& 磁共振新技术应用之一：磁共振波谱（MRS）
摘要:磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一无创性检测活体组织器官能量代谢、生化改变和特定化合物定量分析的技术。MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。
&&& 【MRS的定义与基本原理】&&& 磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一无创性检测活体组织器官能量代谢、生化改变和特定化合物定量分析的技术。MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。MRS的原理在某些方面与MRI相同，要求短的射频脉冲以激励原子核，采集到的信号称为自由感应衰减信号，将这种信号通过傅立叶转换变成波谱。MRS成像的基本原理是依据化学位移和J-耦合两种物理现象。由于化学位移不同，不同化合物可以根据其在MRS上共振峰的位置不同加以区别。化学位移采用磁场强度的百万分之一为单位（part per million，ppm）。共振峰的面积与共振核的数目成正比，反映化合物的浓度，因此可用来定量分析。峰值在横轴上的位置代表物质的种类，波峰的高度或波峰下的面积代表物质的数量，化合物的含量亦可用图谱色阶表示。&&& 【人脑常见的代谢物及其意义】&&&& 1.N-乙酰天门冬氨酸（NAA）& 在正常脑1HMRS中NAA是最高的峰，位于2.02ppm。它主要存在于成熟的神经元内，是神经元的内标物，其含量的多少可反映神经元的功能状态。NAA含量的降低代表神经元的缺失。肿瘤、多发性硬化、梗死、缺氧、神经细胞变性疾病、代谢性疾病及脱髓鞘疾病等均可引起NAA浓度的下降；不含神经元的脑部肿瘤（如脑膜瘤、转移瘤）MRS显示NAA缺失。在婴儿脑发育、成熟过程中以及神经损伤后轴索恢复中NAA会升高。Canavan病（中枢神经系统海绵状变性）是唯一可以引起NAA增高的疾病，是由于该病人体内缺乏NAA水解酶。&&& 2.胆碱（Cho）& 包括磷酸胆碱、磷脂酰胆碱及磷酸甘油胆碱，反映脑内总胆碱储备量，波峰位于3.2ppm。Cho是乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的前体，是细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成与代谢，Cho峰的高低可以作为肿瘤细胞增殖的指标。Cho峰是评价脑瘤的重要共振峰之一，在几乎所有的原发性和继发性脑瘤中（除颅咽管瘤外）均升高，是由于细胞膜转换和细胞增加所致。肿瘤增殖的Cho/Cr和Cho/NAA比值随恶性程度的增高而升高。Cho也是髓鞘磷脂崩溃的标志，在急性脱髓鞘疾病中Cho的水平显著升高，反映了磷脂降解产物的堆积。&&&& 3.肌酸（Cr）& 共振峰位于3.03ppm，包括肌酸、磷酸肌酸，少量γ-氨基丁酸，赖氨酸及谷胱甘肽。Cr的另一个峰位于3.94ppm。Cr是高能磷酸化合物的储备以及ATP和ADP的缓冲剂。作为脑组织能量代谢的提示物，Cr在能量代谢减退的情况下增加，而在能量代谢增加的情况下降低。Cr在许多疾病的发展过程中维持一定的稳定性，因此常以Cr作为一种参照物，和其他代谢物水平相比，例如Cho/Cr、NAA/Cr。&&&& 4.乳酸（Lac）& 波峰位于1.32ppm，具有特殊形状的峰——“双峰”，是相邻质子J偶联间磁场相互作用所致。第二峰出现在4.1ppm，常被抑制。Lac峰的出现提示正常细胞的有氧呼吸被抑制，是无氧糖酵解的终产物。在脑缺氧、缺血、癫痫和肿瘤等情况下会出现Lac峰。&&& 5.脂质（Lip）& 脂质峰出现在0.8、1.2、1.5和6.0ppm处，由甲基、亚甲基和不饱和脂肪酸的乙烯基组成。在高级别星形细胞瘤中，脂质峰升高，可反映坏死存在。来源于肿瘤边缘的巨噬细胞或者坏死组织细胞，将组织结构中的脂肪分解成小分子脂质。&&& 【临床应用】&&& 1.脑肿瘤&&& NAA↓：提示神经元受损，但下列情况下可正常：低度恶性胶质病、病灶小于采集范围、浸润肿瘤；Cho↑：磷脂代谢成分，反映细胞增殖，肿瘤恶性程度高，Cho升高明显，肿瘤坏死区可不高；Cr↓：组织能量代谢物，代谢升高时Cr↓；Lac↑：肿瘤级别越高，峰越高，儿童肿瘤升高明显；MI：MI/Cr低级别肿瘤高于高级别的肿瘤， MI/Cr明显高，应考虑非肿瘤病变；GLX：GLX高于NAA峰值1/3为增高。仅见于脑膜瘤，显著升高提示非肿瘤如脑炎、梗死、肝性脑病等。
&&& 2.肿瘤与非肿瘤的鉴别&&& ●Cho波改变是脑肿瘤特异性的标志；&&& ●Cho/NAA诊断肿瘤的敏感性和特异性；&&& Cho/NAA&&&&&&&&&& 敏感性&&&&&&&&&&& 特异性&& &&& ＞ 2.0&&&&&&&&&&&& 96&&&&&&&&&&&&&&& 90&&& ＞2.5&&&&&&&&&&&&& 90&&&&&&&&&&&&&&& 86
&&& 3.评价治疗效果（判断肿瘤术后复发、残存与放疗后改变）&&& 肿瘤复发：Cho↑；&&& 放射性坏死：Cho↓，出现Lip；
&&& 4.肿瘤的分级（鉴别良恶性胶质瘤）&&& ●Cho越高，恶性越高&&&&&&&&& ●Lac越高，恶性越高&&& ●Lip越高，恶性越高&&&&&&&&& ●MI越高，恶性越低&&& 5.鉴别脑内外肿瘤、区别原发和转移&&& 脑膜瘤、神经鞘膜瘤及转移瘤均属脑外肿瘤，不含神经元，1HMRS检测不到NAA和Cr波。&&& ●脑膜瘤：Cho明显↑，Ala（丙氨酸）峰的出现和升高是其特征，位于1.47ppm。&&& ●转移瘤：Cho峰↑，常可见Lip峰，高级别星形细胞瘤瘤周水肿区有肿瘤细胞浸润，Cho峰↑，转移瘤则未见明显显升高。
