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【摘要】 目的 探讨氢质子磁共振波谱对颅脑肿瘤瘤周水肿鉴别诊断价值。方法 对48例颅脑胶质瘤、转移瘤、脑膜瘤及炎性肉芽肿性病变行常规MRI扫描和1H-MRS检查，将距肿瘤强化外缘1 cm以内区域划为近侧瘤周水肿区，1 cm以外者为远侧瘤周水肿区，测各代谢物比值，即Cho/NAA、Cho/Cr、Cho/nCho。结果 胶质瘤瘤周水肿Cho/NAA、Cho/Cr、Cho/nCho增高，高级别胶质瘤其瘤周水肿值大于低级别胶质瘤、转移瘤、脑膜瘤及炎性肉芽肿病变周围水肿值（P＜0.05）;高级别胶质瘤近侧瘤周水肿值大于远侧瘤周水肿值（P＜0.01）。结论 1H-MRS可显示胶质瘤瘤周浸润，其近侧瘤周水肿区Cho/NAA、Cho/Cr、Cho/nCho有助于胶质瘤与其他肿瘤及病灶相鉴别，也有助于胶质瘤分级诊断。
【关键词】 脑肿瘤；瘤周水肿；氢质子波谱
Value of differential diagnosis on peritumoral edema of intracranial tumor with proton magnetic resonance spectroscopy
ZHANG Jin-hua，MENG Xian-ping，FENG Dong-xia，et al.Department of MRI，Jiangyin People’s Hospital of Southeast University,Jiangyin 214400，China
［Abstract］ Objective To evaluate the diagnostic values of 1H-MRS in intracranial tumors by analyzing the parameters obtained from peritumoral edema.Methods Forty eight patients with glioma，meningioma，metastasis，and inflammatory underwent routine MRI and 1H-MRS.Comparisons of metabolic ratios including Cho/NAA，Cho/Cr，Cho/nCho were done between peritumoral edematous and the normal.The peritumoral edema was divided into two regions:the immediate peritumoral edema was defined to be within 1 cm distance from the outer enhancing tumor margin,and the distant peritumoral one was defined as greater than 1cm from the tumor.Results Glioma showed abnormal spectra outside the area of contrast enhancement，which demonstrated elevated level of Cho/NAA，Cho/Cr，Cho/nCho.The metabolic ratios in immediate peritumoral edema of patients with high-grade glioma were higher than those in low-grade glioma，meningioma，metastasis，and inflammatory diseases （P<0.05）.The metabolic ratios of immediate edema surrounding high-grade glioma were higher than those of distant edema（P<0.01）.Conclusion 1H-MRS can demonstrate tumor infiltration of glioma.The metabolic ratios of Cho/NAA，Cho/Cr，Cho/nCho in immediate peritumoral edema have significance in identification of high-grade glioma from other tumors，and also have value in glioma grading diagnosis.
［Key words］ intracranial tumor；peritumoral edema；proton magnetic resonance spectroscopy
