馬國(guó)林西安會(huì)講用-中文課件

腦腫瘤的磁共振波譜和灌注成像MD.PhD.病理生理和神經(jīng)化學(xué)成像技術(shù)和脈沖序列臨床應(yīng)用腦腫瘤的磁共振波譜和灌注成像能給出病理和代謝信息對(duì)常規(guī)MRI進(jìn)行補(bǔ)充

有助疑難疾病的診斷腦腫瘤MR波譜和灌注成像病理生理和神經(jīng)化學(xué)血管壁厚度增加管腔截面減少

相對(duì)腦血容量（rCBV）減少血管腔血管壁周圍組織電子自旋T2*信號(hào)減低梯度回波能探測(cè)其順磁敏感性血管直徑增加管壁增厚數(shù)量增多

血容量增加正常腦膠質(zhì)瘤毛細(xì)血管直徑3-5μm3-40μm內(nèi)皮細(xì)胞厚度0.26μm0.5μm1H-MRS檢測(cè)的神經(jīng)代謝物的意義NAA神經(jīng)元標(biāo)志減少與神經(jīng)元喪失或死亡有關(guān)Cho

反映腦內(nèi)總膽堿量包括磷酸膽堿甘油磷酸膽堿磷脂酰膽堿和鞘磷脂升高提示細(xì)胞膜更新紊亂Cr包括肌酸磷酸肌酸是能量代謝產(chǎn)物

反映細(xì)胞內(nèi)肌酸總儲(chǔ)備情況相對(duì)穩(wěn)定常用內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)理論上測(cè)各物質(zhì)絕對(duì)濃度最科學(xué)但復(fù)雜NAA，Cho與Cr比值相對(duì)容易不隨T1/T2變化不受腦脊液影響CalellaAM,etal.NeuralDev,2007,2:4.EhrengruberMU,etal.Gene,2000,258(1-2):63-69.腦腫瘤MR波譜和灌注成像病理生理和神經(jīng)化學(xué)ppm3.93.23.02.42.01.3NormalMRSpectrum122GMHunter’sangle1WM腦腫瘤中Cho改變Cho水平與腫瘤細(xì)胞密度腫瘤級(jí)別有無(wú)壞死有關(guān)Cho升高見于腫瘤

由于細(xì)胞膜翻轉(zhuǎn)和增生

細(xì)胞膜破壞釋放磷酸膽堿和甘油磷酸膽堿及其代謝物合成是Cho升高的生物學(xué)基礎(chǔ)腦腫瘤MR波譜和灌注成像病理生理和神經(jīng)化學(xué)腦腫瘤基本代謝改變

Cholactatelipids升高NAACr降低腦腫瘤中NAA確切功能不清神經(jīng)元密度和發(fā)育標(biāo)志--神經(jīng)元特性也見于不成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞原始星形細(xì)胞軸突NAA降低-腫瘤代替或破壞神經(jīng)元正常腦內(nèi)乳酸很少檢出乳酸明顯升高有氧反應(yīng)失去無(wú)氧糖酵解取代缺氧代謝紊亂巨噬細(xì)胞聚集（炎癥區(qū)）乳酸也可聚集囊腫和壞死灶

乳酸和脂質(zhì)常見于壞死和囊性腫瘤內(nèi)-預(yù)示高度惡性腦腫瘤MR波譜和灌注成像病理生理和神經(jīng)化學(xué)History:68y/oman嚴(yán)重頭疼

TE30msDx:Grade2astrocytoma序列自旋回波-梯度回波自旋回波

偽影磁敏感性較小毛細(xì)血管對(duì)比磁敏感性增加梯度回波

毛細(xì)血管和較大血管灌注均敏感減少層厚可降低偽影的磁敏感性梯度回波用0.1mmol/kg的磁敏感度和自旋回波用0.2mmol/kg相似成像技術(shù)和脈沖序列動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注MRI(DSCMRI)序列單體素-多體素單體素采樣小一般病變2D定位對(duì)低波譜分辨率組織化學(xué)位移偽影

