吳鶴林 吳卉卉 侯冬梅 王寧峰 楊孺牛

腦膠質(zhì)瘤為最常見的腦內(nèi)原發(fā)惡性腫瘤[1]，據(jù)調(diào)查，每十萬人中約為10～20人患腦膠質(zhì)瘤，約占腦內(nèi)腫瘤的40%左右[2]，術(shù)前明確的診斷對(duì)臨床下一步的治療至關(guān)重要，目前最常用的診斷方法為MRS[3]。磁共振氫質(zhì)子波譜成像(MRS)和磁共振擴(kuò)散張量成像(DTI)為1種無創(chuàng)的檢查手段[4]，國(guó)內(nèi)外關(guān)于兩種方法的研究多集中于各自獨(dú)立研究，成為腦檢查中重要的輔助掃描方式，如1H-MRS用于鑒別腦部占位性病變性質(zhì)及腫瘤級(jí)別，側(cè)重于對(duì)病變的定性[5]，術(shù)前DTI掃描用于評(píng)估腦腫瘤對(duì)神經(jīng)纖維術(shù)的影響，涉及推移、浸潤(rùn)和截?cái)嗟确矫鎇6]。兩種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用研究較少，主要集中在阿爾茨海默癥[7]等方面，在明確腫瘤邊界、臨近纖維束改變情況的同時(shí)，能以無創(chuàng)的方式研究腦中腫瘤區(qū)、周圍水腫區(qū)、正常區(qū)的代謝特點(diǎn)和微觀結(jié)構(gòu)[8]。為了解腦膠質(zhì)瘤的代謝信息及微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，本文對(duì)腦膠質(zhì)瘤患者腦中不同區(qū)域的代謝物濃度及FA值相關(guān)性進(jìn)行分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究前瞻性納入2014年3月至2017年3月臨床疑似腦膠質(zhì)瘤患者110例，MR檢查后，經(jīng)開顱手術(shù)或穿刺獲得病理診斷結(jié)果，將71例確診為腦膠質(zhì)瘤患者作為研究對(duì)象，男性32例，女性39例，年齡22～75歲，平均年齡為(48.83±11.15)歲。其中Ⅰ～Ⅱ級(jí)低級(jí)別膠質(zhì)瘤37例，Ⅲ～Ⅳ[復(fù)核]級(jí)別膠質(zhì)瘤34例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①病變部位非彌漫性，瘤體、水腫及周圍正常組織分界明顯；②患者未經(jīng)手術(shù)等其他手段治療；③能積極配合掃描者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①為彌漫性腦膠質(zhì)瘤者；②有嚴(yán)重心、肝等器官功能障礙者；③配合度較差者。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法 采用MR掃描儀(美國(guó)GE公司Discovery 750，3.0T)對(duì)所有患者進(jìn)行掃描。分別進(jìn)行軸位T1WI、T2WI，快速軸位、矢狀位及冠狀位的T2WI掃描，軸位T2WI層厚為3 mm，間隔為0 mm，層數(shù)為46。于患者靜脈注射扎噴酸葡胺(0.2 mmol/kg)造影劑后進(jìn)行常規(guī)軸位、矢狀位及冠狀位T1WI掃描。

DTI掃描方法及參數(shù)：以SS-EPI成像序列于T2WI正中矢狀面定位，定位參數(shù)與快速軸位T2WI一致，對(duì)全腦進(jìn)行掃描。參數(shù)：TR 為8 500 ms，TE為91 ms，層間距0 mm，層厚3 mm，層數(shù)46，F(xiàn)OV為230 mm×230 mm，矩陣128×128，體素大小為1.8 mm×1.8 mm×3.0 mm。擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?0，采集因子為2，帶寬1562 Hz/Px，信噪比1.0，b值為0 s/mm2和1 000 s/mm2，分別采集8和2次，采集時(shí)間7 min 37 s。

1H-MRS掃描方法及參數(shù)：以CSI序列及多體素模式相位矩陣對(duì)冠狀面、橫斷面及矢狀面進(jìn)行T2WI定位。VOI包括瘤體、水腫最大層面、部分正常腦組織。大小選為80 mm×80 mm×13 mm，TR為1 700 ms，TE為135 ms，體素大小為10 mm×10 mm×13 mm，掃描時(shí)間為6 min 48 s。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與測(cè)量 所有數(shù)據(jù)應(yīng)用Spectroscopy軟件對(duì)波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括水抑制濾波、去噪、基線修正等，得到代謝物擬合曲線。于患者瘤體區(qū)、周圍水腫區(qū)、周圍正常腦白質(zhì)區(qū)，各取1～7個(gè)體素，檢測(cè)各體素內(nèi)N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)、肌酸(Cr)濃度及NAA/Cr、Cho/Cr比值。

