氢质子波谱分析对脑膜瘤术后的评价

【摘要】  目的：探讨脑膜瘤术后的1H-MRS表现及其临床意义。方法：对66例脑膜瘤病人在术前做常规MRI检查和术后7天、30天、90天后分别进行增强MRI和1H-MRS检查。所有的波谱在增强扫描的基础上获得。使用西门子1.5 T超导磁共振，多体素相位矩阵扫描。检测每个病人脑膜瘤术后病灶强化中心区、强化周围区和正常参照区域的代谢物浓度。结果：术后7天、30天、90天以后相比较，在残留和复发的脑膜瘤中Cho/ Cr 升高, NAA/ Cr 减低， NAA/ Cho下降。NAA/ Cho、Cho/ Cr、 NAA/ Cr在脑膜瘤术后病灶强化中心区、周围区和正常脑组织相比有显著差异。结论：氢质子波谱与磁共振增强成像相结合能更好地提高脑膜瘤术后反应性损伤与残留及复发鉴别诊断的准确性，对评价手术效果和制定治疗方案有重要的临床意义。

【关键词】  脑膜瘤切除术；磁共振波谱；磁共振成像；代谢

　　1 H-MRS of postoperative meningioma tumor

　　Majun
 
　　Department of MRI , Affiliated Hospital of Beihua University,Jilin　132011，China
   
　　【Abstract】  Objective:To evaluate the role of 1 H-MRS in the diagnosis of differentiate residual or recurrent meningioma from non-neoplastic lesions.Methods:Sixty-six patients with meningioma received routine MRI examination before the operation,enhanced MRI and 1 H-MRS respectively on the 7th ,30th day and more than 90th day after the operation. All spectra were obtained after the contrast enhanced study. Spectra of three voxels were taken from enhanced central part of the postoperative meningioma,perienhancement region and corresponding contralateral normal appearing white matter , and those regions were evaluated in every patients.Results：The metabolic ratios showed  significantly increased Cho/ Cr , absent NAA/ Cr and NAA/ Cho in cases of residual/recurrent meningioma. Cho/Cr ratio was  significantly higher in enhanced central part and perienhancement region of the postoperative meningioma.Than contralateral normal appearing white matter;NAA/ Cr、NAA/ Cho were lower in enhanced central part and perienhancement region of the postoperative glioma.Than contralateral normal appearing white matter. Conclusion:1H-MRS combined with enhanced MRI can improve diagnostic accuracy of  differentiating residual/recurrent meningioma from non-neoplastic lesions and can be available for evaluating the therapeutic effect and drawing up the next plan.

    【Key words】  Meningioma resection；Proton magnetic resonance spectroscopy（1H-MRS）；Magnetic resonance imaging（MRI）; Metabolite
   
　　磁共振增强成像在脑膜瘤术后术区边缘的反应性强化与肿瘤残存或肿瘤早期复发所出现的病理性增强影像学上表现相似，氢质子波谱分析（1H-MRS）在脑膜瘤研究中获得了重大进展，本文就1H-MRS鉴别脑膜瘤术后损伤与残留及复发的影像学特点进行分析，为术后合理检查与治疗提供参考。

　　1  材料与方法

　　1.1  一般资料 

　　回顾性分析自2005年8月至2007年8月我院经手术病理证实的66例脑膜瘤患者，其中，男36例，女30例，年龄15～76岁，平均45.5岁，病程为1周～20年。全部进行了术前MRI检查并在术后7天、30天、90天以后行MRI增强扫描及1H-MRS。临床头痛、肢体无力、感觉减低、癫痫、抽搐等，并全部进行了术后随访，时间平均为20.5个月（12～29个月），其中，25例脑膜瘤术后复发，经再次手术或随访证实。

　　1.2  检查方法 

　　MR检查:采用德国西门子1.5T超导磁共振机,仰卧位,头颅正交线圈。被检者均行常规MR平扫及增强扫描,层厚5～10mm,层距1～2mm。增强扫描：静脉团注射马根维显 (Gd-DTPA,剂量0.2mmol/kg)。
        
