磁共振波譜對腦腫瘤診斷及鑒別診斷的應用

磁共振波譜對腦腫瘤診斷及鑒別診斷的應用王萍MRS磁共振波譜(magneticresonancespetroscopy,MRS)是一種利用核磁共振現象和化學位移作用對化合物進行分析的方法，氫質子(1H)具有高自然豐度和核磁敏感性,故1H-MRS在臨床應用的最廣。氫質子所處的化學環(huán)境不同,其屏蔽效應不同,共振頻率也產生差別?；瘜W位移采用檢測物與參照物共振頻率相比較得到的相對值的百萬分之一(partpermillion,PPM)表示。成像技術要求：1、有效勻場獲得高分辨率波譜的必要條件2、有效抑水在腦組織內，水的含量遠高于其他化合物的含量

常用的序列:1、點分辨選擇波譜(pointedresolvedselectivespectroscopy,PRESS)，長TE(135~270ms)，使譜線簡化,信噪比較高,掃描時間較短。2、激勵回波脈沖序列(stimulatedechoacquisitionmode,STEAM)，TE(10~30ms)，適用于觀察肌醇和脂質等短T2代謝物；但信噪比低,對運動較敏感。3、化學位移成像序列（chemicalshiftimagingsequence，CSI），為多體素定位技術，一次掃描可采集多個感興趣區(qū)，便于比較；體素容積較小，信號強度較低，采集次數相對較多，掃描時間延長，且對磁場均勻性要求高單體素波譜多體素波譜掃描一次獲得的譜線分常用代謝物：1、

N-乙酰天門冬氨酸(NAA):是最高的峰,位于2.0PPM，

主要存在于成熟的神經元內,其含量的多少可反映神經元的功能狀態(tài)。腫瘤、多發(fā)性硬化、梗死、缺氧等均可引起NAA濃度的下降;嬰兒腦發(fā)育、成熟過程中以及神經損傷后軸索恢復中NAA會升高,而Cana-van（腦白質海綿狀變性）病是惟一可以引起NAA增高的疾病,是由于該病人體內缺乏NAA水解酶(腫瘤等致腦神經元減少的疾病均能使其降低)?；脽羝?02、

