放射性腦病復(fù)發(fā)的鑒別診斷

1、3T多體素MRS在放射性腦病和 膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)鑒別診斷中的應(yīng)用 作者：金曉 朱君明 陳書達(dá)等 浙江省人民醫(yī)院放射科、神經(jīng)外科 中華神經(jīng)外科雜志2008年3月第23卷第3期,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,報告者：張鵬,2009–04–15,放射性腦病是膠質(zhì)瘤放療后常見并發(fā)癥之一，其臨床和常規(guī)影像學(xué)表現(xiàn)與膠質(zhì)瘤放療后復(fù)發(fā)極其相似。由于兩者的臨床病程、治療手段及預(yù)后不同，因此及時明確診斷膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)抑或放射性腦損傷對患者的治療和預(yù)后判斷十

2、分重要。,背景,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,是目前臨床上惟一無創(chuàng)傷性研究人體器官組織代謝、生化改變及化合物定量分析的方法，可顯示局部組織的代謝產(chǎn)物。,磁共振波譜(magnetic resonance Spectroscopy MRS),福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,目的：3T多體素MRS在放射性腦損傷和膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)中的鑒別價 值。方法：通過隨訪2002年1月至2005年8月的38例患者，其均手 術(shù)證實為膠質(zhì)瘤2~

3、3級，經(jīng)放療后出現(xiàn)一系列臨床癥 狀，并行至少兩次MRS檢查。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,影像診斷結(jié)果,根據(jù)MRS測定結(jié)果，38例患者中診斷為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)15例，放射性腦損傷12例，11例為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)合并放射性腦損傷。對照病理結(jié)果2例膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)合并放射性腦損傷誤診為放射性腦傷，診斷符合率為95％。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,病理結(jié)果,在開顱手術(shù)中，針對MRS所測定的區(qū)域，通過立體定向獲取病理組織56份送檢。結(jié)果提示：腫瘤組

4、織27份，放射性腦損傷29份。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,,腫瘤復(fù)發(fā)表現(xiàn)為局部膠質(zhì)細(xì)胞密度增加、細(xì)胞核增加、核淡染，部分出現(xiàn)胖細(xì)胞。纖維細(xì)胞增生及壞死。 放射性腦損傷表現(xiàn)為細(xì)胞核消失、液化變性的壞死組織及淋巴，膠質(zhì)細(xì)胞增生，周邊可見膠質(zhì)細(xì)胞水腫變性，細(xì)胞退行性變，細(xì)胞血管增生，特殊染色顯示脫髓鞘改變。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,MRS表現(xiàn),根據(jù)上述病理結(jié)果，對86個區(qū)域術(shù)前所做的MRS測定結(jié)果進(jìn)行分組比較，得出NAA/Cr、

5、Cho/Cr、NAA/（Cho+Cr)等并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,膠質(zhì)瘤放療后復(fù)發(fā)區(qū)和對照組各峰比值,膠質(zhì)瘤放療后放射性損傷區(qū)和對照組各峰比值,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,膠質(zhì)瘤放療后及病灶區(qū)出現(xiàn)的Lip和Lac峰,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,NAA/Cr,放射性腦損傷中央?yún)^(qū)(0.63±0.22)較膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)區(qū)(1.218±0.23)及正常區(qū)(1.54±0.17)明顯下降，具統(tǒng)計學(xué)意義(P<

6、0．05)。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,NAA/Cr,膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)區(qū)(1．218±0．23)及放射性腦損傷邊緣區(qū)(1．27±0．27)低于正常區(qū)(1．54±0．17)，有統(tǒng)計學(xué)意義(P0．05)。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,NAA/Cr,放射性腦損傷中央?yún)^(qū)(0.6±0.23)及邊緣區(qū) (1.03±0.13)低于正常區(qū)(1.21±0.17)，具統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),福州

