准确判断脑星形细胞瘤是否浸润周围组织及其范围对拟定合理治疗方案是十分重要的。3.0 T多体素氢质子MRS (¹H-MR spectroscoy，¹H-MRS)能活体测量脑组织的代谢情况，提供细胞能量代谢、细胞膜崩解和神经元等信息，对于脑肿瘤的生物学行为提供诊断和研究新方法。笔者回顾性分析不同级别脑星形细胞瘤周围组织3.0 T多体素¹H-MRS定量比值，探讨其在星形细胞瘤的分级及显示侵袭的范围临床应用价值。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       搜集2009年11月至2013年7月82例不同级别脑星形细胞瘤3.0 T MRI资料，所有病例均经手术病理组织学和免疫组化证实。按2007年世界卫生组织(WHO)中枢神经系统肿瘤分类法^[1]，低级别星形细胞瘤WHO I~II级32例，高级别星形细胞瘤WHO III~IV级50例。男37例，女45例，年龄18~79岁。所有患者均完成MRI常规扫描、扩散加权成像和增强扫描。

1.2　检查方法

       MRI检查采用飞利浦Achieva 3.0 T X-series MR成像系统，双梯度场，采用16通道头线圈辅助成像。

       多体素¹H-MRS：本组采用点解析波谱序列(2D-PRESS法)：TR 2000 ms，TE 144 ms，FOV 230 mm×190 mm，层厚10 mm，激励次数1次，每个体素大小为10 mm×10 mm×10 mm。自动预扫描完成匀场及水抑制。

1.3　图像后处理和分析

       所有图像由2名高年资医师独立进行分析。先在工作站上根据病灶特征进行¹H-MRS的ROI测定，ROI大小既要覆盖肿瘤实质区、周围组织区以及对侧正常脑组织，同时要避开骨骼、脑室、血管、坏死、囊变、出血、气体和钙化等区域。最后将¹H-MRS ROI的测定图送至PACS。分别计算肿瘤实质区、周围组织区以及对侧正常脑组织的胆碱(Cho)/肌酸(Cr)，乙酰天冬氨酸(NAA)/Cr，Cho/NAA比值，还选择乳酸(Lac)、谷氨酸(Glu)及谷氨酸盐(Glx)、肌醇(mI)和脂质(Lip)等代谢物，并观察和记录它们相应比值。

1.4　统计学处理

       采用SPSS 19.0统计软件，采用单因素方差分析进行统计。分别计算肿瘤实质区、周围组织区和正常区的Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA和Glx/Cr比值，结果以±s表示，界值取P<0.05。

2　结果

2.1　低级别脑星形细胞瘤周围组织1H-MRS表现

       低级别星形细胞瘤周围组织区Cho峰无明显升高，Cr和NAA下降不明显，低级别星形细胞瘤周围组织区与实质区Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA比值差异有统计学意义(P值均<0.01)，周围组织区Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA比值趋于对侧正常组织区。32例低级别星形细胞瘤不同区域各代谢物比值见表1(图1)。

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图1  A：脑星形细胞瘤(WHO II)。B：实质区Cho升高，Cr和NAA下降不明显。C：周围组织区Cho、Cr、NAA变化不明显
图2  A：胶质母细胞瘤(WHO IV)。B：实质区Cho明显升高，Cr和NAA明显下降，3.8 ppm Glx明显升高。C：肿瘤外侧周围组织区Cho升高，Cr和NAA下降不明显，3.8 ppmGlx升高。D：肿瘤前缘周围组织区Cho、Cr、NAA变化不明显。E：正常区Cho、Cr、NAA正常表现
Fig. 1  A: Brain astrocytic tumours WHO II. B: Parenchyma area Cho rise, Cr and NAA decline are not obvious. C: Peritumoral area Cho, Cr and NAA are not obvious.
Fig. 2  A: Glioblastoma WHO IV. B: Parenchyma area Cho significantly increased, Cr and NAA dramatic decline, 3.8 ppm Glx significantly increased. C: Tumours outside peritumoral area Cho rise, Cr and NAA decline are not obvious, 3.8 ppm Glx increased. D: Tumours front peritumoral area Cho, Cr and NAA is not obvious. E: normal area Cho, Cr and NAA are normal appearing.

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表1  32例低级别星形细胞瘤实质区、周围区及正常区代谢产物比值结果(±s)
Tab.1  Low grade astrocytic tumours ratio of metabolic of the parenchyma area,peritumoral tissues area,and area with normal offside (n=32, ±s)

2.2　高级别脑星形细胞瘤周围组织1H-MRS表现

       高级别星形细胞瘤周围组织区胶质母细胞瘤Cho峰升高，Cr和NAA下降，但不同ROI表现不一致，提示肿瘤向周围组织浸润呈不对称性；在2.8 ppm处Glx峰升高，达到或接近Cr峰的1/2。间变性星形细胞瘤周围组织区Cho、Cr和NAA变化不确定。高级别周围组织区与实质区Cho/Cr、NAA/Cr、Cho/NAA比值差异有统计学意义(P值均为0.00)。50例高级别星形细胞瘤不同区域代谢物比值见表2(图2)。

