胶质母细胞瘤是中枢神经系统常见的肿瘤之一，容易侵袭性生长导致其术后复发率高，生存期短。目前磁共振技术发展迅速，扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)和磁共振波谱分析(magnetic resonance spectroscopy，MRS)已经广泛应用于胶质瘤的诊断及治疗中，DTI可从微观上推断白质纤维束浸润和破坏的程度，MRS能早期提供组织代谢物的化学信息，并能进行疗效监测，开辟了从生化代谢角度研究疾病的新纪元^[1]。本研究主要探讨联合DTI和MRS对胶质母细胞瘤放疗前后的评价价值。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       搜集2012年4月至2013年8月我院8例胶质母细胞瘤术后复发患者，均经手术病理证实，其中男6例，女2例，年龄49~67岁，平均59.4岁。8例患者放疗前及放疗后10天内均行MR检查。

1.2　放疗方法

       采用热塑面膜固定患者头部，行CT增强扫描，层厚3 mm，扫描后图像传至放射治疗计划系统(radiotherapy planning system，TPS)，结合放疗前MR图像，共同勾画靶区(gross target volume，GTV)及其周围危及器官(organ at risk，OAR)。并根据肿瘤恶性程度勾画临床靶区(clinical target volume，CTV)和计划靶区(planning target volume，PTV)。CTV包括CTV1和CTV2，GTV外放1.5 cm为CTV1，CTV外放0.3 cm为PTV1，GTV外放2.5 cm为CTV2，CTV外放0.3 cm为PTV2。采用6~8 mV的X线给予3~6个共面和(或)非共面野三维适形放疗，PTV，总剂量为60 Gy。

1.3　MR扫描方法

       应用德国西门子Avanto1.5 T MR扫描仪，头部八通道相控阵线圈。SE序列行横断面T1WI (TR 560 ms，TE 13 ms)和T2WI (TR 5300 ms，TE 90 ms)、T2FLAIR (TR 9000 ms，TE 108 ms)及T2WI矢状面扫描扫描，层厚5 mm，层间隔0.5 mm，视野24 cm×24 cm，并行增强扫描，对比剂使用钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，剂量0.1 mmol/kg。采用EPI序列进行DTI原始数据扫描，矩阵128×128，层厚3 mm，层间隔0.3 mm，视野24 cm×24 cm，b值分别为0和1000 mm²/s，在12个方向上施加扩散敏感梯度，自动生成FA (fractional anisotropy)图及ADC (apparent diffusion coefficient)图。MRS采用多体素点分辨波谱分析法(point resolve spectroscopy，PRESS)，TR 1500 ms，TE 135 ms，定位感兴趣区要尽量避开颅骨、空气及脑脊液的干扰并包含肿瘤实质、瘤周水肿和瘤周正常白质区，利用自带软件后处理分析获得代谢物比率图、代谢物分布图。

1.4　图像处理和取值

       在DTI图像上测量肿瘤实质区(明显强化的部分)、瘤周水肿区、瘤周正常白质区及对侧正常白质区的FA值和ADC值；在MRS图像上测量肿瘤实质区、瘤周水肿区代谢物比值，包括NAA/Cr、Cho/Cr、Lip/Cr。

1.5　统计学方法

       利用SPSS 17.0统计软件包，所得数据采用配对样本t检验进行统计学分析，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1　肿瘤实质区放疗前、后FA值、ADC值及代谢物比值(NAA/Cr、Cho/Cr、Lip/Cr)变化

       放疗后肿瘤实质区ADC值较放疗前升高(t=3.320，P=0.013)，放疗后肿瘤实质区Cho/Cr较放疗前降低(t=2.960，P=0.021)；放疗前、后肿瘤实质区FA值、NAA/Cr、Lip/Cr的变化不具有统计学差异(表1)。

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表1  8例胶质母细胞瘤放疗前、后肿瘤实质区FA值、ADC值及代谢物比值(NAA/Cr、Cho/Cr、Lip/Cr)统计分析结果(±s)
Tab.1  Statistical results of FA value, ADC value and metabolite ratio (NAA/Cr, Cho/Cr, Lip/Cr) in tumor parenchyma of 8 patients with glioblastoma before and after radiotherapy (±s)

