劉鐵軍 鄭英杰

(廣西柳州市人民醫(yī)院放射科，柳州市 郵編，E-mail：lzryltjmr@126.com)

臨床創(chuàng)新

氫質(zhì)子磁共振波譜聯(lián)合彌散加權(quán)成像在鑒別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性損傷中的應(yīng)用價值▲

劉鐵軍 鄭英杰

(廣西柳州市人民醫(yī)院放射科，柳州市 郵編，E-mail：lzryltjmr@126.com)

目的 探討氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)聯(lián)合彌散加權(quán)成像(DWI)在鑒別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性損傷中的應(yīng)用價值。方法 選取25例腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)(復(fù)發(fā)組)及15例放射性腦損傷患者(放射性壞死組)，均行1H-MRS和DWI檢查，收集患者治療后首次出現(xiàn)實質(zhì)強化區(qū)的膽堿(Cho)/肌酐(Cr)、Cho/N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、NAA/Cr比值，以及相應(yīng)區(qū)域的表觀彌散系數(shù)(ADC)值。并應(yīng)用受試者工作特征(ROC)曲線評價以上4個參數(shù)鑒別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性損傷的效能。結(jié)果 放射性壞死組的ADC值顯著高于復(fù)發(fā)組(P<0.05)，而Cho/Cr和Cho/NAA值顯著低于復(fù)發(fā)組(P<0.05)；兩組NAA/Cr比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。ROC曲線結(jié)果顯示，Cho/Cr值曲線下面積為0.935，診斷界值為2.24(P<0.05)，敏感性及特異性分別為93.3%、86.4%；Cho/NAA曲線下面積為0.874，診斷界值為1.975(P<0.05)，敏感性及特異性分別為100.0%、78.0%；NAA/Cr曲線下面積為0.618，診斷界值為0.625(P>0.05)；ADC曲線下面積為0.974，診斷界值為9.895×10-4 mm2/s(P<0.05)，敏感性及特異性分別為86.7%、100.0%。結(jié)論1H-MRS和DWI的多個參數(shù)能夠有效鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性損傷，對臨床治療方案的制訂具有重要參考價值。

腦膠質(zhì)瘤；氫質(zhì)子磁共振波譜成像；彌散加權(quán)成像；術(shù)后；復(fù)發(fā)；放射性性腦損傷

腦膠質(zhì)瘤作為顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤，其生長方式為沿白質(zhì)纖維束浸潤性生長，且惡性程度越高浸潤越明顯，因此手術(shù)難以完全徹底切除腫瘤，通常需要在術(shù)后輔助以放射治療以延長患者的生存期。但在臨床工作中，放射性損傷已經(jīng)成為放射治療的嚴重并發(fā)癥，并且放射性性腦損傷影像學(xué)特征與膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)類似。對放射性腦損傷與膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)進行鑒別對臨床制定下一步治療方案有重要參考價值，因此這成為臨床關(guān)注和研究的熱點[1]。本文旨在通過氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)結(jié)合彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)，評價兩種磁共振技術(shù)在鑒別腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷中的應(yīng)用價值，為快速準確地鑒別放射性腦損傷和膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)提供有效的影像學(xué)參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2013年1月至2015年12月我院收治的40例腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)或放射性腦損傷患者，年齡(43±7.8)歲，其中膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)(復(fù)發(fā)組)25例，放射性腦損傷(放射性損傷組)15例。納入標準：(1)所有患者均經(jīng)常規(guī)放射治療；(2)均經(jīng)手術(shù)病理或隨訪(隨訪時間>6個月)證實為腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)或放射性腦損傷，常規(guī)MRI掃描首次發(fā)現(xiàn)強化灶以后立刻進行DWI和1H-MRS掃描。排除標準：(1)放射治療后時間短于半年；(2)病變部位特殊，病灶接近顱頂及顱底骨質(zhì)，易造成磁場不均勻，影響檢查結(jié)果準確性；(3)患者有起搏器置入及其他磁共振檢查的禁忌證[2]。放射性腦損傷的診斷標準：手術(shù)病理未見腫瘤細胞；或影像學(xué)定期隨診病灶無變化或病灶縮小，水腫減輕；臨床表現(xiàn)逐漸好轉(zhuǎn)。腫瘤復(fù)發(fā)的診斷標準：手術(shù)病理找到腫瘤細胞或影像學(xué)定期隨診病灶進行性增大；臨床表現(xiàn)逐漸惡化。