&&& 6.脑脓肿&&& NAA峰消失，Cho峰无明显升高。出现AA峰、有机酸峰、Suc峰是其特征性表现，AA峰是在0.9ppm的一组氨基酸峰，其特异性较高，原因是脓肿腔内中性粒细胞释放蛋白水解酶、使蛋白质水解成氨基酸的终产物，因此AA峰是鉴别脑脓肿和坏死性肿瘤的重要参数。&&& 大多数脑脓肿均显示Lac峰，说明无氧糖酵解和坏死增加，还可见Lip峰，因坏死性肿瘤也可出现，因此不是脓肿特异性标志物。
&&& 7.脑梗死&&& 急性期：NAA显著下降，Cho及Cr下降，Lac升高明显，边缘区Lac上升，缺血带Lac升高区远大于T2WI高信号区。&&& 慢性期：Lac上升，NAA、Cho及Cr下降。&&& 8.癫痫&&& ●颞中叶及海马硬化是颞叶癫痫的常见病因。&&& ●MRS显示癫痫灶NAA峰降低，Cho及Cr峰升高；NAA的减少说明癫痫灶内神经元的缺失、受损或功能活动异常；Cr和Cho升高反映了胶质细胞的增生。&&& ●研究倾向于将NAA/（Cho+Cr）值作为判定异常的指标。正常人NAA/（Cho+Cr）值的低限为0.72，两侧差值超过0.05或双侧较正常对照组明显降低均为异常。&&& 9.脑多发性硬化&&& 活动期：NAA下降，Cho、Lac上升。&&& 非活动期：NAA降低，MI升高，病变周围正常的脑白质NAA降低。&&& 10.代谢性疾病（如线粒体脑肌病）&&& Lac峰出现，NAA下降
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你可能喜欢目的研究乳腺氢质子磁共振波谱(1H-MRS)的特点，评估其在鉴别乳腺良恶性病变中的价值。方法回顾性分析有明确病理结果且波谱采集成功的55个乳腺病灶(恶性37个，良性18个)Cho峰出现情况。结果37个恶性病灶中有28个在3.22ppm处出现Cho峰，9个未出现Cho峰;18个良性病灶有3个在3.22ppm处出现Cho峰，15个未出现Cho峰。以病理结果为金标准，以Cho峰有无鉴别乳腺良恶性病变的敏感度为75.68%(28/37)，特异度为83.33%(15/18)，阳性预测值90.32%(28/31)，阴性预测值62.50%(15/24)。1H-MRS阳性病例中，病灶最大径>2.5cm，占48.39%(15/31)，2.0~2.5cm占41.94%(13/31)，1.5~2.0cm为9.68%(3/31)。结论1H-MRS对乳腺癌的敏感性及特异性较高，对病灶>1.5cm的乳腺肿块性病变，可用1H-MRS协助鉴别病变的良恶性。
【关键词】& 乳腺疾病;磁共振成像;磁共振波谱;诊断
　　[Abstract]ObjectiveTo study the features of breast proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS)，assess it&s value on differentiate benign from malignant lesions.MethodsRetrospectively analyzed 55 breast lesions (37 malignant，18 benign) to Cho peak which have a specific pathological results and spectral acquisition success.Results37 were malignant lesions，28 items appear Cho peak at 3.22ppm，9 items did not appear C18 were benign lesions, 3 items appear Cho peak at 3.22ppm，the other 15 benign lesions did not obtain Cho peak. The sensitivity, specificity，positive predictive value，negative predictive value of Cho peak on differentiate benign from malignant lesions was 75.68%(28/37)，83.33%(15/18)，90.32%(28/31)，62.50%(15/24)，with pathology results for gold standard.The maximum diameters of positive 1H-MRS cases were>2.5cm, 2.0~2.5cm, and 1.5~2.0cm, accounting for 48.39%(15/31)，41.94%(13/31) and 9.68%(3/31)，respectively.ConclusionSensitivity and specificity of 1H-MRS for breast cancer was relatively higher，1H-MRS can be used to help identify benign or malignant lesions, but breast mass>1.5cm.
