氢质子磁共振波谱对脑膜瘤的诊断价值

　　作者：张冬，舒通胜，王文献，文 利，邹利光，冯晓源, 马琼英，杨春燕 作者单位：重庆第三军医大学附属新桥医院放射科;2. 复旦大学附属华山医院放射科

　　【摘要】 目的 探讨脑膜瘤氢质子磁共振波谱的表现特点。方法 对20例脑膜瘤行常规磁共振检查、肿瘤部位及健侧相应部位二维相位编码氢质子磁共振波谱成像(2D 1HMRS)检查。分析脑膜瘤的常规磁共振表现，对照分析肿瘤和健侧的磁共振波谱特点。检查包括SE序列, 平扫横断T1WI、T2WI, 所有病例均作了GdDTPA T1WI横、冠、矢状位增强扫描。结果 20例脑膜瘤中，16例在T1WI表现为等低信号影，3例为混杂信号影;14例在T2WI呈等高信号， 6例为混合信号影，GdDTPA增强扫描肿瘤实性部分均有不同程度的明显强化， 9例可见“脑膜尾征”。波谱分析见脑膜瘤较健侧Cho峰升高(P<0.05)，Cr峰降低(P<0.05)，Cho/Cr值升高(P<0.01)，未见NAA峰。其中2例出现Lac峰。9例可见Ala峰。结论 脑膜瘤的1HMRS表现有一定的特征性，1HMRS可成为脑膜瘤诊断的重要补充手段。

　　【关键词】 脑膜瘤; 磁共振; 质子磁共振波谱

　　Proton Spectroscopy Findings of Meningioma

　　ZHANG Dong1, SHU Tongsheng1, WANG Wenxian1, WEN Li1, ZOU Liguang1, FENG Xiaoyuan2, MA Qiongying1, YANG Chunyan1

　　1. Department of Radiology, Xinqiao Hospital,Third Military Medical University, Chongqing 400037, China; 2. Department of Radiology, Huashan Hospital, Fudan University

　　Corresponding Author：WANG Wenxian, Email: cqzdwl@yahoo.com.cnAbstract：Objective To explore the characteristics of 1HMRSI and its diagnostic value on meningioma.Methods Both the findings of 1HMRSI of meningioma and that of opposite side were comparatively analyzed. The imaging sequences included axial T1 and T2 weighted imaging. Additionally T1 weighted imaging with injection of the contrast agent of GdDTPA was performed in all meningioma cases. ResultsOn conventional precontrast MRI, the signals in 16 meningioma cases showed iso or faintly hypointensities and in 4 cases showed heterogeneous intensities on T1WI. On T2WI, the signals in 14 cases showed iso or faintly hyperintensities and in 6 cases showed mixed intensities. After injection of GdDTPA, the solid portion of tumors exhibited obvious enhancement in all meningioma cases. “Dural trail sign” was revealed in 9 cases.Compared with the opposite side, 1HMRSI of all meningiomas revealed different spectral peaks, including absent acetylaspartate(NAA), prominent choline (Cho) (P<0.05), and reduced phosphocreatine (Cr) (P<0.05). The ratios of Cho/Cr (P<0.01) obviously increased. The peak of lactate (Lac) was visualized in two meningioma cases. The peak of Ala were found in 9 cases.ConclusionThe 1HMRSI of meningiomas is characteristic and 1HMRSI can be an important supplemental means in the diagnosis of meningiomas.

　　Key words：Meningioma; Magnetic resonance imaging; Proton magnetic resonance spectroscopic

　　脑膜瘤是颅内肿瘤的最常见的肿瘤之一，常规 MRI 扫描能反映其发生部位、形态、信号变化及增强后的强化方式，其对脑膜瘤的诊断价值已得到公认。磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS)利用磁共振现象和化学位移作用, 对特定原子核及其化合物进行分析, 可无损伤性研究活体组织生化代谢。本文回顾分析20例脑膜瘤的MRS特点，探讨其对脑膜瘤的诊断价值。

　　1 资料和方法

　　1.1 一般资料

　　男8例，女12例。年龄4～77岁，平均45岁。临床表现有头痛16例, 癫痫12例, 视野缺损3例，共济失调2例，恶心、呕吐4例。

　　1.2 MRS检查

　　所有病例均行磁共振平扫，采用头颅正交线圈，SE序列，横断面T1WI、T2WI，层厚均为8mm。10例脑膜瘤使用GE Signa Horizontal 1. 5T超导型磁共振成像机，(T1WI: TR/TE= 440/14ms, T2WI: TR/TE=3 000/11,110ms)。10例使用GE HD超导型磁共振成像仪(T1WI: TR/TE=500/40ms，T2WI: TR/TEs=2 000/90ms)。必要时加矢状面扫描。