2.2　瘤周水肿区放疗前、后FA值、ADC值及代谢物比值(NAA/Cr、Cho/Cr、Lip/Cr)变化

       放疗后瘤周水肿区Cho/Cr较放疗前降低(t=2.867，P=0.024)，放疗前、后瘤周水肿区FA值、ADC值、NAA/Cr、Lip/Cr的变化不具有统计学差异(表2；图1，图2)。

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图1，2  为一例65岁男性胶质母细胞瘤患者放疗前(图1)及放疗后(图2) DTI (A~C)、MRS (D~E)图像：A~C示测量FA值及ADC值感兴趣区选择部位；D~E分别示肿瘤实质区、瘤周水肿区波谱图，肿瘤实质区放疗后NAA峰升高、Cho峰降低，瘤周水肿区放疗后NAA峰升高、Cho峰降低、Lip峰降低
Fig. 1, 2  Showed both DTI (A—C) and MRS (D—E) findings of a 65-year-old man with glioblastoma before radiotherapy (Fig.1) and after radiotherapy (Fig.2): A—C, images showing interested regions to measure the FA and ADC values. D—E, images showing MRS findings of tumor parenchyma and peritumoral edema. After radiotherapy, NAA peak increased and Cho peak decreased according to tumor parenchyma. NAA peak increased and both Cho and Lip peak decreased according to peritumoral edema.

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表2  8例胶质母细胞瘤放疗前、后瘤周水肿区FA值、ADC值及代谢物比值(NAA/Cr、Cho/Cr、Lip/Cr)统计分析结果(±s)
Tab.2  Statistical results of FA value, ADC value and metabolite ratio(NAA/Cr, Cho/Cr, Lip/Cr) in peritumoral edema of 8 patients with glioblastoma before and after radiotherapy(±s)

3　讨论

       胶质母细胞瘤起源于神经胶质细胞，属于高级别胶质瘤，恶性程度高且容易侵袭浸润周围脑组织，治疗方案需要联合手术及放、化疗，术后容易复发，使其治疗一直成为神经外科难点^[2]。

       DTI是在扩散加权成像的基础上施加6个以上方向的扩散敏感梯度而获取的图像，可以显示白质纤维束与肿瘤的毗邻关系，用于外科手术计划的制定，避免术中损伤移位的正常白质纤维，降低手术并发症，提高病人生活质量，并能最大限度地切除肿瘤^[3,4,5]。FA值反映白质纤维束的完整性，本组结果显示胶质母细胞瘤实质区FA值放疗前后未见明显变化，考虑原因为肿瘤恶性程度较高，放疗前已经导致相应纤维束明显破坏、FA值明显降低所致。ADC值反映水分子的扩散能力，与细胞密度密切相关^[6,7]，当肿瘤细胞有较高的核质比，引起细胞内空间的增大，细胞外空间的相对减少，则ADC值减低，研究表明高级别胶质瘤ADC值低于低级别胶质瘤^[8,9,10,11]，本组结果显示，放疗后胶质母细胞瘤肿瘤实质区ADC值较放疗前升高(P=0.013)，可能与放疗后肿瘤实质区部分肿瘤细胞坏死有关。另外有研究表明，患者放疗后瘤周水肿区域ADC值下降，考虑为放疗后瘤周组织水肿加重，大部分患者使用类固醇激素治疗，稳定细胞膜，使扩散受限，故ADC值降低^[12]，本组结果亦显示部分患者放疗后瘤周水肿区ADC值降低。

       MRS能提供组织代谢物的化学信息，能早期提供疾病的生化代谢信息，并能进行疗效监测，开辟了从生化代谢角度研究疾病的新纪元。本组结果显示，放疗后胶质母细胞瘤肿瘤实质区Cho/Cr较放疗前降低(P=0.021)，瘤周水肿区Cho/Cr较放疗前降低(P=0.024)，Cho是细胞膜磷脂代谢中间产物，反映了细胞膜的转运，是细胞代谢、胶质增生的指标，Cho浓度升高反映肿瘤细胞膜的转换增强，Cho浓度下降，意味着肿瘤增殖减弱，肿瘤对放疗的反应可以Cho减少作为标准^[13]。

       总之，DTI能微观显示脑组织水分子运动情况，MRS能提供组织代谢物的化学信息，联合应用DTI和MRS检查能够反应胶质母细胞瘤放疗后的早期变化，可用于监测和评价放疗效果。