　　[Key words] MR MRS; diagnosis
　　乳腺癌是女性常见病之一，影像学检查特别是磁共振动态增强检查对乳腺癌的检出和诊断具有重要价值，但部分良恶性病变的磁共振动态增强表现有重叠，而磁共振波谱 ( magnetic resonance spectroscopy , MRS )分析是鉴别乳腺良恶性病变的又一方法。本研究尝试采用单体素1H-MRS波谱分析，探讨其对乳腺良恶性病变的诊断价值。
　　1资料与方法
　　1.1一般资料选取本院2010年8月&2011年7月有明确病理结果且波谱采集成功的55个乳腺病灶(恶性37个，良性18个)的单体素1H-MRS为研究对象。55例病变中，恶性37例，包括浸润性导管癌28例，浸润性小叶癌8例，黏液腺癌1例;良性18例，包括纤维腺瘤13例，乳腺增生症伴纤维腺瘤样改变2例，导管内乳头状瘤1例，乳腺叶状肿瘤1例，囊肿1例。患者年龄26~68岁，平均(41.3&11.5)岁，病灶大小1.5~5.0cm，平均2.9cm。所有病例均未限定检查所处之月经周期。
　　1.2检查方法采用Philips Achieva 1.5T双梯度超导磁共振扫描仪，双环极阵列乳腺线圈，嘱患者戴上耳塞或耳机，训练患者均匀呼吸，取俯卧位，双侧乳腺自然悬垂于乳腺线圈内，让患者有比较舒适的体位，嘱扫描过程中保持静止。常规MRI 平扫及动态增强扫描，6h后行1H-MRS采集，采用单体素波谱(single voxel spectroscopy，SVS) 检查方法，点分辨波谱分析法(point resolved spectroscopy，PRESS)进行数据采集，匀场由磁共振扫描仪自动完成。TR/TE=ms，翻转角90&，采集次数218，扫描时间4min32s。1H-MRS采集到的数据经Philips工作站软件进行后处理。主要观察的波峰有胆碱(choline, Cho)峰、脂质(lip)峰和水(water)峰。
　　37例恶性病变中，有75.68%(28/37)于3.23ppm处可见明显Cho峰(图1，2)，包括浸润性导管癌21例，浸润性小叶癌6例，黏液腺癌1例;24.32%(9/37)于3.23ppm处未见明显Cho峰。18例良性病变中，有3例纤维腺瘤在3.23ppm处显示Cho峰(图3)。以Cho峰鉴别乳腺良恶性病变的敏感度为75.68%(28/37)，特异度为83.33%(15/18)，阳性预测值为90.32%(28/31)，阴性预测值为62.50%(15/24)。1H-MRS阳性病例中，病灶最大径>2.5cm占48.39%(15/31)，2.0~2.5cm占41.94%(13/31)，1.5~2.0cm占9.68%(3/31)。
　　MRS是一种检测活体内物质代谢和生化物质含量的唯一无创性检查手段[1]。近年来，其在脑部病变、前列腺病变的应用已比较成熟，在骨肌系统、肝脏及乳腺病变的研究尚在探索中，其利用特定化合物在化学位移中的微小变化来采集信息，并将测量的MR信号通过傅里叶转换为MR波谱形式而在分子水平上反映病理情况[2];在许多疾病的病理进程中，代谢改变往往先于形态改变出现，MRS对代谢改变的敏感性很高，故能在早期检测到病变[3]。
　　3.1乳腺1H-MRS的特点乳腺1H-MRS主要测量组织的Cho含量，Cho及其代谢物含量反映了乳腺上皮细胞的代谢水平，其主要参与细胞膜运输及扩散功能;作为活性代谢物的游离Cho在正常组织中浓度较低，Cho含量升高反映细胞膜合成增加或细胞增殖加快。恶性肿瘤细胞增殖旺盛，快速的细胞分裂导致细胞增殖加快和膜转运增加，Cho含量也随之升高;同样良性肿瘤若在短期内迅速生长，Cho含量也可升高[4]。
