DWI检查在脑胶质瘤病理分级中的价值

崔建和，柏根基，郭莉莉

(南京医科大学附属淮安第一医院，江苏淮安223300)

胶质瘤约占颅内肿瘤的40%，近年来其发病率呈明显上升趋势，其生存期与肿瘤病理分期有明显相关性。术前分期只能依赖于影像学初步估计。2005年3月～2008年12月，我们对43例脑胶质瘤患者术前行磁共振扩散加权成像(DWI)检查，采用表面弥散系数(ADC)和H1-磁共振波谱(H1-MRS)进行术前分期，并与术后病理结果进行比较，旨在为胶质瘤的术前分期提供依据。

1 临床材料

1.1 一般资料 43例脑胶质瘤手术患者，男26例，女17例;年龄14～64岁，平均45.2岁。术后病理证实，其中低级星形细胞瘤(1～2级)17例，间变胶质瘤(3级)10例，胶质母细胞瘤(4级)16例。17例1～2级者为低级别组，26例3～4级者为高级别组。

1.2 检查方法 术前均行常规 DWI检查。采用Siemens Avanto 1.5T超导磁共振扫描仪，先行MRI常规扫描，再行 DWI相同层面扫描。①ADC和rADC值测定:采用单次激发自旋回波-回波平面成像(SE-EPI)序列，获得扩散加权图像并重建表面扩散系数图(ADC图);行常规增强横断、冠状和矢状T1WI扫描。在MRI平扫和增强基础上，将肿瘤最大层面作为MRS定位层面，尽量避开肿瘤囊变、坏死和出血区，于肿瘤实质部分测量ADC值，每处病变测量3次，取平均值;同时测量对侧相应部位正常脑白质的ADC值，肿瘤实质与对侧相应部位正常脑组织的ADC值的比值为rADC值。②H1-MRS测定:采用单体素氢质子波谱点分辨波谱(PRESS)序列，TR/TE:1500/135 ms，自动匀场，水抑制，体素20 mm×20 mm×20 mm，激发次数(NEX)为1，成像时间278 s。分别对两组肿瘤实质部分、对侧相应正常区域的N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)和肌酸(Cr)的峰值进行测定，计算 NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr值。统计学处理采用SPSS 11.0统计软件。计量数据以±s表示。数据比较采用配对t检验。相关性分析采用Speaman相关分析法。P≤0.05为差异有统计学意义。

1.3 结果 两组ADC值和rADC值见表1;H1-MRS结果见表2;相关性分析显示，ADC和rADC值均与肿瘤级别呈明显负相关(r分别为-0.767、-0.792，P均 ＜0.01);NAA/Cho和 NAA/Cr与肿瘤级别呈明显负相关(r分别为-0.782、-0.712，P均＜0.01);Cho/Cr与胶质瘤级别呈正相关(r=0.806，P ＜0.01)。

表1 两组ADC值及rADC值比较(±s)

表1 两组ADC值及rADC值比较(±s)

注:与低级别组比较，*P ＜0.01

rADC高级别组 26 103.6±13.5* 1.09±0.26组别 n ADC(×10-5mm2/s)*低级别组17 153.7±16.3 1.94±0.21

表2 两组H1-MRS结果比较(±s)

表2 两组H1-MRS结果比较(±s)

注:与低级别组比较，*P＜0.01

NAA/Cho NAA/Cr Cho/Cr高级别组 26 0.27±0.29* 0.63±0.30* 4.31±1.68组别 n*低级别组17 0.92±0.33 1.51±0.27 1.73±0.67

2 讨论

DWI是惟一无创性的能在活体内检测水分子随机运动的方法，ADC值可定量反映水分子在组织内的扩散能力。脑组织中水的弥散较为复杂，其大小和方向受到细胞内外水分子黏滞度、膜通透性的影响，还受到毛细血管血流、组织细胞对水的主动转运过程等因素影响［1］。脑胶质瘤中肿瘤组织取代正常脑组织，细胞成分增多、间质成分减少，组织中水分子的弥散运动减弱。本研究高级别组ADC值明显低于低级别组，与文献报道一致［2，3］。其原因为高级别胶质瘤细胞数目较多，细胞排列紧密，其细胞外水分子相对较少，细胞内复合蛋白质分子相对较多，从而限制了水分子的自由扩散。为消除绝对ADC值的个体差异，我们将rADC作为观察指标。本研究两组rADC值有显著性差异，说明rADC值在一定程度上反映胶质瘤的恶性程度。

MR波谱是能够在活体组织中对组织的化学组成和分子的运动状态进行检测的影像学方法之一。健康脑组织中MRS最大的信号来源于NAA，一般认为，NAA只存在于神经元中，正常脑组织代谢产物中含量最高，因此，NAA水平反映神经元的健康状态。Cho主要来源于磷脂代谢的中间代谢物，如磷酸胆碱和甘油磷酸胆碱。Cr的主要成分为磷酸肌酸，为脑组织细胞内能量代谢的提供者。正常脑组织中Cho和Cr的含量均较低。脑胶质瘤是起源于脑实质的肿瘤，由异常增生的胶质细胞组成，肿瘤细胞浸润正常神经元，从而导致H1-MRS的代谢物水平的改变。本研究结果显示，脑胶质瘤患者病变与对侧正常脑组织H1-MRS明显不同，表现为随胶质瘤级别升高NAA逐渐下降，Cho逐渐升高，Cr轻度下降;其相应的代谢物比值亦与胶质瘤级别呈显著的相关性，即随胶质瘤级别的升高，NAA/Cho和NAA/Cr值下降，Cho/Cr值升高，与文献报道基本一致［4，5］。

综上所述，脑胶质瘤的ADC值和代谢产物比值与肿瘤病理级别呈明显相关性。因此，利用ADC值和代谢产物比值可以区分正常脑组织、低级别和高级别脑胶质瘤，可以作为术前分级的重要依据。

［1］Guo AC，Cumming TJ，Dash RC，et al.Lymphomas ang high grade strocytomas:comparison of water diffusidility and histologic charecteristics［J］.Radilogy，2002，12(1):107-183.

［2］孙忡鹏，范国光，孙宝海，等.磁共振弥散加权成像在脑胶质瘤诊断中的作用［J］.中国临床医学影像杂志，2005，16(8):421-424.

［3］Calvar JA，Meli FJ，Romero C，et al.Characterization of brain tumors by MRS，DWI and Ki-67 labeling index［J］.J Neurooncol，2005，72(3):273-280.

［4］Howe FA，Opstad KS.H1-MR spectroscopy of brain tumours and masses［J］.NMR Biomed，2003，16(3):123-131.

［5］Gupta RK，Sinha U，Cloughesy TF，et al.Inverse correlation between choline magnetic resonance spectroscopy signal intensity and the apparent diffusion coefficient in human glioma［J］.Magn Reson Med ，1999，41(1):2-7.