7、總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,NAA／Cr+Cho,放射性腦損傷中央?yún)^(qū)(0．27±0．13)、邊緣區(qū)(0．46±0．14)及膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)區(qū)(0．684±0．26)均低于正常區(qū)(1．05±0．19)，具統(tǒng)計學(xué)意義P<0．05)。放射性腦損傷中央?yún)^(qū)及邊緣區(qū)低于膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)區(qū)，具統(tǒng)計學(xué)意義(P<0．05),福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,Cho／Cr,膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)區(qū)(1．476±0．33)較放射性腦損傷

8、中央(1．21±0．17)明顯升高，具統(tǒng)計學(xué)意義(P<0．05)。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,腫瘤復(fù)發(fā)：Cho明顯增高，NAA下降，Cho／Cr比值升 高，NAA／Cr比值下降，出現(xiàn)Lac波。放射性腦病:NAA、Cho均有明顯幅度下降，可在 0．9ppm處見一雙峰的Lip峰(脂質(zhì)峰)，無LaG 峰(乳酸峰)。,腫瘤復(fù)發(fā)及放射性腦病MRS表現(xiàn),福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,治療結(jié)

9、果,38例開顱手術(shù)患者術(shù)后癥狀均有改善；4例隨訪期間死于并發(fā)癥；5例術(shù)后遺留神經(jīng)功能缺失，其余仍在隨訪中。,福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,討論部分,在神經(jīng)腫瘤研究中，如何區(qū)別腫瘤復(fù)發(fā)和放射治療后腦損傷仍是個難題。腫瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷的病理改變在CT或常規(guī)MRI上無特異性表現(xiàn)，增強(qiáng)掃描上有時均有強(qiáng)化表現(xiàn)，難以進(jìn)行鑒別。,討論部分,而大多數(shù)情況下它們在 HMRS上卻存在著差異。 HMRS通過定量測定病灶區(qū)域主要代謝物的水平，以此為判定膠

10、質(zhì)瘤放療后復(fù)發(fā)和放射性腦壞死所引起的神經(jīng)元缺失、細(xì)胞膜分裂增生或崩解、能量代謝障礙等提供有價值的信息 。,討論部分,文獻(xiàn)報道，NAA主要位于有功能的神經(jīng)元內(nèi)，與神經(jīng)元的完整性有關(guān)，能客觀、準(zhǔn)確、敏感地反映神經(jīng)元的缺失、功能失活及殘存神經(jīng)元的狀態(tài)；Cho與細(xì)胞膜磷脂的分解合成有關(guān)，反應(yīng)細(xì)胞分裂增值及膜代謝異常；Cr反映的是能量代謝，在腦內(nèi)cr總量較恒定，多作為腦內(nèi)其他代謝產(chǎn)物的參考濃度 。,討論部分,作者認(rèn)為由于NAA，Cho

11、，Cr峰值的絕對濃度的測定會受到許多問題的困擾，例如共振峰的重疊、渦、流導(dǎo)致峰寬增寬等，因此大多學(xué)者研究時普遍采用的是代謝物的比值 。,（腦腫瘤復(fù)發(fā)）,由于腫瘤有絲分裂增加使細(xì)胞膜代謝異?；钴S導(dǎo)致Cho增高，表現(xiàn)為Cho／Cr明顯高于正常值，NAA／Cr+Cho低于正常值。,（放射性腦損傷）,患者局部組織中NAA、Cr和Cho的含量分布較為復(fù)雜，其一般規(guī)律是假設(shè)從遠(yuǎn)處向可見病灶中最嚴(yán)重的液化壞死區(qū)延伸，其病理改變程度是由輕到

12、重。,(1)腦組織受放射損害，最敏感的神經(jīng)元出現(xiàn)功能損害，NAA含量降低。此時細(xì)胞對損傷產(chǎn)生修復(fù)和適應(yīng)性反應(yīng)，能量代謝加快，cr含量升高。同時細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的增殖反應(yīng)，Cho含量略有升高。表現(xiàn)使NAA／Cr以及NAA／Cho的比值出現(xiàn)倒置而<1。,作者對此規(guī)律的三個解釋,,(2)隨病變發(fā)展，細(xì)胞的生物膜結(jié)構(gòu)和能量代謝發(fā)生破壞，膜的通透性增大，細(xì)胞內(nèi)容物外溢，線粒體出現(xiàn)功能障礙，cr和Cho含量降低，NAA含量相對升高