1.2 檢查方法 使用Philips Achieva 3.0T TX/GE Singa HDe 1.5T磁共振成像系統(tǒng)、8通道相控陣線圈進行掃描。檢查序列包括常規(guī)T1加權(quán)成像(T1-weighted image，T1WI)、T2加權(quán)成像(T2-weighted image，T2WI)、DWI和1H-MRS。具體成像參數(shù)：T1WI，層厚7 mm，層間距2 mm，視野(field of vision，F(xiàn)OV )24 cm×24 cm，矩陣192×256，激勵次數(shù)(number of excitations，NEX)=2，T1加權(quán)液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(T1-weighted fluid-attenuated inversion recovery，T1-FLAIR)序列，重復(fù)時間(repetition time，TR)/重復(fù)時間(echo time，TE)=2 100 ms/9.0 ms，反轉(zhuǎn)時間(invert time，TI)=750 ms，成像時間90 s；T2WI，層厚7 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣192×256，NEX=2，快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)/快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE)序列，TR/TE=3 000 ms/95 ms，成像時間110 s；DWI：采用自旋回波(spin echo，SE)平面成像技術(shù)，3個垂直平面彌散梯度，b值取0、1 000 s/mm，TR/TE=8 000 ms/120 ms，層厚/間隔6 mm/1 mm，成像時間約60 s。在常規(guī)增強完成后行1H-MRS掃描，采用3D/2D點分解頻譜分析法(point resolve spectroscopy，PRESS)序列，反轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 12 cm×12 cm，體素10 mm×10 mm，TR 1 000 ms，信號平均次數(shù)(number of signal averaged，NSA)=1，用時6 min 10 s，體素放置區(qū)盡量避開囊變、壞死等部位。

1.3 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用MR Extended Workspace(EWS)工作站后處理軟件進行1H-MRS和DWI分析。(1)1H-MRS分析方法為：將MRS原始圖像導(dǎo)入工作站，軟件自動完成信號平均、基線校正、相位循環(huán)、代謝物識別及峰值計算，分別獲得實質(zhì)強化區(qū)域的膽堿(choline，Cho)/肌酸(creatine，Cr)、CHo/N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl aspartate，NAA)和NAA/Cr值。(2)DWI分析方法為：將DWI圖像導(dǎo)入工作站，自動計算出表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖，ADC值的實質(zhì)強化區(qū)測量應(yīng)盡量與1H-MRS體素放置區(qū)保持一致，本研究中經(jīng)3次測量，取標準差最小的一組數(shù)據(jù)的平均值。實質(zhì)強化區(qū)的確定需結(jié)合T1增強圖像，并由兩位有10年以上臨床經(jīng)驗的醫(yī)生共同確定，選取實質(zhì)強化區(qū)最大層面，并盡量避開囊變、壞死、出血等區(qū)域。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料以(x±s)表示，所有數(shù)據(jù)均進行正態(tài)性檢驗，對于滿足正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用獨立樣本t檢驗，不滿足的采用Mann-Whitney U檢驗。本文中所有數(shù)據(jù)均滿足正態(tài)分布，采用獨立樣本t檢驗。應(yīng)用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線求得曲線下面積、診斷界值及診斷敏感性、特異性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性腦損傷區(qū)的1H-MRS及DWI表現(xiàn) 腫瘤復(fù)發(fā)者Cho波較放射性腦損傷者明顯升高，并且在b=1 000的DWI圖中，復(fù)發(fā)組的信號也高于放射性損傷組，見圖1和圖2。放射性壞死組的ADC值顯著高于復(fù)發(fā)組(P<0.05)，而Cho/Cr和Cho/NAA值顯著低于復(fù)發(fā)組(P<0.05)；兩組NAA/Cr比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