　　1 H-MRS检查:采用波谱工作站，在增强扫描图像基础上定位，波谱感兴趣区尽可能在包含病灶的同时包含正常脑组织以利对照,多体素相位矩阵扫描,层厚10mm;层间距2mm;视野(FOV):2.0cm×2.0cm;激发次数(NAQ)为1，矩阵:224×256。对MRS检查获得信号进行后处理分析，计算出代谢物N-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.02ppm、胆碱（Cho）3.2ppm、肌酸（Cr）3.02ppm等物质的波峰下面积，并计算出比值，结果以均数±标准差（mean±sd）表示。

    2  结果

　　2.1  脑膜瘤术后MRI增强成像表现 

　　经术后随访，术后有22例出现反应性强化，19例有术后残留及25例术后复发（见表1）。表1  脑膜瘤术后MRI增强扫描表现（略）

　　2.2  术后7天、30天、90天以后相比较 

　　术后反应性强化组病灶强化中心区代谢物比值与周围区与正常参照区无明显差异（见表2）。表2  脑膜瘤术后反应性强化组不同代谢物比值的测量结果（略）注：α=0.05；每种代谢物比值样本均数两两比较于不同时段，不同区域两两比较，均无显著性差异，P＞0.05。

　　2.3  术后7天、30天、90天以后相比较 

　　在残留和复发的脑膜瘤中Cho/ Cr 升高,  NAA/ Cr 减低， NAA/ Cho下降。Cho/ Cr、NAA/ Cr、NAA/ Cho在脑膜瘤术后病灶强化中心区、周围区和正常脑组织相比有显著差异(见表3)。
表3  脑膜瘤术后残留与复发组不同代谢物比值的测量结果（略）注：α=0.05；每种代谢物比值样本均数于不同时段，不同区域两两比较，均有显著性差异，P＜0.05。

　　3  讨论

　　3.1  磁共振增强成像对脑膜瘤术后评价的局限 

　　磁共振增强成像已作为判定脑膜瘤术后效果常用的检查手段，常规为静脉团注射钆喷替酸葡甲胺(Gd－DTPA, 剂量0.2mmol/kg),但是各种原因导致的血脑屏障的破坏都能导致磁共振增强成像是局部的强化。国外学者对此进行了一些研究，术后反应性增强的发生率约为52.4%，环形增强厚度＜3mm,边界清楚，多不伴有结节状增强［1～3］。Stueckle［4］等研究认为，术后1～2天内尤其是24小时之内正常脑组织的反应性强化出现的几率比较低，建议在术后24小时做MRI增强成像复查。但此时残留灶也强化不明显，而且手术区内的积血以及填塞物产生的强化都是混淆因素。肿瘤残存增强的发生率约为10.5%,环形增强厚度≥3mm, 边界模糊，多伴有结节或团块状增强，术后3～5天后行增强检查可立即出现强化，但受到手术方式、手术范围的影响，术后1～2个月内不能保证术后反应性强化完全消失， 因此，单纯从时间上术后的反应性强化与肿瘤残存不易鉴别。由于瘤组织残存、自身接种或机体免疫功能减退，肿瘤在3～6个月内的复发率为39.1%。有学者建议［5］，在术后至少3个月左右应进行复查，因为这个时间即避开了术后反应性强化的干扰，又减少了术后其它并发征象的影响，从而更易观察肿瘤复发。但因为复查时间过长，不能即时发现肿瘤复发，耽误了病人的治疗机会。