膽堿(Cho):反映腦內總膽堿含量，波峰位于3.2PPM。Cho是細胞膜磷脂代謝的成分之一,反映了細胞膜的轉運。Cho升高是由于膜轉換和細胞增殖增加引起的（腫瘤時細胞增殖增快，細胞膜轉運加快，Cho升高）。Cho也是髓鞘磷脂崩潰的標志,在急性脫髓鞘疾病,Cho的水平顯著升高?；脽羝?03、肌酸(Cr):Cr的峰值位于3.03PPM和3.94PPM,包括肌酸,磷酸肌酸。Cr是腦內能量代謝的提示物,波峰比較穩(wěn)定,常用來作為內標準。4、乳酸(Lac):波峰位于1.32PPM,呈雙峰表現，在正常人腦波譜中該波峰是見不到的,而在病理狀態(tài)下,它常常是糖酵解（細胞無氧降解）的終產物積聚引起。在腦缺血缺氧、缺血、癲癇、腫瘤等情況下會出現Lac峰?；脽羝?05、脂質(Lip):波峰位于0.9PPM、1.3PPM，正常腦組織中的脂質結合于細胞膜和髓鞘上,MRS檢測不到。當這些結構遭到破壞時,脂質轉運加快,產生更多的游離脂質而檢測到。在高級別膠質瘤和腦膜瘤中脂質的增加可反映了組織壞死的進展狀況。6、谷氨酸復合物(Glx):Glx是谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺(Gln)的復合物,其波峰位于2.1~2.4PPM。谷氨酸是一種興奮性神經遞質,參與腦內氨的解毒。谷氨酰胺參與解毒和常規(guī)的神經遞質工作,同時,它是星形細胞的標志物之一。Glx在腦組織內含量低,MRS信號弱,需在高場強(≥1.5T)、短TE(10~20ms)下才能獲得好的譜線?；脽羝?07、丙氨酸（Ala），波峰位于1.3-1.4ppm，與Lac峰位于同樣位置，當TE變長時，峰發(fā)生翻轉，某些腦膜瘤中，Ala峰升高。8、肌醇(MI):位于3.56PPM,是一種星形細胞標志物，其功能與維持神經膠質細胞體積的穩(wěn)定有關，升高提示膠質增生。9、氨基酸（AA）:位于0.9ppm，膿液內中性粒細胞釋放蛋白質分解酶使蛋白質分解為氨基酸所致，常見于腦膿腫中1.322.03.23.03.92.4腦腫瘤波譜表現腦腫瘤中正常神經元細胞為腫瘤細胞所替代，因此NAA消失或降低。腫瘤細胞迅速增殖，細胞代謝增加，Cho顯著升高。腫瘤壞死、囊變區(qū)內細胞明顯減少，細胞增殖、代謝降低，無氧酵解增加，因此NAA、Cho和Cr均明顯降低,可伴有無氧酵解產物Lac峰?？刹捎冒攵浚úǚ逑旅娣e）或相對定量方式（利用某代謝物波峰下面積與某參照物波峰下面積之比，多用Cr為參照物）進行測量。1、膠質瘤波譜表現膠質瘤起源于腦內,由于異常增生的腫瘤細胞侵犯了正常的神經元,其1H-MRS典型表現為NAA明顯降低,Cho峰明顯升高，Cr峰正常或輕度降低，NAA/Cr,NAA/Cho比值降低,Cho/Cr比值升高。多形性膠質母細胞瘤對側正常腦實質腫瘤區(qū)域膠質瘤的分級膠質瘤可能通過不同代謝物水平進行分級,如NAA、Cho、脂質等,其中以NAA/Cho,Cho/NAA,Cho/Cr比值反映腫瘤級別較穩(wěn)定。乳酸峰(Lac)的出現反映了腫瘤的缺氧狀態(tài),但并不能反映腫瘤的良、惡程度。有研究認為腫瘤實質區(qū)及瘤周區(qū)域Cho/NAA,Cho/Cr、Cho/nCho、Lac/Cr比值與腫瘤的級別呈正相關，NAA/Cr與腫瘤級別呈負相關，Cho/NAA與腫瘤級別的相關系數絕對值最大（r=0.62），相關性最高。有研究認為肌醇(MI)水平與膠質瘤的級別具有相關性,低級別膠質瘤的MI/Cr比值(0.82+0.25)明顯高于間變性膠質瘤(0.33+0.16)和膠質母細胞瘤(0.15+0.12)NAA峰明顯降低，Cho峰明顯升高，Lac峰稍高NAA峰輕度降低，Cho峰輕度升高，Lac峰出現但較低二級膠質瘤波譜圖NAA峰中度降低，Cho峰顯著升高，Lac峰明顯升高NAA峰輕度降低，Cho峰輕度升高，Lac峰出現但較低三級膠質瘤波譜圖NAA峰顯著降低，Cho峰顯著升高，Lac峰顯著升高NAA峰輕度降低，Cho峰輕度升高，Lac峰出現但較低四級膠質瘤波譜圖腫瘤復發(fā)Cho可以作為診斷膠質瘤復發(fā)的可信的指標,有研究認為當出現高Cho/Cr比值或動態(tài)觀察Cho/Cr持續(xù)升高時腫瘤復發(fā)的可能性增大。也有研究認為Cho/NAA及Lac/Cr增加，NAA/Cr降低提示腫瘤復發(fā)膠質瘤復發(fā)波譜圖2、腦轉移瘤波譜表現轉移瘤的MRS表現為NAA的缺失，Cho升高，Lip峰的出現，單發(fā)腦轉移瘤MRS形態(tài)近似于高級別膠質瘤,兩者的鑒別有一定困難，對于兩者鑒別目前研究主要在于瘤周區(qū)域，高級別膠質瘤瘤周水腫區(qū)有腫瘤細胞浸潤,而轉移瘤無。Law，SERVER等研究得出,Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA在高級別膠質瘤和轉移瘤中有明顯差異，瘤周Cho/Cr=1.24，Cho/NAA=1.11對兩者鑒別敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為100%，88.9%、80%、100%；100%，91.1%，83.3%，100%。也有對膠質瘤和轉移瘤瘤體區(qū)域采用MRS進行研究的報道。有研究認為瘤體內存在Cr峰提示為高級別膠質瘤可能性大,而無Cr峰多為轉移瘤;當有脂質峰的存在表明膠質瘤和/或轉移瘤瘤內有細胞壞死,無脂質峰存在時轉移瘤可能性小。星形細胞瘤強化區(qū)域MI升高，而轉移瘤中MI未見升高。膠質母細胞瘤膀胱癌腦轉移膠質母細胞瘤轉移瘤3、腦膜瘤波譜表現腦膜瘤可以出現相對特征性的波峰----丙氨酸峰(Ala),位于1.47PPM,被認為是谷氨酰胺轉氨基和部分氧化作用大于糖酵解的結果。腦膜瘤波譜TE=144msTE=30ms非腫瘤性病變腦梗死、腦膿腫