13、。表現(xiàn)為NAA升高而cr和Cho降低特征。,,(3)最終，細(xì)胞結(jié)構(gòu)崩解消失，腦組織壞死液化，NAA、Cr和Cho的含量基本為零，表現(xiàn)出壞死液化區(qū)的“三無”特征。,討論部分,作者研究在38例患者中選取56處感興趣區(qū)(ROI)及30處相對應(yīng)的正常區(qū)進(jìn)行波譜測定，觀察波譜積分峰值比的變化，并對照病理結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，結(jié)果表明，當(dāng)病變區(qū)NAA、Cho及cr值顯著下降或出現(xiàn)一平坦的曲線時，可確定放射性腦損傷的診斷。,討論部分,而若病變

14、區(qū)上述三者的積分峰值與正常腦組織相近時，則需進(jìn)一步計算NAA／Cr、Cho／Cr和NAA／Cr+Cho的比值來加以判斷：當(dāng)NAA／Cr<1．5．NAA／Cr+Cho<0．6，Cho／Cr<1．2時，需考慮早期放射性腦損傷的存在；而當(dāng)NAA／Cr<1．0，Ch0／Cr<1．0．NAA／Cr+Cho<0．5時，可以確定放射性腦損傷的診斷，有統(tǒng)計學(xué)意義。,討論部分,NAA下降愈明顯神經(jīng)元損傷愈重，

15、NAA、Cho、Cr峰消失表明神經(jīng)元已經(jīng)徹底壞死、消失；而在放射性腦損傷邊緣區(qū)，由于神經(jīng)元功能尚未完全失活，NAA值正?；蚵缘?，其NAA／Cr與腫瘤復(fù)發(fā)無統(tǒng)計學(xué)意義，此時須結(jié)合Cho／Cr及NAA／Cr+Cho加以鑒別。如若放療后出現(xiàn)明顯的Lip峰(在0．9—1．Oppm處)則支持放射性壞死的診斷。,膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā),文章病例組表現(xiàn)為Cho明顯增高，NAA略有下降，Cho／Cr比值明顯升高，NAA／Cr比值下降，并可出現(xiàn)Lac波。

16、該結(jié)果與文獻(xiàn)基本相符，但本組選擇的VOI為病灶實體部位，故未發(fā)現(xiàn)壞死液化后含量為零的NAA、Cr和Cho波峰。,處理方法,在MRS檢查中體素的大小和取值區(qū)域顯得十分重要，目前大多數(shù)文獻(xiàn)中使用單體素 HMRS檢查，而單體素波譜的體素大小一般為2～8cm 。,,在 HMRS檢查中，如果體素較大，雖然代謝物含量相對較高，可以提高SNR，但是空間分辨率會降低，譜線寬度增加，同時易受周圍組織干擾或污染。若體素較小，則定位精確，周圍組織

17、干擾少，但SNR低。并且檢查時一旦感興趣區(qū)(ROI)選擇區(qū)域不準(zhǔn)確，就需患者第二次重新掃描,,3T多體素波譜的體素則可減小到1cm 以內(nèi)，ROI包括的范圍更廣，可同時包括腫瘤區(qū)、腫瘤周圍，甚至對側(cè)正常腦組織，使得在同一患者用同一序列同樣參數(shù)同時掃描成為可能，特別是在顯示彌漫性或不均勻腦腫瘤的波譜特征更具優(yōu)越性。,,這樣比較腫瘤組織、瘤周組織和正常組織的MRS更加客觀。獲得的腦代謝分布圖像，能直觀的反映感興趣區(qū)的代謝產(chǎn)物的分