　　3.2乳腺1H-MRS的敏感性及特异性文献报道的敏感性为45.8%~100%，特异性为67%~100%，阳性预测值77.6%~88.5%,阴性预测值59.7%~61.30%[1~5]。笔者认为报道不一的主要原因与病变大小、体素大小以及对比剂影响有关，在本研究中，采用平扫及增强6h后行MRS检查，对比剂已廓清，排除了对比剂的影响，并且减轻了病人长时间俯卧位的不舒适，有利于病人体位固定，减少呼吸及运动伪影，从而提高Cho峰检出率;体素块的放置位置很重要，应尽量远离胸壁及脂肪丰富区。本研究体素大小采用1.56cm&1.56cm,既防止体素太小未放置到代谢活跃的肿瘤区，从而真正反映肿瘤的特征;又防止体素太大，由于部分容积效应而导致的正常组织沾染现象，虽然体素增大会提高MRS的信噪比，但同时也降低了空间分辨率，因此体素大小的选择对MRS至关重要。本研究将1H-MRS阳性病例中的病变大小分为三个等级，分别为病灶最大径>2.5cm、2.0~2.5cm、1.5~2.0cm，其所占的比例分别为48.39%(15/31)、41. 94%(13/31)、9.68%(3/31)，可见病变较大者，MRS成功率相对较高。Tse[6]所选取的病灶大小1.5~7.2cm，平均3.3cm，敏感度89%，特异度85%;Yeung[7]的研究中，病灶大小2.0~11.2cm，平均4.7cm，敏感度92%，特异度80%;而Bartella[8]在其敏感度达到100%的研究中也指出，敏感度高的原因与所选择的病灶体积较大(2~15cm，平均4cm)有一定关系;同时他指出，在同样场强下增加采集时间，小的病灶亦可能获得有意义的数据，虽然Cho水平主要与肿瘤的恶性特征有关而不是病灶体积，但并不能排除大病灶Cho含量较小病灶高而容易检出，而且Cho峰的信噪比与MRS采集所选取的region of interect(ROI)大小无关，但小病灶Cho峰检出率确实低于大病灶。本组病例中的结果亦印证了大病灶Cho峰检出率较高。在本研究中，良恶性病变的敏感度75.68%，特异度83.33%，阳性预测值90.32%，阴性预测值62.50%，与上述学者研究结果基本一致;因此，笔者认为以Cho峰作为鉴别乳腺良、恶性病变的一种标记物有一定的临床指导意义。
　　3.3乳腺1H-MRS的局限性及潜在价值1H-MRS在乳腺中应用受机器性能、操作者的技术水平以及病变本身情况等影响，比如:磁场强度、磁场均匀性、线圈敏感性、脉冲序列及数据采集参数、机器压水压脂性能、对比剂影响、乳腺脂肪含量、体素大小及位置等等。另外，因检查时间较长，患者轻微的体位移动也是采集失败的一个原因[4]。特别指出的是，病变直径<1.5cm时，采集成功率较低，无可析谱线，只表现为背景噪声，对研究结果造成一定影响。在本研究中，有9例恶性病变在3.22ppm处未检出Cho峰，考虑与上述因素有关。另外，磁场均匀性是影响波谱采集成功的一个重要因素，笔者在研究中发现如果乳腺肿块靠近胸壁或靠近浅表脂肪层时，波谱采集不容易成功，这与局部磁场不均匀有很大关系。患者体外的金属异物(任何部位)亦可干扰磁场均匀性造成采集失败。由于1H-MRS的影响因素相对较多，目前还不能独立用于临床诊断，但可与MRI的形态学特征及动态增强曲线相结合而提高其鉴别诊断价值[9]。Bartella指出，恶性病变阳性预测值在单纯依靠MRI时为55%，而与1H-MRS结合后阳性预测值可提高到82%，因此依据1H-MRS结果可以减少Cho峰阴性患者不必要的活检，降低活检率[8]。活体1H-MRS的另一个重要价值还在于它可以提供一种非侵袭性监测和评价乳癌化疗反应的方法，化疗后可观察到Cho峰降低或消失，这有利于一些患者选择保乳治疗[10];其次，1H-MRS对明显肿大淋巴结的性质判定亦有一定的临床价值，乳腺癌淋巴结转移患者，在3.22ppm处可见Cho峰。总之，本研究结果提示在1H-MRS波谱中，胆碱共振峰的升高是诊断乳腺恶性疾病的重要标准;另外，亦可辅助诊断明确为良性的病灶，故此可减少手术或活检率。尽管目前1H-MRS尚不能替代MRI对乳腺病变进行单独诊断，但其对MRI在乳腺病变的诊断与鉴别诊断中的辅助作用不可低估，其独特的、潜在的应用价值，必将随着检测条件和设备的进一步完善，而得到理想的开拓。(本文图片见封二)
【参考文献】
& 　　1Mitsuhiro Tozaki，Eisuke Fukuma.1HMR Spectroscopy and Diffusion-Weighted Imaging of the Breast: Are They Useful Tools for Characterizing Breast Lesions Before Biopsy. Radiology， ):840-849.
