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1、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
2、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2006.2.10,经病理证实的肝脏肿瘤25 例,男21 例,女4 例,年
3、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,
4、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
5、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
6、,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
7、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
8、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(P0.01)。,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,46个正常肝脏中,8%的脂肪肝出现Cho 峰(1/13),85%无脂肪肝的肝脏出现Cho峰(28/33),前者明显小于后者(P 0.01)
9、。,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,肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的相关性分析,由于动物试验研究表明,1HMRS可以对脂肪肝做出定量分析,而且1HMRS与MRI抑脂序列反映脂肪肝的病变程度基本一致,与组织病理学分级高度相关。,南京军区福州总医院医学影像中心,肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的相关性分析,本文作者研究对脂肪肝进行定量分析表明,脂肪肝组的Lip/W比(0.348)明显大于无脂肪肝组(0.023)。本研究正常肝脏中脂肪肝组Cho峰的显示率(8%)明显低于非脂肪肝组(85%),表明肝脂肪变性明显降低了胆碱的显示率。,南京军区福州总医院医学影像中心
10、,肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的相关性分析,有研究表明,肝脂肪变性可能与合成脂蛋白的原料如磷脂或组成磷脂的胆碱等物质的缺乏有关,同样肝脂肪变性也会造成肝细胞代谢降低,功能受损。本研究与上述研究的结论相符,但尚需增加样本量进一步证实。,南京军区福州总医院医学影像中心,HCC的1HMRS表现及谱线分析,14例HCC中,13例病变区出现Cho峰,以自身相对正常区为参照,14 例HCC 中病变区Cho峰下面积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。,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,14 例HCC 中病变区Cho峰下面积自身相
11、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1HM
12、RS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
13、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
14、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
15、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
16、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医学影像中心,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,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,体会,文章作者对3.0T质子MRS如何在腹部中的应用做了较为详细的论述，对我们的今后工作具有一定的指导作用，具有一定的创新性及实用性。文章设立了正常组与病变组，病变组中的自身正常组织与病变组织的波谱对比，并使用了不同的统计学方法，具有一定的科学性。,南京军区福州总医院医学影像中心,Thank You!,