　　平扫结束后，行磁共振波谱检查。采用头颅正交线圈, 点分辨波谱分析法(Pointresolved spect roscopy，PRESS), 采用化学位移选择饱和(Chemicalshift selective saturation, CHESS) 水抑制法采集信号。成像参数：TR/TE=2 000/144ms，成像时间为3分48秒，取得数据后通过工作站进行常规后处理。立方单体素取样，采集次数为8次，体素(Voxel)大小为2.0cm×2.0cm×2.0cm。取样时将体素置于病灶的实质部分。每一例均行对侧相应或邻近部位的正常脑组织作对照。分析各化学组分的峰值和比值, 包括氮乙酰门冬氨酸峰(Nacetylaspartate, NAA), 胆碱峰(Choline, Cho), 肌酸峰(Creatine, Cr), 乳酸峰(Lactate, Lac), Cho/Cr比值等。

　　MRS扫描结束后， 行磁共振增强扫描。静脉注射造影剂后行横断面、冠状位和矢状位T1WI增强扫描。造影剂为钆喷酸葡胺(GdDTPA)，剂量为0.1mmol/kg。

　　1.3 统计学方法

　　数据以±s表示，行t检验，以P<0.05为有统计学意义。

　　2 结果

　　MRI检查: 本组20例脑膜瘤中, 常规磁共振肿瘤位于后颅窝2例, 大脑凸面6例, 矢状窦或大脑镰旁10例, 蝶嵴及前颅窝底各1例。肿瘤最大径平均4.5cm。肿瘤呈类圆形16例, 不规则形4例。边界清楚18例, 欠清晰2例, 肿瘤以宽基与硬膜、矢状窦相接。7例可见假包膜征。9例有明显的脑膜尾征。所有病例均有不同程度的占位效应, 表现为病变部位脑沟变小或闭塞。病灶旁脑实质受压推移，脑室变小、移位, 脑中线结构向健侧移位等。16例脑膜瘤在T1WI表现为等低信号影，3例为混杂信号影，T2WI 14例呈等高信号, 6例为混合信号影, GdDTPA增强扫描肿瘤实性部分均有不同程度的明显强化。

　　磁共振波谱分析见表1。波谱曲线显示肿瘤实质部分无NAA波峰，见图1、2, Cho波峰高于健侧(P<0.05)，Cr较健侧降低(P<0.05)，Cho/Cr较健侧有明显增高(P<0.01)，见图1、2。4例可见Lac峰，9例可见Ala峰，见图1。表1 脑膜瘤及健侧代谢物分析

　　3 讨论

　　脑膜瘤为仅次于胶质瘤的第二种常见的颅内肿瘤，MRI已成为脑膜瘤最有效的诊断和随访工具。它可以清楚的显示脑膜瘤的病变部位、形态、大小及脑膜瘤的病理学特征。脑膜瘤的MRI信号特点为T1WI多为等或略低信号，T2WI多为高或等信号，少数为低信号，注射GdDTPA 后, 大部分肿瘤可见明显均匀强化。 本组病例MRI 表现与之相符。多数研究认为肿瘤的强化方式与肿瘤的病理类型关系不大, 而与肿瘤的血供丰富程度正相关, 肿瘤血供丰富时强化明显[1]。

　　磁共振波谱是目前对人体唯一无损伤性、用以研究活体组织器官代谢和生化变化以及化合物定量分析的方法, 能够检测到颅内组织的多种化合物, 如: NAA、Cr、Cho等化合物, 病理状态下有时可检测到Lac等其他化合物，在一定程度上能够较好的反映肿瘤内部的代谢情况，正逐步应用于临床诊断和研究工作中。

　　氢质子波谱中的NAA主要存在于神经元内，是神经元的内标志物，其含量多少可反映神经元的功能状况，对有脑损害的疾病均可引起其浓度的下降[24]。肌酸(Cr)在能量代谢中发挥作用[4]，其作用是在脑细胞中贮存高能磷酸键和作为三磷酸腺苷、二磷酸腺苷的缓冲剂。胆碱(Cho)是细胞膜磷脂代谢的中间产物，是髓鞘形成、细胞代谢和胶质增生的指标。在病理状态下，神经细胞膜、髓鞘和神经脂类崩解以及细胞增生、细胞膜修复等因素导致Cho增高[4]。Lip峰由甲基、亚甲基、等位基和不饱和脂肪酸的乙烯基等组成，在高级别星形细胞瘤和脑膜瘤中Lip增加，反映组织坏死的程度[4]。正常情况下脑中Lac水平很低，Lac峰的出现常提示细胞的无氧糖酵解增加[45]。