圖1 腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的1H-MRS及DWI表現(xiàn)

注：患者女，41歲，腦質(zhì)瘤放射治療結(jié)束3個月后隨訪發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)。圖A為MRI T1增強圖像顯示，左側(cè)額顳葉明顯不均勻強化病灶；圖B 為DWI圖示，左側(cè)額顳葉病灶區(qū)呈高信號，提示彌散受限；圖C、D為MRS圖顯示，提示病灶區(qū)病灶區(qū)Cho升高，NAA、Cr明顯減低，Cho/NAA、Cho/Cr比值升高，提示腫瘤復(fù)發(fā)。

圖2 腦膠質(zhì)瘤放射性腦損傷患者的1H-MRS及DWI表現(xiàn)

注：患者男，45歲，腦質(zhì)瘤放射治療結(jié)束隨訪1年以上，病情穩(wěn)定。圖A為MRI T1增強圖，右側(cè)額、顳葉可見中度強化不均勻強化病灶；圖B為DWI圖，右側(cè)額、顳葉病灶區(qū)呈等信號改變，未見彌散受壓；圖C、D為MRS圖，提示病灶區(qū)Cho輕度減低，NAA、Cr明顯減低，Cho/NAA、Cho/Cr比值稍升高，提示放射性腦損傷改變。

2.21H-MRS和DWI參數(shù)鑒別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性腦損傷的ROC曲線分析 ADC、Cho/Cr和Cho/NAA三者在對應(yīng)的診斷閾值下，敏感性和特異性都較好，而NAA/Cr的ROC曲線分析無統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

表1 兩組1H-MRS及DWI參數(shù)比較(x±s)

表2 1H-MRS及DWI參數(shù)的ROC曲線分析

3 討 論

3.11H-MRS在鑒別腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷中的價值 膠質(zhì)瘤具有彌漫生長特性，是臨床當中最難以治愈、復(fù)發(fā)率最高的腫瘤?；颊咭环矫嫘枰ㄟ^手術(shù)后結(jié)合放射治療來延長生存期，另一方面也必須忍受放射治療引起的組織損傷。因此，在臨床工作中有效鑒別膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性腦損傷有助于判斷治療效果，進而為臨床醫(yī)生制訂治療方案提供參考。常規(guī)MRI平掃及增強檢查是最常用的磁共振檢查技術(shù)，但腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)及放射性腦損傷在磁共振增強檢查時示均顯示病灶區(qū)域強化，因此二者的鑒別診斷非常困難[3-4]。

1H-MRS是目前唯一無創(chuàng)的、可反映活體組織病理生理及生化變化的技術(shù)，可檢測常規(guī)MRI不能顯示的組織代謝情況。MRS反映腦組織代謝的化合物主要有NAA、Cho、Cr等。由于腫瘤細胞增殖旺盛、細胞代謝加快，細胞膜及細胞器的崩解可釋放游離的膽堿，1H-MRS表現(xiàn)為Cho峰升高；腫瘤細胞呈浸潤性生長，神經(jīng)細胞遭到破壞，故其NAA峰降低[5]。故在腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者中，其1H-MRS典型表現(xiàn)為NAA顯著降低，Cr稍下降，Cho不同程度升高，Cho/Cr、Cho/NAA均升高[6-7]，而NAA/Cr的值比較難以預(yù)測。放射性腦損傷是放療后的并發(fā)癥，其病理生理學(xué)基礎(chǔ)尚未完全清楚，與患者治療過程中的照射劑量、照射視野大小及照射頻率、生存時間有關(guān)。當發(fā)生放射性壞死時，若在初期掃描，由于存在細胞破壞與炎性修復(fù)，可以造成Cho升高和NAA峰減低，但由于這時的細胞增殖處于正常范圍內(nèi)，其升高和降低程度遠不如復(fù)發(fā)腫瘤細胞。當掃描發(fā)生在放射性損傷末期時，除脂質(zhì)成分以外，其他代謝物表現(xiàn)水平均較低，因此1H-MRS表現(xiàn)為NAA、Cho、Cr都處于較低水平[8-9]。因此本文采用了Cho/Cr、Cho/NAA和NAA/Cr這3個參數(shù)，結(jié)果顯示放射性壞死組的ADC值顯著高于復(fù)發(fā)組(P<0.05)，Cho/Cr和Cho/NAA值顯著低于復(fù)發(fā)組(P<0.05)，而兩組NAA/Cr比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，符合以上的規(guī)律；此外，ROC曲線分析結(jié)果顯示只有Cho/Cr和Cho/NAA具有統(tǒng)計學(xué)意義，且診斷效能較高。孟明柱等[10]的研究也發(fā)現(xiàn)，Cho/Cr、Cho/NAA的比值可以比較直觀地評價顱內(nèi)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷，與本文的研究結(jié)論相似。NAA/Cr值并無統(tǒng)計學(xué)意義，可能有以下兩方面的原因：一方面病例數(shù)較少；另一方面Cr的值同膠質(zhì)瘤級別相關(guān)，本文中并未考慮該影響因素。