體素內(nèi)出血化學(xué)位移成像污染更好多體素

MRSI或化學(xué)位移成像(CSI)2D或3D

采樣大分辨率高代謝物覆蓋興趣區(qū)大

可評(píng)價(jià)局部和全腦MRSI+MRI

比較正常和病理組織體素獲得具體代謝物分布成像技術(shù)和脈沖序列質(zhì)子MRS和MRSI序列短回波-長(zhǎng)回波時(shí)間

短回波（20-40ms）

MIGlxlipids-重要腫瘤特征和監(jiān)測(cè)療效高信/噪比基線不平假“NAA”2.05-2.5ppmGlx復(fù)合物

中等回波（135-144ms）顱內(nèi)腫瘤多用

-1.3/1.4ppm脂肪中分出乳酸和丙氨酸雙波J-耦合/倒置

-基線平少扭曲

-無(wú)“假NAA”2.0-2.05僅NAA

2.05-2.5ppm無(wú)Glx復(fù)合物

-脂質(zhì)出現(xiàn)比短波更有意義

-易重復(fù)準(zhǔn)確尤其腫瘤特性主峰Cho和NAA長(zhǎng)回波（270-288ms）

因代謝物T2衰減NAACho和Cr信號(hào)低信/噪比低成像技術(shù)和脈沖序列質(zhì)子MRS和MRSI左頂葉復(fù)發(fā)性高級(jí)別膠質(zhì)瘤

體素位置rCBV增加第1-2行腫瘤波譜明顯膽堿升高

乳酸峰倒置

肌醇Glx脂質(zhì)峰短TE易鑒別高Glx-假NAA峰第3行正常對(duì)側(cè)大腦第4行腦脊液缺乏波譜rCBVrCBV序列增強(qiáng)前-后波譜爭(zhēng)議對(duì)比劑對(duì)波譜數(shù)據(jù)影響尤其波峰面積定量注對(duì)比劑后波譜理由-對(duì)代謝物比和峰面積影響小-在波寬和波峰比上可減少患者間的差異-不僅獲得腫瘤T2信號(hào)異常區(qū)波譜-而且確定強(qiáng)化壞死及腫瘤侵犯或水腫區(qū)代謝變化成像技術(shù)和脈沖序列質(zhì)子MRS和MRSIrCBV在膠質(zhì)瘤分級(jí)有用LGGsandHGGsrCBV

比較

LGGs1.11-2.14

HGGs3.64-7.32330例膠質(zhì)瘤分級(jí)rCBV

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤7.32

間變性星形細(xì)胞瘤

5.84

低級(jí)別膠質(zhì)瘤1.26160例膠質(zhì)瘤分級(jí)rCBV

LGGs2.14

HGGs5.1866膠質(zhì)瘤級(jí)別評(píng)價(jià)灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用與低級(jí)別比較高級(jí)別膠質(zhì)瘤rCBV高Cho高52歲女II/IV級(jí)膠質(zhì)瘤Cho增加區(qū)與高rCBV區(qū)不對(duì)應(yīng)Cho升高rCBV1.70TE144軸位T1

FLAIRT2

60歲男IV/IV級(jí)膠質(zhì)瘤

病變周圍增加灌注和壞死中心降低灌注Cho增加區(qū)對(duì)應(yīng)高rCBV明顯脂質(zhì)升高TE30軸位T1FLAIR

T2rCBV8.90不同波譜技術(shù)（如TE）和方法確定代謝物比區(qū)別LGGsandHGGs

Cho/CrandCho/NAA最大值

NAA/Cr最小值

Cho水平

LGGs比HGGs更低

Cho/NAA2.5區(qū)別腫瘤和非腫瘤敏感度90%特異度86%

II/IV,III/IV和IV/IV膠質(zhì)瘤Cho/NAA值分別為6.9/7.1/9.3

但I(xiàn)V/IV級(jí)變異較大膠質(zhì)瘤級(jí)別評(píng)價(jià)灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用45歲女間變性星形細(xì)胞瘤（III/IV級(jí)）小外圍強(qiáng)化

灌注升高

血管通透性中等質(zhì)子像T1增強(qiáng)rCBVSD2572歲男多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（IV/IV級(jí)）左頂葉占位

不均勻強(qiáng)化病灶內(nèi)明顯灌注升高

血管通透性顯著升高rCBV與血管通透性不完全一致T2T1增強(qiáng)rCBVSD25不同等級(jí)膠質(zhì)瘤.II（鉆石）淺灌注信號(hào)強(qiáng)度SD25接近團(tuán)注前基線相對(duì)低滲透性.III（方形）大幅初始信號(hào)下降慢回歸到基線

較高rCBV

SD25顯著大于二級(jí)膠質(zhì)瘤.

