨著腫瘤惡性程度的增加，NAA/Cho、NAA/Cr值越低，Cho/Cr值越高，相關(guān)文獻(xiàn)中也有所發(fā)現(xiàn)[10-12].Speck等[13]相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)星形細(xì)胞瘤中Cho/Cr值與腫瘤惡性級別表現(xiàn)為一定的正相關(guān)性。通過相關(guān)文獻(xiàn)研究可看出Cho/Cr值在腫瘤中越高，提示腫瘤惡性程度也越高。另外，本研究在21例高級別〔Ⅲ、Ⅳ〕膠質(zhì)瘤中16例患者波譜可見明顯Lip峰，這與惡性腫瘤內(nèi)部發(fā)生缺血性壞死和或脂肪變性、細(xì)胞膜毀壞嚴(yán)重時，游離的脂質(zhì)增加有關(guān)，相關(guān)研究表示清楚異常增高的Lip峰也預(yù)示著腫瘤惡性程度高[14,15].總體而言，結(jié)合傳統(tǒng)MR成像特點(diǎn)，進(jìn)一步利用1H-MRS在不同區(qū)域中各代謝物濃度的變化判定腫瘤浸潤范圍，這對于臨床醫(yī)師術(shù)前評估、術(shù)中切除范圍確實定及術(shù)后綜合治療確實定均發(fā)揮著重要的意義。但由