磁共振DWI联合MRS在诊断脑肿瘤中的临床价值

王 涛 徐 隽 阳 波 李世军

1.四川省第四人民医院放射科(四川 成都 610016)

2.四川省人民医院神经外科(四川 成都 610110)

脑肿瘤是一种发生于颅内的肿瘤，包括原发性和继发性两种类型。脑肿瘤可发生于任何年龄，成人以大脑的脑胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤多见。小儿则以小脑的星形细胞瘤、蝶鞍部的颅咽管瘤最为常见[1-4]。对患者的临床症状进行分析并确定相应的治疗方式，有利于提高患者的预后。目前随着医疗技术的不断提高，影像学技术不断成熟，逐步成为检查及诊断脑肿瘤的第一步选择[5-6]。脑肿瘤的影像学检查方法具有多样性，包括颅骨平片、脑血管造影、CT扫描检查、MRI成像扫描、神经核医学检查等[7]。其中最为常用的是MRI扫描检查[8]，在对患者进行MRI扫描时，会对患者进行多角度的扫描，同时对患者进行器官以及其他方面的连续扫描，且无辐射，具有安全性及分辨率高等优点[9]。磁共振MRS对于活体生物检查时，没有辐射，安全性高，不会影响生物本身，也是唯一无创的扫描技术，同时DWI成像速度较快，能反映水分子的布朗运动，据相关研究表明，DWI联合MRS扫描能有效提高检测的准确率[10]。为研究磁共振DWI联合MRS对临床患者进行脑肿瘤检查的具体价值，本研究对我院收治的126例脑肿瘤患者进行临床分析以及资料分析，内容报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取我院在2013年8月至2018年7月间收治的126例具确诊的脑肿瘤患者为研究对象，其中男性患者74例(58.73%)，女性患者52例(41.27%)。患者年龄为25～73岁，平均年龄为(51.85±6.04)岁；肿瘤具体包括：脑内肿瘤中，50例胶质瘤(参照WHO 2000年分类标准进行分类，Ⅰ～Ⅱ级22例，Ⅲ～Ⅳ级28例)：8例星形细胞瘤(Ⅰ～Ⅱ级5例、Ⅲ～Ⅳ级3例)，25例脑转移瘤；颅内脑外肿瘤中，43例脑膜瘤。本研究通过申报并得到上级领导批准。

纳入标准：临床资料真实且完整；患者签署知情同意书。

排除标准：合并其它部位恶性肿瘤者；(MRI检查禁忌症者；患者及家属对于研究不同意者。

1.2 方法对患者采用Siemens Verio 3.0T扫描仪，使用正交头颅圈线，使患者姿势为仰卧。对患者使用常规的MRI头颅扫描检查，然后通过DWI与MRS进行分析。患者使用磁共振行DWI横轴位SE平面回波扫描，扫描参数：TR/TE 2800ms/95ms，视野20cm×20cm，矩阵128×128，层厚5mm， 无层间隔，b值选择0和1000s/mm2两个数值，扫描时间33s，将ADC图片通过部分软件技术进行合成。而ADC具体值则采用ADC的计算公式进行计算，ADC=In(SI1/SI2)/(bI1-bI2)，SI1代表b=0s/mm2、SI2代表b=1000s/mm2时的同一部位同一组织的信号强度值。对患者进行MRI波谱检查，同时采用点分辨表面线圈波普分析法(PRESS)分析，对具体信号的收集则需要采用化学位移选择激励法(CHESS)，TE/TR=135ms/1500ms，体素大小为2cm×2cm×2cm，共进行1次激发，成像时间370s。波谱检查患者身体状况，其主要检测为患者病灶实性部分以及周边或健侧正常组织，并避免检测到患者肿瘤坏死以及其他附近部位的颅骨。同时完成对患者脑内其他代谢物的测量并记录，这其中为N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、含胆碱化合物(Cho)、肌酸(Cr)浓度。进行MRS检查时，在根据患者自身情况安排加强度的扫描，增强MRI扫描时使用高压注射器将以2.0mL/s的速度向患者体内注入钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，同时对患者持续注入15mL生理盐水，完成全部注射后，再对患者进行多项检测，其中包括T1WI横断面、矢状面和冠状面扫描。

1.3 观察指标(1)将126例患者的DWI、MRS扫描图像以及具体数据进行整合并使经验丰富的医师进行诊断，同时记录评估分析的结果。(2)测量患者脑肿瘤区以及健侧区脑组织的ADC值，同时参照DWI、T2WI以及病理检查，记录患者的NAA、Cho、Cr等值的具体变化情况。