IV級(jí)（三角形）曲線上大面積表示非常高rCBV并延遲回歸基線血管滲透性高50歲男左額葉高信號(hào)腫塊并水腫

立體定向軸位T1強(qiáng)化小結(jié)節(jié)

病灶后方灌注增加強(qiáng)化結(jié)節(jié)低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤（黃色）灌注增加灶（紅色）間變性星形細(xì)胞瘤軸位T2軸位T1灌注治療后MRI依靠增強(qiáng)水腫內(nèi)徑變化確定膠質(zhì)增生遲發(fā)放射壞死（DRN）和腫瘤復(fù)發(fā)--非特異性首治后6月DSCMRI和MRSI隨訪確定治療效果

所有代謝物中Cho鑒別腫瘤復(fù)發(fā)和非腫瘤最有價(jià)值任何時(shí)間點(diǎn)Cho和

rCBV升高預(yù)示腫瘤復(fù)發(fā)治療監(jiān)測(cè)-治療壞死和腫瘤復(fù)發(fā)灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用無(wú)代謝物或僅脂肪和乳酸及低rCBV--可能DRNMRSI需正常波譜比較提高預(yù)測(cè)腫瘤復(fù)發(fā)特異度

不僅Cho/Cr和Cho/NAA而且Cho/Cho(n)和Cho/Cr(n)輔助治療改變腦內(nèi)代謝物濃度

隨訪要有治療前基線ChoorCho/Cr升高時(shí)兩種選擇DSCMRI高rCBV-腫瘤復(fù)發(fā)低rCBV-治療相關(guān)變化MRSI隨訪（6-8周內(nèi)）

Cho繼續(xù)升高-腫瘤復(fù)發(fā)

Cho減少-好的治療反應(yīng)治療監(jiān)測(cè)-治療壞死和腫瘤復(fù)發(fā)灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用68歲男GBM放化療6月后腫瘤復(fù)發(fā)rCBV

12.3灌注增加血管增生

病灶內(nèi)波譜TE144Cho/Cr和Cho/NAA明顯升高NAA/Cr明顯減少軸位T1軸位T2FLAIRrCBV

12.3

rCBV

12.3TE144ApproachtoPatientsPost-RadiationTherapywithMRSIandDSCMRIMengLaw,inClinicalMRI,Elsevier,200660歲男遲發(fā)放射壞死（DRN）GBM放化療2年后MRSI很少代謝物波譜病灶周圍顯著水腫但灌注減少軸位T1TE144rCBV1.0635軸位T1TE144TE144TE144

TE30TE144-左額頂葉強(qiáng)化腫塊MRI診斷腫瘤復(fù)發(fā)/

RLE和DRN-右半球正常MRSI作為對(duì)照-波譜不確定可能殘余腫瘤和放射變化Cho升高-在6至8周隨訪Cho繼續(xù)抬高腫瘤復(fù)發(fā)NAA/Cr減少及乳酸-不同患者DRN波譜脂質(zhì)和乳酸與最小Cho

CrNAA或代謝物缺乏符合DRNIII/IV級(jí)膠質(zhì)瘤49歲女6月隨訪A-C

血管增多符合HGGsD

殘留小結(jié)節(jié)可能殘留腫瘤

E

TE144無(wú)Cho/Cr和Cho（Abn）/Cho（n）升高好的治療反應(yīng)

F腫瘤內(nèi)殘留血管增加A-C手術(shù)和放化療前D-F6月隨訪

A軸位T1B軸位T2rCBV軸位T1rCBV53y,m,9weekss/pXRT&chemoforaGBMDx:RecurrentGBM4monthslater由不同比例神經(jīng)元和膠質(zhì)成分組成

GradeI神經(jīng)膠質(zhì)由正常星形細(xì)胞組成

GradeII細(xì)胞和細(xì)胞核變形膠質(zhì)細(xì)胞高度增生

GradeIII高度細(xì)胞增生壞死大量有絲分裂

特別是血管增生--間變性腫瘤標(biāo)準(zhǔn)201Tl-SPECT和FDG-PET灌注和代謝更高與其它低級(jí)別膠質(zhì)瘤比rCBV和Cho更高

-預(yù)示混合神經(jīng)元-膠質(zhì)腫瘤行為而不是低級(jí)別腫瘤

-高度細(xì)胞增生血管增生和潛在惡性混合神經(jīng)元-膠質(zhì)腫瘤神經(jīng)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)瘤灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用18歲女節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤左顳部不均勻強(qiáng)化腫塊T2信號(hào)增加伴少量水腫及占位rCBV高灌注軸位T1軸位T2rCBV為12.05由一組原始神經(jīng)上皮腫瘤構(gòu)成

PNET

成神經(jīng)管細(xì)胞瘤髓上皮瘤成室管膜細(xì)胞瘤松果體母細(xì)胞瘤周圍神經(jīng)上皮瘤嗅神經(jīng)母細(xì)胞瘤和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤高級(jí)別(GradeIV)腫瘤

血管內(nèi)皮增生rCBV和血管參透性升高與低級(jí)別膠質(zhì)瘤比較

更高Cho（3-4倍）和脂質(zhì)-與高細(xì)胞結(jié)構(gòu)屬性有關(guān)

