t质子mrs诊断肝脏肿瘤的应用研究

3.0T质子MRS诊断肝脏肿瘤的应用研究 南京军区福州总医院医学影像中心 陈代文 *南京军区福州总医院医学影像中心 文章 3.0T质子MRS诊断肝脏肿瘤的应用研究 张静 刘铁芳 叶慧义 蔡幼铨 马林 孙非 吴坚 郭行高 解放军总医院放射诊断科 中国医学影像学杂志 2008年 1月第 16卷第 1期 *南京军区福州总医院医学影像中心 背景 磁共振波谱(MRS)技术可以从分子代谢水 平反映组织的病理生理变化,从功能改变对病 变良恶性做出鉴别诊断。MRS在中枢神经系 统已得到广泛应用。 * 背景 随着MR技术和设备的不断发展,MRS在 腹部的应用日益增多,但多局限于肝脏弥漫性 病变如脂肪肝、肝炎、肝硬化的研究,在肝肿 瘤中的应用价值仍在初步探讨之中。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 背景 国内少见3. 0T磁共振肝脏MRS的相关报 道。本研究分析正常肝脏及肝脏肿瘤的 1HMRS表现,以自身相对正常肝区为参照,比较 肿瘤胆碱(Choline, Cho) 、脂肪(Lipid, Lip ) 和水(Water,W)的变化,初步探讨其对肝脏肿瘤 的诊断价值。 南京军区福州总医院医学影像中心 *南京军区福州总医院医学影像中心 材料和方法 正常对照组: 46名无肝炎、肝硬化 及肿瘤病史健康志愿者,男28例,女18例, 年龄1268岁,平均41岁。 *南京军区福州总医院医学影像中心 材料和方法 病变组: 2005.2.112006.2.10,经病理证实的肝 脏肿瘤25 例,男21 例,女4 例,年龄18 67岁,平均46 岁。其中恶性19例(肝细胞癌14例、肝透明细胞癌2例 、转移癌2例和胆管癌1例) ,良性6例(局灶性结节增生 3例、海绵状血管瘤2例和肝细胞腺瘤1例) 。病变直 径2. 510 cm,平均4. 2cm。 *南京军区福州总医院医学影像中心 采用3. 0 T ( GE, Signa Excite 3T)超导磁共振 仪, 8通道相控表面线圈。采用呼吸触发脂肪抑制快速 自旋回波( FSE /T2WI)横轴位图像用作MRS定位,在 选择感兴趣区(ROI)时尽量避开血管、胆管和病变的 钙化、囊变及坏死区; 仪器设备和检查方法 *南京军区福州总医院医学影像中心 1HMRS检查使用单体素PRESS序列: TR 1500 ms, TE 30 ms,激励次数(NEX) 8, 体素大小25mm 25mm 25mm,扫描时间 为2min12s。 仪器设备和检查方法 *南京军区福州总医院医学影像中心 在感兴趣区上下、前后、左右界分别加 饱和带,以消除腹壁、腹腔内脂肪的影响。常 规自动预扫描完成匀场和抑水,达到FWHM小 于20;采用分次屏气完成扫描,呼气末屏气以保 持膈肌运动差别最小。 仪器设备和检查方法 *南京军区福州总医院医学影像中心 46个正常肝脏每个至少选取1个ROI,其 中17个选取2个不同部位的ROI。脂肪肝的判 断使用扰相梯度回波双回波序列, TR 245ms, TE分别为2. 4 ms(相位一致)和5. 8 ms (相位 相反) 。 仪器设备和检查方法 *南京军区福州总医院医学影像中心 在工作站上以SAGE软件对扫描数据进行后处 理。选出8个通道中信噪比最高的1个原始图像进行 分析与后处理,计算谱线中抑水前的水峰(4. 7 ppm) 、抑水后的Cho峰(3. 2 ppm)和Lip峰(1. 3ppm)的峰 值及峰下面积。 数据采集 *南京军区福州总医院医学影像中心 列入统计的谱线要求基线平稳,当 Cho峰达到基线水平时其峰值计为0。 数据采集 * 统计学分析 应用SPSS12. 0 软件进行统计分析。 正常对照组: 用配对t检验比较同一个肝脏部位 不同的2个ROI所得的数据;用X2 检验分析Cho峰的 显示率在有无脂肪肝两组人群中的差异。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 统计学分析 病变组: 用配对t检验比较病变区与 自身相对正常区的数据。 南京军区福州总医院医学影像中心 * MRS的敏感性与磁场强度的2 /3次方成 正比,场强越高,敏感性和分辨力越高。3. 0T 磁共振仪缩短了扫描时间,提高了MRS的临 床使用价值。 南京军区福州总医院医学影像中心 讨论与结果 * 正常肝脏3. 0 T1HMRS表现及技术的可重复性 46个正常肝脏63个ROI中有57个获得满 意谱线,可见高而尖的水峰、较水峰低的Lip 峰,部分正常肝脏在3. 2 ppm处可见Cho峰。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 正常肝脏3. 0 T1HMRS表现及技术的可重复性 经SAGE软件后处理,用相应的峰高和峰 下面积来计算Cho、Lip 及W的相对含量。 其中17 个正常肝脏2个不同部位的ROI得到 的两组数据无差异( P 0. 05) ,说明1HMRS 有很好的重复性。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 正常人肝脏的1HMRS表现 活体肝1HMRS可以显示Water、Lip 及Cho的 含量。Cho峰代表组织内总的Cho含量,包括磷酸胆 碱、磷脂酰胆碱和磷酸甘油胆碱,是细胞膜代谢产物 ,其含量取决于细胞的代谢水平。Cho含量升高反映 细胞膜合成增加或细胞增殖的加快。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 正常人肝脏的1HMRS表现 本文作者研究表明部分正常人肝脏MRS 中可出现Cho峰,可见肝内检测到Cho峰并非 恶性肿瘤的特异表现。