【摘要】目的 联合应用1 H-MRS 及DTI 在脑胶质瘤病理级别和侵袭性的研究。方法 把55 例术后病理证实的脑胶质瘤患者分为高低级别两组,并对肿瘤实质1 H-MRS 比值及DTI 各参数进行组间和组内差异性分析。结果 高、低级别脑胶质瘤实质区Cho/ Cr、Cho/ NAA 两者比值有显著差异及相关性( P < 0. 01);FA 及rFA 值亦有显著差异及相关性( P<0. 01)。结论 Cho/ Cr、Cho/ NAA 比值、FA 及rFA 值为术前脑胶质瘤分级提供重要参考价值。

【关键词】脑胶质瘤,病理级别,磁共振成像

神经胶质瘤是最常见的中枢神经系统肿瘤,约占颅内肿瘤的半数。1H-MRS 是目前能无创检测人体组织生化代谢改变的唯一影像成像方法,现有研究认为MR 波谱技术在脑胶质瘤病理分级方面的应用比常规MR 检查更准确。DTI 可通过测定脑组织水分子的扩散来评估神经纤维束的完整性,其是定量分析方法,可评估胶质瘤分级和瘤周水肿浸润,补充了常规MR 的不足。本研究通过分析不同级别胶质瘤的1H-MRS 比值及DTI 定量值,探讨它们之间的相关性,有机地把肿瘤分子生物学特征与临床影像结合,为判定胶质瘤良恶性及其临床治疗提供影像学依据。

1 资料与方法

1. 1 临床资料

收集本院2013 年~ 2016 年脑胶质瘤患者55例。全部患者术前未进行过放化疗,均为新发肿瘤,2 周内均经手术及病理证实。

1. 2 检查方法

采用GE Signa HDxt 1. 5T MR 及专用配套的8通道相控阵头颈联合线圈。常规MR 平扫序列包括横断位SE-T1WI(TR/ TE 400ms/14ms)、FSE-T2WI( TR/ TE 3 600ms/102ms ) 及T2Flair ( TR/ TE8500ms/145ms,TI = 2 100ms)。常规MR 增强后再行二维多体素MR 波谱扫描。采用点分辨表面线圈法(PRESS),TR/ TE 1 000ms/144ms,采集次数为1次,矩阵16 ×16,体素层厚10mm。DTI 采用自旋平面回波脉冲序列( SE-EPI ), TR/ TE 8 000ms/98．3ms, NEX = 1,b 值取0 和1 000s/ mm2,扩散敏感梯度场施加在25 个方向上。

1. 3 统计学分析

采用SPSS 17. 0 分析软件包,多个样本比较用方差分析法,采用t 检验进行两组间比较,采用Spearman 法进行相关性分析,以P <0. 05 作为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 脑胶质瘤55 例按照[2] WHO2016 版病理分级标准

低级别胶质瘤26 例(Ⅰ ~ Ⅱ级),高级别胶质瘤29 例(Ⅲ ~ Ⅳ级),其中Ⅰ级6 例,Ⅱ级20 例,Ⅲ级18 例,Ⅳ级11 例。

2. 2 脑胶质瘤实质区NAA/ Cr、Cho/ Cr 及Cho/NAA 比值与对侧比较均具有显著差异( P <0. 01),见表1;高、低级别脑胶质瘤实质区NAA/ Cr 比值没有统计学差异及相关性( P > 0. 05),而Cho/ Cr、Cho/ NAA 两者比值有显著差异及相关性( P <0． 01),见表2。

2. 3 脑胶质瘤实质区及对侧正常脑实质区ADC值、FA 值均具有显著差异( P <0. 01),见表3;高、低级别脑胶质瘤实质区ADC、rADC 值没有统计学差异及相关性( P > 0. 05),而FA、rFA 值有显著差异及相关性( P <0. 01),见表4,(图1,2)。

3 讨论

脑胶质瘤是最常见的颅内原发性肿瘤,且呈逐年上升的趋势,其典型生长特征是具有侵袭性。1HMRS是目前唯一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术,可定量或半定量分析组织内化合物的方法。在脑胶质瘤诊断时,一些代谢化合物浓度可以通过磁场产生的化学位移测定出来,在肿瘤检测中以病理形态为中介与基因表达可能存在某种必然的联系。1H-MRS 能反映肿瘤组织的代谢变化,补充了常规MR 的不足。本研究中胶质瘤1H-MRS 波谱代谢曲线表现为NAA 峰下降,Cho 峰升高。目前研究表明,NAA 含量多少反映了神经元的数量和功能状态,作为神经元以及轴索生存能力的一项标志物,肿瘤生长活跃区NAA 破坏是明显的。Cho 反映肿瘤细胞分裂增殖情况,在胶质瘤病理分级中则是以细胞核中的异型性、核分裂活跃、细胞密度增高、血管内皮细胞增生和坏死决定。本研究肿瘤实质区Cho/ Cr、Cho/ NAA 值较对侧正常组织升高,而NAA/ Cr 值降低,且之间存在显著的统计学差异( P<0. 01),与既往文献报道基本类似。而在高、低级别胶质瘤Cho/ Cr、NAA/ Cr 及Cho/ NAA 值比较分析中,发现Cho/ Cr、Cho/ NAA 具有统计学差异,上述结果与部分既往文献报道相符。也证明了肿瘤实质Cho/ Cr、Cho/ NAA 比值可用来术前活体判定胶质瘤的良恶性和侵袭性。

DTI 是从量和方向上反映脑组织水分子的扩散变化,利用多种参数和数据处理定向定量地评价脑白质的各向异性。DTI 是定量分析方法,其中ADC 值主要反映细胞外间隙的大小,而FA 值主要体现了白质纤维束的完整性。脑肿瘤侵犯周围脑组织及发生水肿时可使局部脑组织及神经纤维束的水分子扩散能力及各向异性发生变化,因此用ADC、FA 值来评估胶质瘤及周围脑组织学特性有一定的理论依据。本研究中的脑胶质瘤实质区的ADC、FA 值与对侧正常区比较存在明显异常( P <0. 01)。高、低级别胶质瘤之间的FA、rFA 值均有显著统计学差异( P < 0. 01),与文献报道基本一致。本次研究中,FA 图显示胶质瘤肿瘤区主要表现出低信号。虽然目前我们未完全明确胶质瘤实质区FA 值下降的机制,但多数研究认为与肿瘤细胞微结构破坏、肿瘤组织内神经轴突丧失了排列顺序和方向性以及神经纤维髓鞘结构丢失有关,在某一特定的方向,限制水分子运动的细胞膜和髓磷脂鞘减少,从而导致病变组织水分子扩散的各向异性能力降低。

综上所述,本研究提示了Cho/ Cr、Cho/ NAA 比值及FA、rFA 值在鉴别胶质瘤良恶性、评价肿瘤侵袭性方面具有积极的意义,可以作为胶质瘤病理分级的指标之一。联合DTI 和1H-MRS 可提供脑胶质瘤周边纤维束三维空间关系、功能及分子方面的信息,为引导肿瘤治疗和预测患者预后提供更加客观、准确的方法和评估手段。但本研究病例相对较少,不能把脑胶质瘤按Ⅰ ~ Ⅳ级细分为四组,在ROI 选择上也存在一定的误差,需增加样本数量进一步研究论证,对各指标临界值及肿瘤水肿区的分析还需进一步探讨研究。