采用Viewing軟件分析DTI數(shù)據(jù)，ROI為與各1H-MRS體素相對(duì)應(yīng)的正方形，大小為10 mm×10 mm，測(cè)量并記錄ROI內(nèi)平均FA值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)，以曲線下面積表示各代謝物濃度，F(xiàn)A值以擴(kuò)大1000倍表示，計(jì)數(shù)資料以表示，采用t檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Pearson's相關(guān)分析。P<0.05時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者腦內(nèi)不同區(qū)域代謝物濃度和FA值比較

瘤體區(qū)和水腫區(qū)NAA、Cho、NAA/Cr、Cho/Cr及FA值與正常區(qū)域相比均有顯著差異(P<0.05)，與水腫區(qū)相比，瘤體區(qū)NAA、NAA/Cr顯著降低，Cho、Cho/Cr顯著升高(P<0.05)，Cr和FA值無差異(P>0.05)。見表1。

表1 患者腦內(nèi)不同區(qū)域代謝物濃度和FA值比較

2.2 患者腦內(nèi)不同區(qū)域代謝物濃度與FA值相關(guān)性

患者瘤體區(qū)NAA、NAA/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)，水腫區(qū)NAA、Cho和Cho/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)，正常區(qū)域NAA與NAA/Cr與FA呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，見表2。

表2 患者腦內(nèi)不同區(qū)域代謝物濃度與FA值相關(guān)性

注：*為P<0.05。

3 討論

大腦中的髓纖維束為使水分子在與神經(jīng)纖維垂直的方向上的擴(kuò)散幅度明顯降低，基于該運(yùn)動(dòng)速度的差異，DTI可定量計(jì)算水分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的部分各向異性分?jǐn)?shù)FA[9]，可用于描述腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，作為1種反應(yīng)軸突密度和細(xì)胞膜完整性的影像學(xué)指標(biāo)[10]。1H-MRS可以根據(jù)氫質(zhì)子共振頻率間的微小差異測(cè)量出腦內(nèi)重要神經(jīng)代謝物含量，如NAA、Cho、Cr等，在分子水平上體現(xiàn)腦中神經(jīng)組織代謝情況[11]。本研究71例腦膠質(zhì)瘤病例中，瘤體區(qū)和水腫區(qū)NAA、Cho、NAA/Cr、Cho/Cr及FA值與正常區(qū)域相比均有顯著差異(P<0.05)，與水腫區(qū)相比，瘤體區(qū)NAA、NAA/Cr顯著降低，Cho、Cho/Cr顯著升高(P<0.05)，Cr和FA值無差異(P>0.05)。顯示各代謝物及FA值在腦中瘤體、周圍水腫及征象腦白質(zhì)區(qū)間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，能夠用于鑒別腫瘤、水腫及正常組織，可用于腦膠質(zhì)瘤的診斷及輔助手術(shù)治療方案的制定。

本研究對(duì)DTI和1H-MRS檢查結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，患者瘤體區(qū)NAA、NAA/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。NAA為1H-MRS波譜中的最高峰，表示神經(jīng)元和軸突的生存力及密度。本研究顯示腦中各區(qū)域中瘤體內(nèi)FA值最低，可能與瘤體區(qū)域神經(jīng)纖維束消失有關(guān)。有研究報(bào)道，腫瘤細(xì)胞密度與FA呈負(fù)相關(guān)[12]，腫瘤細(xì)胞密度的升高使神經(jīng)元收到的損壞程度加重，引起NAA的降低[13]，同時(shí)腫瘤細(xì)胞的無規(guī)律排列使FA降低，因此NAA與FA呈證顯著關(guān)系，也體現(xiàn)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)完整性收到嚴(yán)重破壞。Cho升高主要受細(xì)胞膜代謝及細(xì)胞密度影響，標(biāo)志細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換，反應(yīng)細(xì)胞增殖情況[14]。本研究顯示瘤體內(nèi)FA和Cho無顯著相關(guān)關(guān)系。

本研究顯示水腫區(qū)NAA、Cho和Cho/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，表明FA值的改變與神經(jīng)元完整性及殘存的神經(jīng)纖維束有關(guān)。水腫區(qū)域細(xì)胞外間隙明顯增加，水分子活動(dòng)范圍增大，趨向于各向同性，引起FA的降低，同時(shí)各代謝產(chǎn)物相對(duì)被稀釋，從而檢測(cè)含量降低。

綜上，瘤體內(nèi)NAA、NAA/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)，水腫區(qū)NAA、Cho和Cho/Cr與FA值呈顯著正相關(guān)，1H-MRS和DTI可聯(lián)合用于腦膠質(zhì)瘤的檢測(cè)，為無創(chuàng)性研究腦膠質(zhì)瘤代謝特點(diǎn)及微觀結(jié)構(gòu)提供一定的基礎(chǔ)。