　　脑膜瘤与正常组织相比, NAA缺乏, 其原因是：NAA主要存在于神经元内，是神经元的内标志物，其含量在一定程度上可反映神经元的功能状况。而脑膜瘤为脑外肿瘤，其起源为蛛网膜颗粒细胞。脑膜瘤Cho峰通常表现为升高，Cr浓度减低或缺如，而且Cho/Cr比值普遍升高，可能与Cho浓度的增加和(或)Cr浓度的降低有关。由于肿瘤细胞增生活跃，耗氧量增加, 同时肿瘤血管不成熟, 造成肿瘤局部不同程度相对缺血, 肿瘤细胞通过无氧酵解代谢方式获取能量, 局部可以测得乳酸(Lac)信号。其浓度的增加在一定程度上可以反映肿瘤的缺氧程度和血流灌注不良，而且乳酸可促进未分化细胞增殖，其信号增强提示肿瘤增长较快，本组有4例显示了Lac峰。质子波谱显示1.47ppm处可出现特征性的倒置单峰, 代表丙氨酸(Ala)，在PRESS序列(TE144ms)时表现为倒置的波峰, 在STEAM序列中(TE 30ms)表现为正向的波峰。本组有9例在PRESS序列(TE 144ms)中可见倒置的Ala双峰。文献报道脑膜瘤中Ala的定量为(2.20±0.26)μmol/g, 正常脑组织含量为(0.26±0.02)μmol/g [6]。

　　结合常规MRI扫描的特点，MRS可以较好的和其他颅内肿瘤相鉴别。脑膜瘤和转移瘤有时难以鉴别，特别是和靠近脑表面的单发转移瘤。Bendszus等[7]波谱显示虽然两者的Cho/Cr均升高，但是在所有的转移瘤中都可见高耸的脂质峰(Lip)峰，在脑膜瘤中未能发现，籍此从MRI的角度可以较好的鉴别脑膜瘤和转移瘤。Lehnhardt[8]利用肿瘤的提取物来分别测量亲水部分(细胞液) 和亲脂部分(细胞膜), 脑膜瘤的Ala/Cr是最高的;与星形细胞瘤的相比，脑膜瘤的磷脂曲线显示了较高的卵磷脂成分, 而磷脂酰丝氨酸较低; 与胶质母细胞瘤相比, 脑膜瘤的磷脂酰乙醇胺和鞘磷脂较高。而Ala峰对于脑膜瘤较为特征，可以将胶质瘤与鞍区、桥小脑角的脑膜瘤和神经鞘瘤进行鉴别。近年来临床对于脑膜瘤的良、恶性鉴别颇为关注，部分病例在病理上也很难区分，MRS可能对此有所帮助。Hazany等[9]认为恶性脑膜瘤的Cho/Cr较良性脑膜瘤高。有作者[10]利用MIB1染色指数和波谱进行对照，在29例脑膜瘤中发现良性组的平均MIB1染色指数明显低于其他组, 良性脑膜瘤组的Cho/Cr为(2.56±1.26)，非良性组的Cho/Cr为(7.85±3.23)，Cho/Cr和MIB1染色指数之间有明显的线性相关。为此我们认为在设备条件及扫描时间允许的条件下，宜对脑膜瘤行MRS检查，以便很好的了解其生化代谢特点，利于其诊断和鉴别诊断。

　　【参考文献】

　　[1] 李联忠，戴建平，赵斌. 颅脑MRI诊断与鉴别诊断[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2000: 199202.

　　[2] Buhl R, Nabavi A, Wolff S, et al. MR spectroscopy in patients with intracranial meningiomas[J]. Neurol Res, 2007, 29(1):4346.

　　[3] Sibtain NA, Howe FA, Saunders DE. The clinical value of proton magnetic resonance spectroscopy in adult brain tumours[J]. Clin Radiol, 2007, 62(2):109119.

　　[4] Demir MK, Iplikcioglu AC, Dincer A, et al. Single voxel proton MR spectroscopy findings of typical and atypical intracranial meningiomas[J]. Eur J Radiol, 2006, 60(1):4855.

　　[5] Lin A, Bluml S, Mamelak AN, et al. Efficacy of proton magnetic resonance spectroscopy in clinical decision making for patients with suspected malignant brain tumors[J]. J Neurooncol,1999, 45(1):6981.

　　[6] Barba I, Moreno A, MartinezPerez I. Magnetic Resonance spectroscopy of brain hemangiopericytomas: high myo inositolconcentrations and discrimination from meningiomas[J]. J Neurosurg, 2001, 94(1):5560.

　　[7] Bendszus M, WarmuthMetz M, Burger R. Diagnosing dural metastases: the value of 1H magnetic resonance spectroscopy[J]. Neuroradiology, 2001, 43(4):285289.

　　[8] Lehnhardt FG, Rohn G, Ernestus RI. 1H and 31PMR spectroscopy of primary and recurrent human brain tumors in vitro: malignancy characteristic profiles of water soluble and lipophilic spectral components[J]. NMR Biomed, 2001, 14(5):307317.

　　[9] Hazany S, Hesselink JR, Healy JF, et al. Utilization of glutamate/creatine ratios for proton spectroscopic diagnosis of meningiomas[J]. Neuroradiology,2007, 49(2):121127.

　　[10]Shino A, Nakasu S, Matsuda M. Noninvasive evaluation of the malignant potential of intracranial meningiomas performed using proton magnetic resonance spectroscopy[J]. J Neurosurg, 1999, 91(6): 928934.