3.2 DWI在鑒別腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷中的價值 DWI是目前唯一一種能夠直接在活體組織上測量水分子擴散運動與成像的方法，可通過DWI間接了解細胞的密度、功能狀態(tài)及微觀結(jié)構(gòu)的改變，因此可通過ADC值的測量來定量研究水分子擴散運動的大小[11]。在腫瘤組織中，細胞排列越緊密，密度越大，細胞間隙相對越狹窄，細胞內(nèi)水分子擴散就越受到限制，故低級別膠質(zhì)瘤的DWI表現(xiàn)為等或低信號，ADC值相對增高，而高級別膠質(zhì)瘤的DWI表現(xiàn)為高信號，ADC值較低[12]。而在放射性損傷中，組織細胞壞死、液化等致使細胞密度減少，細胞間隙增大，水分子彌散運動能力活躍導(dǎo)致ADC值升高，而對于復(fù)發(fā)病例，由于腫瘤組織細胞密度高、細胞外間隙小，水分子彌散運動能力下降，致使ADC值減低[13]。本文結(jié)果也顯示，放射性壞死組的ADC值顯著高于復(fù)發(fā)組(P<0.05)。Asao等[14]發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)組織ADC 值低于放射損傷組織。雖然由于機器的差異，各個實驗求解出來的具體ADC值有差異，但是卻具有相同的趨勢，本研究的研究結(jié)果與以上研究結(jié)果相似。此外，ROC曲線分析結(jié)果顯示，ADC鑒別腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷的敏感性和特異性都較高。因此，對于放療后出現(xiàn)異常強化的病灶，ADC值的測量有助于判定病灶內(nèi)是否存在腫瘤細胞密集區(qū)，對于評估放射治療效果有一定價值。

3.3 多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷鑒別中的意義 由于膠質(zhì)瘤的生長特性及腫瘤內(nèi)成分復(fù)雜，術(shù)后所致的局部損傷、膠質(zhì)增生、伽瑪?shù)吨委熀笏碌膿p傷以及腫瘤不同轉(zhuǎn)歸造成腫瘤成分混雜等原因，單純利用一種磁共振成像技術(shù)對病變進行分析有一定的局限性。通過對DWI和H-MRS的多參數(shù)定量分析，能顯著改善復(fù)發(fā)與損傷的鑒別診斷準確率，對臨床制訂治療方案具有重要參考價值。

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廣西醫(yī)藥衛(wèi)生科研課題(Z2013648)

劉鐵軍(1969～)，男，碩士，副主任醫(yī)師，研究方向：神經(jīng)及頭頸影像學(xué)診斷。

R 739.41

A

0253-4304(2016)05-0711-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.05.33

2016-01-14

2016-04-05)