　　3.2  氢质子磁共振波谱分析对脑膜瘤术后评价的意义 

　　许多研究证实，与正常脑组织相比，病变区含Cho不同程度的升高，NAA的下降， Cr的下降，NAA/Cr及NAA/Cho比值的下降是大部分脑膜瘤的主要病理波谱表现，这些变化与肿瘤细胞的增殖、代谢活跃、有丝分裂增加、神经元细胞变性和破坏等有关［6］。因此，1H-MRS能够为鉴别脑膜瘤术后反应性损伤与残留，监测肿瘤复发提供依据。Hazany［7］等分析了20例脑肿瘤术后患者1H-MRS中Cho/Cr的变化，证明Cho/Cr比值在残留和复发的肿瘤中(mean +/- SD = 1.70 +/-0.96)明显高于术后反应性损伤区(mean +/- SD = 1.04 +/- 1.16)。将Cho/Cr比值用于评价脑肿瘤术后的敏感度为 64%, 特异度为83%, 精确度为70%。本实验脑膜瘤残留与复发组术后强化区中心区及周围区均可见Cho/Cr增高，与文献报道相符，此外，NAA/Cho、NAA/Cr下降，并可见Ala、Glu、Lac+ Lip明显升高。并且随术后时间的延长，术后90天与术后30天及术后7天比较病灶强化中心区与周围区NAA/Cho均明显下降、Cho/Cr均明显升高，Ala、Glu、Lac+Lip增加。而在术后反应性强化组病灶强化中心区代谢物比值与周围区与正常参照区无明显差异，术后7天、30天、90天代谢物比值无明显变化，说明利用1H-MRS可以检测到脑膜瘤术后残留与复发，将其与术后反应性强化鉴别开来。
        
　　在脑膜瘤术后强化周围区通常存在无强化的瘤周水肿区，从组织学来看,术后残腔周围水肿区有利于与侵袭相关的细胞基质及黏附分子的运动, 从而促进肿瘤细胞的浸润生长，是导致脑膜瘤术后复发的致命因素。当肿瘤细胞密度增高、细胞合成和降解加快、细胞膜的转换加速时,Cho值会明显升高。Magalhaes等［8］发现，处于代谢状态的肿瘤边界相对应的Cho增高超出了增强所显示的区域，在增强区域以外存在肿瘤浸润时可见Cho值明显升高。本组实验在残留和复发组中术后强化周围区域Cho/Cr与正常参照区域有明显差异，而术后反应性强化的周围区域Cho/Cr与正常参照区域相比无明显差异，说明1H-MRS在术后强化周围区域可以发现肿瘤的残留与复发。由此可见，1H-MRS可以对术后残腔及其周围组织连续测量，减少信号容积效应，细致分析脑膜瘤生化代谢的空间分布,有可能勾画出术后残腔、周边侵犯和水肿重叠部分的界限，对脑膜瘤术后边界侵袭性的确定有很大意义。

【参考文献】
  　　［1］Harting I,Hartmann M.Characterization of necrotic meningioma using diffusion MRI, perfusion MRI, and MR spectroscopy case report and review of the literature［J］.Neuroradiology, 2004,46(3):189-193.

　　［2］Demir MK, Iplikcioglu AC, Dincer A,et al. Single voxel proton MR spectroscopy findings of typical and atypical intracranial meningiomas［J］.Eur J Radiol，2006;60(1):48-55.

　　［3］Lehnhardt FG, Bock C, Rohn G,et al. Metabolic differences between primary and recurrent human brain tumors: a 1H NMR spectroscopic investigation［J］.NMR Biomed，2005;18(6):371-382.

　　［4］Stueckle CA, Claeys L, Haegele K, et al. Diagnostic value of proton MR spectroscopy in peripheral arterial occlusive disease: a prospective evaluation［J］.AJR Am J Roentgenol，2006 ;187(5):1322-1326.

　　［5］Chernov MF, Hayashi M, Izawa M,et al. Proton magnetic resonance spectroscopy (MRS) of metastatic brain tumors: variations of metabolic profile［J］.Int J Clin Oncol. 2006;11(5):375-384.

　　［6］Ando K, Ishikura R, Nagami Y, et al.Usefulness of Cho/Cr ratio in proton MR spectroscopy for differentiating residual/recurrent Meningioma from non-neoplastic lesions［J］.Nippon Igaku Hoshasen Gakkai Zasshi,2004,64(3):121-126.

　　［7］Hazany S, Hesselink JR, Healy JF, et al. Utilization of glutamate/creatine ratios for proton spectroscopic diagnosis of meningiomas［J］.Neuroradiology. 2007;49(2):121-127.

　　［8］Magalhaes A, Godfrey W, Shen Y, et al . Proton magnetic resonance spectroscopy of brain tumors correlated with pathology［J］. Acad Radiol,2005，12(1):51-57.

作者单位：北华大学附属医院MRI科，吉林 吉林 132011