　　2Francesco Sardanelli，Alfonso Fausto, Franca Podo, et al.In Vivo Proton MR Spectroscopy of the Breast Using the Total Choline Peak Integral as a Marker of Malignancy. Radiology, ):.
　　3Manton DJ, Chaturvedi A, Hubbard A, et al. Neo-adjuvant chemotherapy in breast cancer: early re-sponse prediction with quantitative MR imaging and spectroscopy. Radiology，):427-435.
　　4赵斌，蔡世峰，于台飞，等. MR氢质子波谱在乳腺肿块应用中的价值及技术干扰因素分析.中华放射杂志，):281-284.
　　5Huang W, Fisher PR, Dulaimy K, et al. Detection of Breast Malignancy: Diagnostic MR Protocol for Improved Specificity.Radiology，):585-591.
　　6Tse GM，Cheang HS，Pang LM，et al. Characterization of lesions of the breast with proton MR spectroscopy:comparison of carcinomas, benign lesions，and phyllodes tumors.AJR,):.
　　7Yeung DK，Cheung HS，Tse GM. Human breast lesions: characterization with contrast enhanced in vivo proton MR spectroscopy initial results. Radiology，):40-46.
　　8Bartella L, Morris EA, Dershaw DD, et al. Proton MR spectroscopy with choline peak as malignancy marker improves positive predictive value for breast cancer diagnosis: preliminary study.Radiology, ):686-692.
　　9Jacobs MA, Barker PB, Argani P, et al. Combined dynamic contrast enhanced breast MR and proton spectroscopic imaging: a feasibility study.Magn Reson Imaging，):23-26.
　　10Jagannathan NR, Seenu V, Kumar M. Potential of in vivo proton MR spectroscopy in the assessment of breast lesions without the use of contrast agent.Radiology，):281-282.
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目的探讨脑胶质瘤的MRI表现、诊断价值及脑胶质瘤的1H-MRS（proton magnetic resonance spectroscopy）表现及临床意义。方法收集经临床手术、病理证实的脑胶质瘤60例。所有患者在术前行1H-MRS检查，均在MRI增强成像的基础上获得。使用德国西门子Sonata 1.5 T超导磁共振，多体素扫描，点分辨表面线圈法，检测不同区域代谢物变化。结果脑胶质瘤MRI表现为病灶 T1WI呈较低信号；T2WI为高信号，部分病灶周围可见片状水肿；增强扫描部分病例为环形或不均匀性强化。脑胶质瘤的1H-MRS表现： Cr轻度下降，NAA呈显著下降，Cho则显著增高；其中NAA下降率为-58.4％，Cr下降率为-24.3％，Cho上升率为+71.6％。结论1H-MRS与MRI相结合能提高脑胶质瘤术前诊断的准确性,对制定手术方案有重要的临床意义。
【关键词】& 脑胶质瘤；氢质子磁共振波谱；磁共振成像
&&&&&&&&& Study on findings of 1H-MRS and MRI of brain gliomasGONG Cai-gui,WANG Xiao-yi,LIU Hui.Department of Radiology,Xiangya Hospital,Central South University,Changsha 410008,ChinaAbstract］ObjectiveTo evaluate the findings and diagnostic value in brain gliomas.To evaluate the findings and clinical applications of 1H-MRS of brain gliomas.Methods60 patients of brain gliomas were studied,all of them underwent surgery and were approved by pathology.The 60 patients underwent 1H-MRS before surgery and all 1H-MRS were gained on contrast-enhanced MRI scan.Muitiple voxel proton magnetic resonance spectroscopy was performed on a 1.5 T MR scanner using point-resol-ved surface coil spectroscopy(PRESS)，the variety of metabolite& peaks were detected in different areas.ResultsThe lesions carried slightly hypointense on T1-weighted images and moderate hyporintense on T2-weighted images,some patients showed perilesional brain parenchyma edema； Enhanced MRI was performed in cases,and demonstrated abnormal enhancement in some cases,peripheral ring-type or asymmetrical enhancement was observed in some brain gliomas.The findings of 1H-MRS of brain gliomas:distinctly increased Cho（+71.6％）,lightly decreased Cr（-24.3％）,distinctly decreased NAA（-58.4％） in brain gliomas.ConclusionThe combination of 1H-MRS and MRI improves preoperative diagnostic accuracy of brain gliomas,so it will be helpful for the establishment of treatment protocol.