既往关于脑肿瘤的MRI研究多侧重于肿瘤实质部分，用于鉴别肿瘤和非肿瘤性疾病以及肿瘤之间的鉴别。笔者将1H-MRS技术应用于经病理和临床证实的48例脑胶质瘤和其他常见颅脑肿瘤、炎性肉芽肿性病变周围水肿的研究，探讨瘤周水肿波谱图像对脑胶质瘤和其他病灶的鉴别诊断价值及临床应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 收集行常规MRI和1H-MRS检查的颅内病灶共48例，其中肿瘤共44例，包括胶质瘤21例（高级别胶质瘤16例，低级别胶质瘤5例），转移瘤15例，脑膜瘤8例，选取脑炎性肉芽肿4例，行对照研究，除15例转移瘤，其余均经手术或活检病理证实。患者平均年龄53.21岁，男34例，女20例。胶质瘤分级按WHO（2000）分类标准，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，胶质瘤本组研究又分为低级别（Ⅰ级和Ⅱ级）和高级别（Ⅲ级和Ⅳ级）。
1.2 MR扫描方法 采用GE 1.5 T Twin Speed Infinity with Excite Ⅱ磁共振，使用正交头线圈，常MRI扫描及1H-MRS检查，部分病灶且行PERFUSION等检查。1H-MRS扫描尽可能涵盖病灶实质、水肿区以及对侧正常脑组织，要避开骨骼、脂肪以及含气结构。扫描采用1H-MRS多体素成像（PRESS）法：TR 1000 ms，TE 144 ms，FOV 24×24，VOX 10 mm，NEX 1，扫描时间328 s，三维定位于感兴趣区，基本常规加饱和带，然后匀场和水抑制，要求半高线宽<8 Hz，水信号至少压92%。
1.3 数据采集与分析 肿瘤实质定义为有异常强化边界清楚的实质结构，瘤周组织指位于异常强化范围之外，T2WI呈高信号且无强化的区域。划分距肿瘤强化外缘1 cm以内为近侧瘤周区，距肿瘤强化外缘1 cm以外为远侧瘤周区。本组瘤周水肿小于1 cm者19例（3例高级别胶质瘤，2例低级别胶质瘤，4例转移瘤，4例脑膜瘤，2例肉芽肿）；瘤周水肿大于1 cm者29例（13例高级别胶质瘤、3例低级别胶质瘤、11例转移瘤、4例脑膜瘤、2例炎性炎性肉芽肿。应用Functool 2软件包进行分析。在代谢图上选择兴趣区，获得肿瘤实质、瘤周近、远水肿区以及对侧正常脑组织谱线。主要代谢物峰的确定参考以下位置:Cho 3.22 ppm;Cr 3.02 ppm;NAA 2.02 ppm;Lip 0.9～1.3 ppm;Lac 1.33 ppm（并在TE为144 ms时呈特征性的倒置双峰）。在代谢图上读取各代谢物峰下平均面积，代表代谢物浓度的半定量值，主要比较Cho/NAA，Cho/Cr，Cho/nCho（nCho为近侧瘤周对侧正常脑组织）代谢物比值。
1.4 统计学方法 应用SPSS 11.5统计分析软件，不同病变在相同区域处的差异用单因素ANOVA方差分析，同种病变不同区域之间的差异采用配伍组方差分析，两两比较方差齐时采用最小显著差异法（LSD），方差不齐则采用Dunnett T3法。统计结果均以均数±标准差（x±s）表示，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
2.1 1H-MRS波峰表现 所有病灶除脑肿瘤伴出血实体外，余病灶实体及所有病灶水肿区均获得了可评价波谱。各脑肿瘤瘤体谱线可见Cho峰明显增高，NAA峰明显下降，Cr峰轻或中度降低。炎性肉芽肿病变表现为Cho略增高，Cr峰轻度降低或不变，NAA峰轻或中度降低。病灶坏死或囊变区则表现为NAA、Cho和Cr均显著减低。在高级别胶质瘤瘤周水肿区仍可见到异常谱线，表现为Cho升高、NAA接近正常或降低。
2.2 1H-MRS代谢物比值 本组各病灶对侧脑实质的Cho/NAA和Cho/Cr无统计学差异，故将所有病变对侧正常脑白质归为一组，其Cho/NAA为0.89±0.29，Cho/Cr为1.27±0.33。病灶周围水肿区主要代谢物比值见表1。
2.2.1 Cho/NAA值 与正常脑组织相比，高级别胶质瘤近、远侧瘤周水肿增高（P<0.05），低级别胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤近侧瘤周水肿区Cho/NAA轻度升高或未升高，其余者无差异（P>0.05）。高级别胶质瘤近瘤周水肿Cho/NAA值明显高于其他肿瘤及炎症肉芽肿（P<0.01），其远侧瘤周水肿Cho/NAA亦高于低级别胶质瘤、转移瘤和炎症肉芽肿相应区域（P<0.05）。而低级别胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤和炎性肉芽肿病变之间差异无显著性（P>0.05），见图1~5。高级别胶质瘤近侧瘤周水肿Cho/NAA值高于远侧瘤周水肿（P<0.01）。若以近侧瘤周水肿Cho/NAA值1.70为阈值鉴别高级别胶质瘤和转移瘤、脑膜瘤及炎性肉芽肿病变，则敏感度为75.27%，特异度为85.95%。
2.2.2 Cho/Cr值 高级别胶质瘤近、远侧瘤周水肿区Cho/Cr值均高于低级别胶质瘤、脑转移瘤、脑膜瘤和炎性病变（P<0.05），高级别胶质瘤近侧瘤周水肿区高于远侧（P<0.01）。转移瘤、脑膜瘤、炎性肉芽肿其近侧瘤周水肿Cho/Cr值较远侧为高（P<0.05）。近侧瘤周水肿Cho/Cr值若取1.65为阈值鉴别高级别胶质瘤和转移瘤、脑膜瘤及炎性肉芽肿，其敏感度87.37%，特异度82.38%。