1.4 统计方法采用SPSS 23.0进行统计分析，ADC值、肿瘤代谢物值等定量数据采用(±s)描述，采用t检验比较；检验水准为α=0.05。

2 结 果

2.1 不同脑肿瘤与其对侧正常组织ADC值比较脑膜瘤患者的ADC平均值为(13.33±3.10)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(9.84±1.66)×10-4mm2/s，数据出现差异并具有统计学意义(P＜0.05)；脑转移瘤患者平均ADC值为(12.12±2.84)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(9.17±1.72)×10-4mm2/s，数据出现差异并具有统计学意义(P＜0.05)；星形细胞瘤患者的ADC平均值为(13.67±3.12)×10-4mm2/s，相对于对侧正常脑组织ADC值(9.35±1.65)×10-4mm2/s，星形细胞癌患者ADC值明显偏高，差异具有统计学意义(P＜0.05)；胶质瘤患者平均ADC值为(1.20±0.18)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(0.67±0.05)×10-4mm2/s，差异具有统计学意义(P＜0.05)，详见表1。

表1 不同脑肿瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

表1 不同脑肿瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

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2.2 不同级别间星形细胞瘤与其对侧正常组织ADC值比较星形细胞瘤I～Ⅱ级患者平均ADC值为(15.21±3.28)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(9.34±0.45)×10-4mm2/s，差异具有统计学意义(P＜0.05)；星形细胞瘤Ⅲ～IV级患者平均ADC值为(11.39±1.58)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(8.57±0.52)×10-4mm2/s，差异具有统计学意义(P＜0.05)，详见表2。

表2 不同级别间星形细胞瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

表2 不同级别间星形细胞瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

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2.3 不同级别胶质瘤与其对侧正常组织ADC值比较胶质瘤I～Ⅱ级患者平均ADC值为(1.39±0.15)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(0.72±0.05)×10-4mm2/s，差异具有统计学意义(P＜0.05)；胶质瘤Ⅲ～Ⅳ级患者平均ADC值为(1.14±0.17)×10-4mm2/s，明显高于对侧正常脑组织ADC值(0.74±0.03)×10-4mm2/s，差异具有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

2.4 脑肿瘤患者代谢状况比较脑转移瘤、脑膜瘤、胶质瘤及星形细胞瘤NAA/Cr、NAA/Cho均明显低于正常脑组织NAA/Cr、NAA/Cho水平，而Cho/Cr高于正常脑组织Cho/Cr水平，差异具有统计学意义(P＜0.05)；星形细胞瘤的NAA/Cho和NAA/Cr水平明显高于脑转移瘤、脑膜瘤，而脑膜瘤的Cho/Cr高于星形细胞瘤、转移瘤，差异具有统计学意义(P＜0.05)，Ⅲ～Ⅳ级星形细胞瘤的NAA/Cho、NAA/Cr水平均低于Ⅰ～Ⅱ级星形细胞瘤，差异具有统计学意义(P＜0.05)；胶质瘤的NAA/Cr、NAA/Cho水平均低于转移瘤且高于脑膜瘤，差异具有统计学意义(P＜0.05)；对于脑转移患者，其中7例Lac峰以及11例LIP峰；对于脑膜瘤患者，其中3例Lac峰、8例Lac和3例Ala峰；对于星形细胞癌患者，其中9例Lac峰、3例Lip峰；对于胶质瘤患者，其中2例Lip峰、6例Lac峰、1例Ala峰，见表4。见图1～图5。

表3 不同级别胶质瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

表3 不同级别胶质瘤与其对侧正常组织ADC值比较 (±s，×10-4mm2/s)

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表4 脑肿瘤患者代谢状况比较 (±s)

表4 脑肿瘤患者代谢状况比较 (±s)

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图1 正常脑组织MRS图像。图2～图3 为同一患者，男，24岁，星形细胞瘤患者。图2 DWI未见明显弥散受限；图3 MRS病灶区NAA峰明显减低，Cho峰升高，Cho/NAA比值＞2。图4～图5 为同一患者，男，61岁，右侧颞岛，叶、额叶高级别星形细胞瘤。图4 DWI轻度弥散受限；图5 MRS NAA/Cho明显倒置，并见Lac峰。

3 讨 论

脑肿瘤是一种生长在颅腔内的神经系统较为多见的疾病，患者的临床症状多表现为头痛、呕吐、视神经乳头水肿[11]。脑瘤的发生率较高，约占全身各种肿瘤的1%～3%[12]。CT和MRI扫描检查是肿瘤影像学检查中最常见的检查方式，有相关研究文献报道，MRI扫描检查较CT扫描检查对软组织的分辨率更佳[13]。MRI扫描不仅具有无创性、安全性高等优点，还能通过多角度、多方位对病灶位置进行显示，明确病灶周围血供以及病灶大小等情况。近年来临床对于患者脑部检查通常使用MRI常规扫描，但是MRI常规扫描对患者疾病的具体情况反映不准确，容易造成诊断上的误差[14]。随着医学技术的进步，同时MRI技术也不断提升，近年来临床上对弥散加权成像(DWI)和波谱成像(MRS)的运用越来越多，据相关资料统计[15]，DWI和MRS对于患者检查中枢神经方面的疾病有极其重要的作用，同时具有极高的诊断价值，尤其是在对脑肿瘤疾病的检查中优势更明显。为此，本研究在MRI常规扫描的基础上采用磁共振DWI联合MRS进行检查，并参照既往相关研究探讨磁共振DWI联合MRS在诊断脑肿瘤中的临床价值[16]。