　　［Key words］1H-MRS;MRI
　　正确诊断脑胶质瘤对手术方案的制订及预后的评价均有指导意义。磁共振波谱分析是在20世纪80年代初期发展起来的一种利用核磁共振现象和化学位移作用，进行一系列特定原子核和化合物分析的方法［1］。目前在体MRS已经能够对人体脑肿瘤进行无损伤性的分析、研究，MRS波谱图能够反映脑肿瘤独特的代谢过程、方式［2］。1H-MRS自应用于临床以来，因其可以在体无创地分析病变内代谢产物的浓度，从分子水平对病变进行评估，开拓并丰富了脑肿瘤诊断、鉴别诊断、肿瘤分级、评估肿瘤治疗、肿瘤复发和放射治疗损伤的思维，弥补了常规MRI的不足。基于化学位移原理的1H-MRS 技术能够反映出脑内主要代谢物的水平，提供一种无创性研究脑肿瘤生化代谢特征的方法。对于脑肿瘤特别是脑胶质瘤的诊断提供定量分析的依据。本文重点研究脑胶质瘤的MRI表现及诊断价值，探讨脑胶质瘤的1H-MRS表现及临床意义。
　　1 资料和方法
　　1.1 一般资料收集自2004年4月至2009年8月来我院行MRI检查，且经手术病理证实的脑胶质瘤60例，其中男35例，女25例，年龄12～66岁，平均36.4岁。按照WHO标准分成低级别胶质瘤组和高级别胶质瘤组。在得到脑波谱图之前，所有病人没有接受化疗和（或）放疗，没有脑外伤和（或）脑手术史。
　　1.2检查方法
　　1.2.1MR检查采用德国西门子Sonata 1.5 T超导型磁共振仪和环形极化头线圈（临床常规应用的头线圈）。被检者仰卧位，先行常规MR增强前扫描，常规行SE系列轴位T1加权TR450/TE 10 ms，T2加权TR 4 200/TE 98 ms，层厚5.0 mm，层距2.0 mm，矩阵为312&512，视野为210 mm&240 mm；矢状位和（或）冠状位T1加权TR450/TE10 ms，层厚5.0 mm，层距2.0 mm，再行快速FLAIR（液体衰减反转恢复序列，fluid-attenuated inversion recovery ）T2加权TR/TE/TI=8 500/107/2 500 ms。增强扫描：静脉团注射钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，剂量0.2 mmol/kg，后行横断面、矢状面和冠状面T1加权TR450/TE10 ms扫描。
　　1.2.21H-MRS检查采用syngo MR 2002B波谱工作站，以MR影像为基础进行磁共振波谱1H-MRS测量区域的定位；根据病灶特点选择扫描层面。波谱感兴趣区包含肿瘤组织区、瘤周组织区和对侧正常脑组织区以利对照。1H-MRS 检查采用多体素氢质子波谱脑检查（PROBE/SI，proton brain exam/muitiple voxel）自动MR波谱检测技术,点分辨波谱序列(PRESS序列)对肿瘤组织区、瘤周组织区和对侧正常脑组织区进行测量。PRESS序列，TR 1 500 ms，TE 135 ms，自动匀场，多体素相位矩阵扫描，层厚10 mm；层间距2 mm；视野(FOV)：240 mm&240 mm；激发次数(NEX)为1，相位矩阵160&160；成像时间260 s或相位矩阵120&120；成像时间148 s。对MRS检查获得信号进行后处理分析，波谱仪自带软件包FuncTool同时获得4种图形，即化学位移图（chemical shift images）、波谱图（spectrum）、代谢图（metabolic images）、代谢与解剖图的叠加图（简称&代-解图&）。在代-解图上选择感兴趣区（region of interest，ROI）：（1）图像观察取3个像素，移动像素至肿瘤组织、瘤周组织区的10～20 mm左右区域和对侧正常脑组织对照区等不同部位，在波谱图上观察代谢物的变化情况。本设备CSI实验的FOV大小是40 mm&40 mm；可以使用的最小体元大小（最小测量像素）是5 mm&5 mm&5 mm。（2）波谱仪自带软件计算出代谢物NAA 2.02 ppm、Cho 3.2 ppm、肌酸Cr 3.02 ppm等物质的波峰下面积，并计算出NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr的比值，结果以均数&标准差（x&s）表示。
　　1.3病理学检查
　　1.3.1标本标本经10%中性福尔马林固定,石蜡包埋,制成4 &ｍ厚切片连续切片2张,经HE染色组织学观察。
　　1.3.2病理学结果评定标准观察HE染色切片，脑胶质瘤分别对应原发灶。病理切片经两位主治以上的病理科医师共同阅读。
　　2.1MRI表现及病理结果由三位副教授或以上职称医师采取双盲法进行阅片，对60例患者的MRI进行影像诊断，其结果见表1。
　　表1 MRI 影像诊断结果（略）