3 讨论
瘤周水肿常规MRI上定义为肿瘤周围T2WI高信号区域，且增强无强化区域。既往研究多探讨瘤周水肿同肿瘤大小、发生部位、病理分型、分级等关系。磁共振氢质子波谱将瘤周水肿的研究引向深入，本文借助磁共振多体素波谱技术观察不同脑肿瘤瘤周水肿的代谢物表现差异，探讨其在脑内肿瘤诊断与鉴别诊断中的临床应用价值。表1 脑内肿瘤及其他病变主要代谢物比值 （略）脑胶质瘤瘤周水肿为血管源性水肿。肿瘤新生血管血脑屏障（BBB）不完整，而肿瘤恶性程度越高，瘤细胞内血管内皮结合越不良。同时，肿瘤恶性程度越高，瘤细胞分泌生物活性因子如血管内皮生长因子（VEGF）越多，又可加重水肿。其他因素如脑缺血与脑缺氧、脑内神经递质与神经肽的变化等均可影响水肿的发生与发展。此外，胶质瘤沿神经纤维、脑白质呈侵袭性生长，瘤脑间缺乏明显的界限，水肿向瘤体周围扩散后，也可压迫脑组织浸润，栓塞周围引流静脉，进一步加重水肿程度。瘤周水肿存在着瘤细胞浸润［1，2］，手术标本示瘤周组织中可见明显增生的微血管内皮细胞，并以出芽方式发出新的肿瘤血管，在高度恶性肿瘤中更为明显。转移瘤瘤周水肿亦为血管源性，其肿瘤血管无BBB，它也可产生VEGF等生物活性物质;此外病灶多发生于大脑分水岭区，该区引流静脉壁薄、管径大、无静脉瓣等因素使得引流静脉极易受压而引流不畅，发生大范围水肿。脑膜瘤瘤周水肿也是血管源性，其瘤周水肿产生主要认为是对脑皮层机械压迫导致静脉回流障碍、分泌前列腺素等活性物质、软脑膜破裂，肿瘤内液体外渗至瘤周组织这几项因素。脑内炎性病灶周围水肿形成的早期阶段是由于血管扩张、血流速度加快导致流体静压升高和血浆超滤。当血管通透性增加，大量蛋白
质从血浆到达血管外间质，使血浆胶体渗透压降低，而组织胶体渗透压升高，可使大量液体聚集在间质内，从而形成炎性水肿。
1H-MRS在脑内肿瘤定性诊断中的应用研究发现，胶质瘤周水肿区的Cho水平显著增高，而NAA下降明显、Cr轻度下降。Cho峰升高与肿瘤细胞分裂增殖活跃及肿瘤细胞膜代谢异常增高有关，可作为肿瘤细胞增殖的指标研究，且肿瘤级别越高，Cho越高；NAA为神经元内标物，其含量下降提示正常神经元被肿瘤侵犯及神经元功能受损。胶质瘤瘤周水肿内的Cho值升高和瘤细胞向瘤周浸润有关，故胶质瘤瘤周水肿内Cho/NAA、Cho/Cr升高高于转移瘤和脑膜瘤。另外由于高级别胶质瘤瘤周浸润的渐变现象，其近侧瘤周水肿区的Cho/NAA和Cho/Cr值要高于远侧。而其他肿瘤及炎性病变无上述现象，所以可选择近侧瘤周水肿代谢物比值进行鉴别诊断。本组以近侧瘤周水肿Cho/NAA值1.70为阈值鉴别高级别胶质瘤和转移瘤、脑膜瘤及炎性肉芽肿病变，则敏感度为75.27%，特异度为85.95%；这说明1H-MRS的代谢物比值在脑肿瘤的鉴别诊断中具有一定的临床价值。
本组资料中，高级别胶质瘤的近、远侧瘤周水肿区Cho/NAA及Cho/Cr值均高于低级别胶质瘤，说明可能有助于其肿瘤级别的判断。笔者取近侧瘤周水肿区Cho/NAA值1.35为阈值，用于高、低级别胶质瘤鉴别，敏感度95.13%，特异度74.28%。其他学者以胶质瘤瘤体的rCBV值和Cho/NAA、Cho/Cr值对肿瘤进行分级诊断，阈值分别为0.75和1.08，相应敏感度和特异度分别为96.7%、10.0%和97.5%、12.5%［3］，其阈值较本组低，可能与本组资料低级别胶质瘤例数较少有关。总之，Cho/NAA及Cho/Cr是判断肿瘤级别相当有价值的观察指标。清晰的界定胶质瘤侵犯的范围，对于指导手术和肿瘤放疗野具有重要意义。有研究证实T1WI增强的边界并不能代表肿瘤的真正边界［4］，波谱技术发现T1WI增强周围区域存在代谢增高的肿瘤成分，波谱可较准确探测肿瘤的周围浸润范围，为手术或放化疗方案的制订提供有价值的信息。波谱技术纠正了既往对瘤周水肿的认识。有学者提出“强化周边区域”的概念，可以更合理的描述T2加权像上的异常信号区［5］。
既往1H-MRS研究多限于肿瘤实体的研究，而当肿瘤由于出血或靠近颅骨或其他干扰因素导致无法获得可评价性波谱时，对瘤周水肿行1H-MRS检查显得尤为重要，此时需要依靠瘤周水肿的波谱图像进行辅助诊断。
【参考文献】
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4 Kelly PJ，Daumas-Duport C，Kispert DB，et al.Imaging-based stereotaxic serial biopsies in untreated intracranial glial neoplasms.J Neurosurg，1987，66（6）:865-874.
5 Law M，Cha S，Knopp EA，et al.High-grade gliomas and solitary metastases:differentiation by using perfusion and pronton spectroscopic MR imaging Radiology，2002，222（3）:715-721.
作者单位：214400 江苏江阴，东南大学附属江阴市人民医院MRI室（△微侵袭神经外科研究所）