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表2  50例高级别星形细胞瘤实质区、周围区及正常区代谢物比值结果(±s)
Tab. 2  The result of ratio of metabolic in high grade astrocytic tumours ratio of metabolic of the parenchyma area, peritumoral tissues area, and area with normal offside (n=50, ±s)

2.3　高、低级别脑星形细胞瘤不同区域代谢物比值比较

       高级别星形细胞瘤与低级别星形细胞瘤周围组织的Cho/Cr值差异有统计学意义(t=4.274, P<0.01)，Cho/NAA值差异有统计学意义(t=2.413, P<0.05)，NAA/Cr值差异无统计学意义(t=1.757, P>0.05)。高级别与低级别星形细胞瘤实质区和周围组织各代谢物比值见表3。

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表3  高级别与低级别脑星形细胞瘤实质区与周围组织区代谢物比值结果(±s)
Tab. 3  The result of ratio of metabolic in high grade and low grade astrocytic tumours ratio of metabolic of the parenchyma area, and peritumoral tissues area(±s)

3　讨论

3.1　3.0 T多体素1H-MRS在脑部肿瘤应用优势

       3.0 T多体素¹H-MRS有利于检出活体内含量低的代谢物，如Glx、mI等。2D-PRESS法优势是信噪比明显提高，信号采集时间明显缩短，波谱分辨率更高，基线更加稳定，一次采集覆盖的范围较大，不易受脂肪的影响，对于各种代谢物产物的定量则更加可靠。多体素能同时观察ROI代谢物指标^[2,3]，例如肿瘤实质区，肿瘤周围组织区和正常区。¹H-MRS在脑部肿瘤诊断方面作用如下：鉴别良恶性脑肿瘤、颅内肿瘤与非肿瘤性病变、脑肿瘤坏死与脑脓肿、原发脑肿瘤与转移瘤以及明确肿瘤类型与恶性程度等。在脑良恶性肿瘤鉴别中的敏感度、特异度和准确度分别为100%、86%和96%^[4]。¹H-MRS比值是目前应用最广泛和最有价值的标准化比值。3.0 T较1.5 T能更好区分相差0.2 ppm的Cho和Cr，同时在短TE能检测2.05 ppm、2.35 ppm的Glu和3.8 ppm的Glx，更有利于肿瘤高低级别诊断和向周围组织浸润范围的判断。本组病例3.0 T多体素¹H-MRS检查成功率高，定位准确，体素容积减少，安全性和重复性好，是脑肿瘤诊断和研究主要检查方法。

3.2　脑星形细胞瘤周围组织1H-MRS定量比值实用性

       由于脑星形细胞瘤实体内常出现出血、坏死、囊变等病理变化，影响¹H-MRS对肿瘤准确判断。肿瘤周围组织代谢物变化能反映肿瘤主要生物行为，因此对肿瘤周围组织进行¹H-MRS检查是一种有效补充诊断方法。研究表明，当Cho峰高出正常脑组织标准2倍和NAA峰低于正常脑组织的1/2时，病理标本上100%可见有肿瘤侵犯^[5]。¹H-MRS在判断肿瘤边界和定量分析肿瘤向周围组织浸润的准确性要比常规MRI准确。脑星形细胞瘤是中枢神经系统常见肿瘤，属神经上皮源性肿瘤，其向周围组织浸润性生长，与正常组织之间无包膜形成是其主要的生物特性，病理免疫组化显示胶质纤维酸性蛋白阳性，细胞增殖指数增高，波形蛋白高表达，而波形蛋白高表达与肿瘤的侵袭性有关^[6]。随着脑星形细胞瘤级别增加，肿瘤周围组织NAA减低，Cho升高，Cho/Cr、Cho/NAA比值上升。本组结果显示：高、低级别脑星形细胞瘤组间周围组织的Cho/Cr、Cho/NAA差异有统计学意义，与相关文献报道相似^[7]。此外本组结果还显示：在高级别组中肿瘤实质区和周围组织区的Glx峰和Glx/Cr升高，而在低级别组中Glx峰和Glx/Cr升高不明显，这可能与恶性肿瘤细胞的恶性增殖有关^[8]，有待于进一步研究。高级别星形细胞向周围组织侵犯是不对称性。间变性星形细胞瘤与低级别星形细胞瘤周围组织MRS定量比值有一定重叠性。

3.3　1H-MRS在界定脑星形细胞瘤周围组织浸润范围中的临床价值

       准确界定脑星形细胞瘤周围组织浸润范围，对于手术切除和放疗视野设定十分重要，也有助于鉴别肿瘤复发和放射性脑损伤，以及评估肿瘤进展和监测治疗效果。脑肿瘤常规MRI增强强化范围不能准确反映肿瘤范围，它主要受到血脑屏障、组织反应性改变和放射性脑损伤等诸多因素影响。目前MRI应用¹H-MRS和灌注加权成像能明确反映脑肿瘤范围。通过本组病例研究，提示¹H-MRS在界定脑星形细胞瘤周围组织浸润范围中的有重要的临床价值。