　　MRI确定为脑胶质瘤的50例中无病例与病理结果不符合；不能确定的有8例，MRI对脑胶质瘤的诊断符合率为83.3％，假阳性率0，假阴性率20％。
　　2.2脑胶质瘤MRI表现60例脑胶质瘤，其中23例在皮层及皮层下（图1A），37例肿瘤部位在脑白质（图2A），即脑胶质瘤病灶多位于脑白质。病灶在T1WI呈较低信号，部分不均匀，少数稍低或等信号，4例合并出血者则有高信号；T2WI为高信号，FLAIR序列病灶仍呈高信号且病灶边界更清楚。22例病例病灶周围可见片状水肿，其中9例为重度水肿，MRI表现在T1WI呈极低信号，T2WI为极高信号。增强扫描病例60例，显示病灶强化者25例，均为环形或不均匀性强化（图2A）。10例具有占位效应。
　　2.3脑胶质瘤1H-MRS表现对60例脑胶质瘤患者的肿瘤组织部分、瘤周组织部分和对侧正常脑组织显示选择测量感兴趣区进行波谱分析，得到三组波谱图，其波谱图及代-解图（定位图）见图1B、1C、1D、1E 及2B、2C、2D、2E。脑胶质瘤组各种组织的代谢物的比值，见表2。
　　2.4低级别脑胶质瘤组、高级别脑胶质瘤组和对侧相应正常脑组织代谢物的比值结果见表3。从表3中可以见到NAA/Cho低级别脑胶质瘤组与高级别脑胶质瘤组重叠部分最小，说明该比值在1H-MRS脑胶质瘤分级诊断的定量分析中最为敏感。60例脑胶质瘤肿瘤实体部分各代谢物含量变化率的比较，见表4。
　　表2脑胶质瘤组各种组织的代谢物的比值（略）
　　注：*肿瘤组织与瘤周组织比较；#肿瘤组织与正常脑组织比较；△瘤周组织与正常脑组织比较
　　表3低级别脑胶质瘤组、高级别脑胶质瘤组和对侧相应正常脑组织代谢物的比值（略）
　　注：*高级别脑胶质瘤组和低级别脑胶质瘤组比较；#低级别脑胶质瘤组与正常脑组织比较；△高级别脑胶质瘤组与正常脑组织比较
　　表4脑胶质瘤肿瘤实体部分各代谢物含量变化率的比较（略）
　　表4显示脑胶质瘤的1H-MRS显示肿瘤区与对侧正常组织明显不同，表现为NAA显著下降，Cr轻度下降，Cho显著升高。
　　3.11H-MRS在脑胶质瘤中的临床应用探讨
　　3.1.1脑胶质瘤的1H-MRS表现本研究中，脑胶质瘤的1H-MRS显示肿瘤区与对侧正常组织明显不同，表现为NAA显著下降，Cr轻度下降，Cho显著升高，其中NAA下降率为-58.4％，Cr下降率为-24.3％，Cho上升率为+71.6％。随着脑胶质瘤恶性度的提高NAA呈下降趋势，Cho呈升高趋势，并出现异常增高的Lac峰，但Lac峰出现于各级别组脑胶质瘤中，且峰值无显著差异。脑胶质瘤的肿瘤组织与瘤周组织、肿瘤组织与对侧正常脑组织、瘤周组织与对侧正常脑组织的NAA/Cr、NAA/ Cho、Cho/Cr比值存在显著性差异(P<0.01)。本组研究与文献报道基本一致［1，3~5］。Lazareff等［3］报道低级别脑星形细胞瘤的1H-MRS显示肿瘤区与对侧正常组织明显不同，表现为NAA显著下降，Cr轻度下降，Cho显著升高，肿瘤组织较正常脑组织的Cho/NAA比值高。Tarnawski等［4］报道恶性脑胶质瘤的1H-MRS表现为NAA/Cr比值明显降低，Cho/Cr、Cho/NAA比值明显升高。Tamiya等［5］报道脑胶质瘤肿瘤组织较正常脑组织的NAA/Cr、NAA/Cho比值明显降低，而Cho/Cr比值明显升高。
　　3.1.21H-MRS在低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤鉴别诊断中的作用本研究显示低级别脑胶质瘤、高级别脑胶质瘤的肿瘤组织分别和对侧正常脑组织的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值存在显著性差异(P<0.01)；低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤的肿瘤组织的NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值存在显著性差异(P<0.05)。脑胶质瘤是起源于脑内的肿瘤，由异常增生的胶质类细胞组成，在生长过程中，肿瘤细胞浸润正常神经元，因此在1H-MRS上出现NAA含量明显降低，以及Cr轻度下降，Cho显著升高，因此NAA/Cr、NAA/Cho比值下降，Cho/Cr比值升高，本研究显示利用NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho比值可以区分正常脑组织、低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤。本组研究与文献报道基本一致［2，6~7］。Poptani等［2］认为高级别脑胶质瘤较低级别脑胶质瘤的NAA/Cho比值明显降低，而Cho/Cr比值明显升高，而且脂质波出现提示为恶性脑胶质瘤。Tedeschi等［6］及Tamiya等［5］报道Cho/Cr比值升高是由于恶性脑胶质瘤中肿瘤细胞分裂增殖活动失控，细胞膜转换的增强，导致Cho峰升高。Tedeschi等［6］研究发现在随访的脑胶质瘤患者中，病情进展病例的Cho升高率大于45％，而病情稳定病例Cho升高率小于35％，无一例病例Cho无改变或下降。笔者认为Cr轻度下降也是导致Cho/Cr比值升高的另一原因。