低NAA-低分化細(xì)胞產(chǎn)生少量NAA

谷氨酰胺谷氨酸（鹽）丙氨酸胚胎性腫瘤（原始神經(jīng)外胚層腫瘤-PNET）灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用58歲男成熟PNET右額葉強(qiáng)化腫塊病變內(nèi)囊變/壞死

少量水腫和占位高血管參透性灌注增加軸位T1軸位T2rCBV

6.98TE144TE3012歲后顱窩髓母細(xì)胞瘤病灶內(nèi)Cho明顯升高脂類和乳酸低NAA甘氨酸或肌醇（見原始組織腫瘤）軸外和軸內(nèi)腫瘤鑒別

rCBV不可靠信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線和參透程度評(píng)價(jià)有幫助腦膜瘤-最常見軸外病變

典型腦膜瘤不含NAA

見到NAA是代謝物污染

不典型腦膜瘤或惡性腦膜瘤顯示NAA與膠質(zhì)瘤鑒別困難腦膜瘤典型波譜

Cho明顯升高

Cr降低

丙氨酸峰（1.48雙峰）--腦膜瘤特征可和膠質(zhì)瘤區(qū)別

谷胱甘肽(2.9)及谷氨酰胺和谷氨酸(2.05-2.5)腦膜瘤rCBV和血管滲透率(Ktrans)升高

與非典型腦膜瘤微血管壞死程度相關(guān)腦外腫瘤-腦膜瘤神經(jīng)鞘瘤垂體瘤顱咽管瘤脈絡(luò)叢瘤灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用38歲女腦室內(nèi)腦膜瘤TE30

Cho明顯升高忽略肌酸（Cr）1.48雙峰丙氨酸谷胱甘肽（2.9紅箭）Glx（2.05-2.5黃箭）TE144丙氨酸雙峰反轉(zhuǎn)缺乏NAA高Cho軸位T2矢狀T2

相對(duì)高腦血容量

血管參透性輕度（腦膜瘤）或明顯增加（非典型腦膜瘤）A-C腦膜瘤（WHO分級(jí)Ⅰ/Ⅲ）D-F非典型腦膜瘤（WHO級(jí)II/III）軸位T1rCBVSD25軸向T1rCBVSD25Dx:Meningiomaγ

Glxα&β

GlxAlanineLactate{實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)移瘤和原發(fā)膠質(zhì)瘤

MRI無(wú)法區(qū)別MRSI和rCBV也不可靠典型轉(zhuǎn)移瘤

Cho升高乳酸和脂質(zhì)NAA降低或缺乏-神經(jīng)膠質(zhì)缺乏轉(zhuǎn)移瘤與膠質(zhì)瘤鑒別轉(zhuǎn)移瘤有脂質(zhì)/乳酸峰無(wú)Cr峰

高級(jí)別膠質(zhì)瘤無(wú)脂質(zhì)/乳酸峰

膠質(zhì)瘤中心壞死區(qū)常有脂質(zhì)/乳酸峰也無(wú)Cr峰腫瘤內(nèi)波譜無(wú)特異性轉(zhuǎn)移瘤灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤瘤周病理生理不同rCBV

和Cho不同高級(jí)別膠質(zhì)瘤是浸潤(rùn)性腫瘤腫瘤組織沿血管浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移瘤瘤周包含非浸潤(rùn)腫瘤細(xì)胞或血管內(nèi)皮增生

幾乎是純粹血管原性水腫膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤鑒別

膠質(zhì)瘤周圍高Cho和rCBV—而轉(zhuǎn)移瘤不是灌注MR和MRS在腦腫瘤的臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)移瘤D-F

54歲男右內(nèi)枕葉GBM環(huán)形強(qiáng)化與中央壞死腫塊胼胝體壓部中度水腫rCBV腫瘤強(qiáng)化區(qū)及周圍灌注增加提示瘤周血管增生符合原始高級(jí)別膠質(zhì)瘤浸潤(rùn)A-C左額葉肺癌轉(zhuǎn)移D-F右內(nèi)枕葉GBM軸位T1軸位T2rCBV軸位T1軸位T2rCBVA-C

40歲女左額葉周邊強(qiáng)化腫塊伴占位胼胝體膝部中度水腫典型rCBV強(qiáng)化邊緣輕度灌注增加腫瘤周圍血管減少無(wú)腫瘤浸潤(rùn)的血管性水腫TDLs與高級(jí)別膠質(zhì)瘤區(qū)別是

TDLs沒有血管生成平均rCBV0.88

膠質(zhì)瘤以新生血管為特征rCBV明顯