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 46个正常肝脏根据MR化学位移成像 分为无脂肪肝组(33个)和有脂肪肝组(13 个) 。并根据波谱计算出每个肝脏的脂/水 (Lip /W ) 含量比。 南京军区福州总医院医学影像中心 正常肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的关系 * 无脂肪肝组的Lip /W峰下面积比为 0. 024 0. 030;脂肪肝组的Lip /W峰下 面积比为0. 409 0. 243,后者明显大于前 者( P自身相对正常区的有10 例 , 自身相对正 常区的有10 例 , 正常区的有3例 ,另1例病变区及 正常区均未检测 到Cho峰。 HCC统计图 * HCC的1HMRS表现及1HMRS对HCC的诊断价值 本文作者研究表明正常肝脏也可出现 Cho峰,而且Cho含量的个体差异很大, HCC患 者又常伴有肝硬化背景,因此评判肿瘤Cho含量 增高与否要与自身相对照。 南京军区福州总医院医学影像中心 * HCC的1HMRS表现及1HMRS对HCC的诊断价值 31 PMRS研究表明肝脏肿瘤细胞代谢加快 ,胆碱类化合物增多;非活体肝组织1HMRS研究 表明肝细胞癌相对于肝硬化和正常肝组织Cho 峰升高而Lip峰降低。 南京军区福州总医院医学影像中心 * HCC的1HMRS表现及1HMRS对HCC的诊断价值 本文作者研究中大部分HCC的Cho含量 高于自身相对正常的肝组织,说明HCC肿瘤细 胞代谢旺盛,与上述文献结论相符。但病变区 Cho的降低并不能除外HCC,由此反映肿瘤生 长的不均匀性。采集MRS时应尽量避开病变内 出血、坏死及囊变部分。 南京军区福州总医院医学影像中心 *南京军区福州总医院医学影像中心 5例非HCC恶性肿瘤 与自身相对正常区的 Cho含量比较,只有1 例肝透明细胞癌病变 区Cho明显增高, 1例 乳腺癌肝转移伴有重 症脂肪肝的患者,其肿 瘤区及自身相对正常 区均未检测到Cho。 (患者1、2为肝透明 细胞癌, 3 为胆管细 胞癌, 4为乳腺癌肝转 移伴有重度脂肪肝, 5 为结肠癌肝转移) 非HCC恶性肿瘤统计图 *南京军区福州总医院医学影像中心 6例良性病变与自身 相对正常区的Cho含 量比较, 3例肝局灶性 结节增生病变区Cho 相对增高; 1例肝腺瘤 和2例海绵状血 管瘤病变区Cho含量 相对减少。(患者1、 2、3为肝局灶性结节 增生, 4为肝细胞腺瘤 , 5、6为海绵状血管 瘤) 良性肿瘤统计图 * 肝脏良性肿瘤的1HMRS表现 病变Cho含量相对增高并非恶性肿瘤的特 异性表现,本研究表明部分良性肿瘤(3例肝局灶 性结节增生)也可有此表现。如果良性肿瘤代 谢旺盛、短期内生长迅速,也会导致Cho含量增 加。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 肝脏良性肿瘤的1HMRS表现 一般对于影像学表现为良性的病变需要定 期随访,以观察肿瘤的生长变化,判断其生物学 特性,而通过1HMRS可无创、及时地提示肿瘤 的生物学特性,如果肿瘤内Cho含量增加可反映 其生长代谢活跃。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 肝脏良性肿瘤的1HMRS表现 本文作者研究中2例海绵状血管瘤的Cho 相对减少,表明该病变具有细胞代谢不旺盛,生 长缓慢的良性生物学特性。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 正常肝脏及肝脏良、恶性肿瘤Cho、W及 Lip 含量的比较 14例HCC病变区Cho /Lip 较自身相 对正常区增高; 6例良性肿瘤病变区Cho /Lip 较自身相对正常区降低。 南京军区福州总医院医学影像中心 *南京军区福州总医院医学影像中心 * 1HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 文献报道肿瘤内Cho /Lip 比值在肝脏良、 恶性肿瘤中的差异对鉴别肿瘤的良恶性有一定 的诊断价值,恶性肿瘤的Cho /Lip 大于良性肿瘤 。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 1HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 本研究表明, HCC中病变区Cho /Lip较自 身相对正常区增高,良性肿瘤病变区的Cho /Lip 较自身相对正常区降低; 南京军区福州总医院医学影像中心 * 1HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 正常肝脏Cho /L ip的分布范围较大,与良 恶性肿瘤都有交叉重叠,故观察病变内的Cho /Lip 应以自身相对正常肝区为参照,但样本含 量较少,故其对肝脏肿瘤的鉴别诊断意义尚需 进一步探讨。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 左图为正常肝脏MRS,于4. 7ppm和1. 3ppm处可见高 而尖的Water、Lip峰,于3. 2ppm处未检测到Cho峰。 南京军区福州总医院医学影像中心 * 左图为HCC病变区的MRS,于3. 2ppm处检测到Cho峰。 右图: 以横轴位T2W I作为定位像。 南京军区福州总医院