18、布情況，更具臨床應(yīng)用價值 。,,文章病例組均采用3T多體素MRS，ROI的范圍達(dá)到80mm×80mm×20mm，ROI包括病灶中央?yún)^(qū)、邊緣區(qū)及正常側(cè)相對應(yīng)區(qū)域，體素10mm×10mm×15mm，體素取值定在病灶中央尤其MRI增強(qiáng)掃描上的強(qiáng)化區(qū)域、病灶邊緣區(qū)、正常區(qū)域。,,以盡量避免因放射性腦損傷與腫瘤復(fù)發(fā)混雜共存導(dǎo)致的代謝產(chǎn)物檢測的準(zhǔn)確性問題。另外在體素取值過程中，作者發(fā)現(xiàn)單一像素中物質(zhì)

19、含量的絕對值是沒有實際意義的，需測量多個像素進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。,,與單體素MRS相比，高場強(qiáng)MRI(3T)能夠在約1min內(nèi)、在1cm3 的空間分辨力上獲得足夠的信息，同時可增加化學(xué)位移的擴(kuò)散程度以及減小體素容積等，并且克服了勻場、水抑制及快速空間編碼上的技術(shù)障礙。但是體素位置的選擇需要臨床和影像學(xué)醫(yī)生共同協(xié)商，選擇ROI時要盡量避開脂肪、顱骨等，以免受到干擾及污染。,,即便如此，本組2例由于在放射性壞死組織中合并少量腫瘤組織

20、，受體素容積及空間分辨率等因素的影響，仍然出現(xiàn)術(shù)前誤診。因此MRS雖然對膠質(zhì)瘤與放射性腦損傷的鑒別具有重要價值，但受空間分辨力的影響，仍需考慮到放射性腦損傷及腫瘤復(fù)發(fā)混雜共存時影響代謝產(chǎn)物檢測的準(zhǔn)確性問題。,心得體會,1、結(jié)合自身的實際工作，我們經(jīng)常需要對放射性腦損傷和腫瘤復(fù)發(fā)做出鑒別診斷，所以這篇文章具有一定的實用性。2、作者在文章中詳細(xì)闡述了MRS的原理，并對病例組的數(shù)據(jù)做了大量的統(tǒng)計學(xué)工作，得出的結(jié)果應(yīng)該具有相當(dāng)?shù)目煽啃?/p>

21、、科學(xué)性。3、作為一項越來越成熟的新技術(shù)來解決老問題，服務(wù)患者、服務(wù)臨床。,學(xué)習(xí)借鑒之處,1、使得本人對3TMR在MRS領(lǐng)域的優(yōu)越性更加具體。①、3TMR的ROI范圍更大，能盡可能大的包括病灶中央、邊緣及正常區(qū)域。②、體素取值更加精確，可以盡量避免因放射性腦病與腫瘤復(fù)發(fā)混雜共存導(dǎo)致的代謝產(chǎn)物檢測的準(zhǔn)確性問題。,學(xué)習(xí)借鑒之處,③、3TMR具有更高的時間、空間分辨率，同時可增加化學(xué) 位移的擴(kuò)散程度以及減小體素容積等，并且

22、克服了勻 場、水抑制及快速空間編碼上的技術(shù)障礙。,學(xué)習(xí)借鑒之處,2、選擇ROI時要盡量避開脂肪、顱骨等，以免受到干擾及污染。3、MRS作為一項真正意義上的分子影像技術(shù)應(yīng)用于實踐，反應(yīng)的病變組織代謝、生化改變及化合物定量分析的方法，可顯示局部組織的代謝產(chǎn)物。,,現(xiàn)在鑒別手段很多，絕不單單就MRS，目前我們科在腫瘤性病變（就中樞神經(jīng)系統(tǒng)）而言，均行腦功能全套功能檢查其中包括：DWI、MRS、PWI、DTI、SWI、ASL、