　　在本研究中，发现MRI对脑胶质瘤分级的局限性，其中MRI确定为低级别脑胶质瘤29例中有4例与病理结果不符合；高级别脑胶质瘤18例中有1例与病理结果不符合；不能确定为的有13例，本研究中MRI对脑胶质瘤的分级诊断符合率为70.0％。在1H-MRS本研究中，低级别脑胶质瘤、高级别脑胶质瘤的肿瘤组织之间的NAA/Cho比值存在显著性差异(P<0.01)。脑胶质瘤可在NAA/Cho基础上分级，而且NAA/Cho比值反映肿瘤级别较稳定。即NAA/Cho比值能够帮助鉴别低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤，有助于弥补MRI的不足之处。
　　3.2亟待解决的问题本研究是多体素扫描，PRESS序列，最小测量像素是5 mm&5 mm&5 mm，多体素扫描其优点是图像观察可以同时取多个像素，移动像素至肿瘤实体部分、肿瘤周围组织、对侧正常脑组织对照区等不同部位，在波谱图上观察代谢物的变化情况；其不足之处是体素内有可能包含一部分坏死区、周围水肿区和（或）正常脑组织成分，而不能完全避免部分容积效应。所以在选择感兴趣区时体素应该尽量小，尽量避免部分容积效应。
　　PRESS序列其优点是可以获得较高的信噪比，对移动伪影影响相对不敏感，对脑组织主要代谢物如NAA、Cho、Cr等的观察效果较为理想；但是该序列不足之处是采用长TE使得Lac、Lip峰显示较为逊色，检测效果较差，难以对Lac、Lip代谢物进行分析比较，说明长TE波谱对Lac、Lip代谢物观察作用有限。这是本研究的不足之处，这也是有待解决的问题，有待我们去进一步研究。
　　（本文图片见封四）（略）
【参考文献】
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　　4Tarnawski R,Sokol M,Pieniazek P,et al.1H-MRS in vivo predicts the early treatment outcome of postoperative radiotherapy for malignant gliomas.Int J Radiat
Oncol Biol Phys,):.
　　5Tamiya T,Kinoshita K,Ono Y,et al.Proton magnetic resonance spectroscopy reflect cellular proliferative activity in astrocytomas.Neuroradiology,):333-338.
　　6Tedeschi G,Lundbom N,Raman R,et al.Increased choline singal coinciding with malignant degeneration of cerebral gliomas:a serial Proton magnetic resonance spectroscopy imaging study.J Neurosurgery,):516-524.
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《中国医学影像技术》2008年第24卷第10期
中国研究者评价了健康青年人比目鱼肌细胞内外脂质的^1H-MRS的可重复性。研究者对10名健康青年志愿者右腿比目鱼肌行^1H-MRS检查,每位志愿者接受3次检查,每两次间隔2周。采用SAGE软件量化细胞内脂质峰（SIMCL）和细胞外脂质峰（SEMCL）,然后分析不同时间和不同个体的差异性及相关性。结果发现成功采集30个体素的^1H-MRS谱线。IMCL峰下面积均值为0.57±0.16,EMCL峰下面积均值为1.02±0.21。IMCL的三次检查间无显著差异（F=2.262,P=0.133）,但有相关性（r1-2=0.986,r2-3=0.985,r1-3=0.991,P〈0.05）,不同个体间IMCL有显著差异（F=216.315,P〈0.05）,IMCL与体重有明显相关性（r=0.717,P〈0.05）。EMCL在不同时间和不同个体之间均无显著差异及相关性。IMCL与EMCL间无相关性。由此，研究者得出结论，IMCL峰是标识不同个体差异的重要峰,在一定的时间范围内具有可重复性。
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