磁共振弥散加权成像(DWI)与常规核磁共振成像 (MRI) 相比，DWI是以水分子运动为基础的，可对脑部基本生理状态信息进行反映[17]。DWI为磁共振技术的扩展，具体体现组织内水分子扩散的情况，同时DWI有很快的成像速度，能够更好地对患者脑部肿瘤进行诊断[18]。据相关数据分析得出，DWI对急性脑梗死有很高的敏感性以及特异性[19]。同时对于患者进行多方面的扫描检测，能够诊断患者脑部中肿瘤、创伤等其他病理特征。通过对患者疾病的诊断，对患者疾病的恶性情况具有精确的评价[20]。DWI上信号时间将会受多个因素的影响，其中包括扩散敏感梯度场、扩散敏感梯度场维持时间、水分子在组织中的自由扩散度等，其中扩散敏感度越大，体现正常组织与病变组织的对比度也提高，DWI的敏感度将会提高[21]。常用SEEPI DWI序列中，b值为1000s/mm2。对所得DWI图像与ADC值的变化情况进行匹配，从而对组织间的弥散状况进行准确反映。使用DWI以及ADC有利于提高脑瘤患者在脑部区域的检测准确性。本研究结果显示，脑膜瘤患者平均ADC值明显高于对侧正常脑组织ADC值；脑转移瘤患者平均ADC值明显高于对侧正常脑组织ADC值；星形细胞瘤患者平均ADC值明显高于对侧正常脑组织ADC值；胶质瘤患者平均ADC值明显高于对侧正常脑组织ADC值，与朱秀芳等[22]、樊秋菊等[23-24]的研究结果报道基本一致。该研究结果表明，根据ADC值的不同，可对脑肿瘤良恶性进行鉴别，肿瘤部位ADC值高于对侧的原因可能是由于T2值的延长抵消了肿瘤水肿区的扩散增加，使得DWI信号不明显，从而使肿瘤信号更突出。

磁共振波谱分析(MRS)对活体生物检查时，没有辐射，安全性高，不会影响生物本身，也是唯一无伤的扫描技术；其是通过磁共振成像技术和磁共振波普技术相结合和改进下形成的，是新型的诊断方法[24]。目前在临床上使用技术为1H-MRS技术。通过1H-MRS技术检测患者脑部的代谢物，其中包括N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸复合物(Cr)、胆碱(Cho)、乳酸(Lac)和脂质(Lip)等，通过检测的结果对脑部肿瘤进行定性和分级[25]。除低度恶性胶质病、病灶小于采集范围、浸润肿瘤外，其他脑部肿瘤均在神经元受损的情况下NAA降低；肿瘤恶性程度越高，Cho的升高越明显，但肿瘤坏死区除外；组织能量代谢物升高时Cr降低；肿瘤级别越高，峰越高，Lac升高越明显。本研究结果显示，脑转移瘤、脑膜瘤、胶质瘤及星形细胞瘤NAA/Cr、NAA/Cho水平均明显低于正常脑组织，而Cho/Cr水平高于正常脑组织；NAA/Cho和NAA/Cr水平比较星形细胞瘤明显高于脑转移瘤和脑膜瘤，而Cho/Cr比较脑膜瘤明显高于星形细胞瘤和转移瘤；胶质瘤的NAA/Cr、NAA/Cho水平均低于转移瘤且高于脑膜瘤，Ⅲ～Ⅳ级星形细胞瘤的NAA/Cho、NAA/Cr水平均低于Ⅰ～Ⅱ级星形细胞瘤[26]。本研究结果表明，1H-MRS对肿瘤恶性程度分级上具有鉴别价值，与Akihiko等[27]、朱晓玲等人[28]研究结果一致。有相关资料显示，一些特征波峰的出现，能够帮助患者进行更好的肿瘤诊断，丙氨酸峰的出现也可能预示脑膜癌的出现，而Lac峰和Lip峰通常出现在高级别星形细胞瘤和脑转移瘤中。本研究结果显示，脑转移瘤患者中，Lip峰为主(11例)；脑膜瘤患者中，Lac峰为主(8例)；星形细胞瘤患者中，Lac峰为主(9例)；胶质瘤患者中，Lac峰为主(6例)。本研究结果表明，MRS能有效对肿瘤恶性程度进行分级；DWI能对患者脑部进行多方面检测，其中包括脑脓肿、肿瘤情况等。通过两者的联合检测，能够更加全面准确地对患者进行诊断，弥补常规检测中的不足，提高临床对脑肿瘤的诊断及鉴别诊断效果[29]。

综上所述，磁共振DWI联合MRS对于脑肿瘤患者的检查，不仅对脑肿瘤具有一定的诊断和鉴别诊断价值，且结合MRI常规检查可对肿瘤恶性程度进行分级以及定性分析，通过专业医师正确的判断以及对症状的诊断，在临床上效果好，具有一定的推广价值。但由于研究时间限制，研究患者的人数不能代表全部患者，后续应进一步深入研究，使患者能够得到更好的诊断。