MRS在脑肿瘤疾病中的应用【摘要】正确诊断脑肿瘤才能更好地对其进行处理和治疗MRS是目前唯一无创伤性 的研究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法，为传统的影像学技术提供 了重要的补充现就MRS的原理及MRS在脑肿瘤诊断中的应用现状作一综述关键词】MRS；脑肿瘤；诊断g磁共振波谱（Magnetic Resonance Spec-troscopy, MRS）是检测活体组织器官能量代谢、 生化改变以及化合物定量分析的一种非损伤最新技术 [1] 作为一种无创伤性 研究活体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法，目前主要在脑部应用研究较多 随着磁共振及其波谱装置不断改进，软件开发及临床研究的不断深入，人们通过磁共振波谱 对各种疾病的生化代谢的认识将不断提高，为临床的诊断、鉴别、分期、治疗和预后提供更 多有重要价值的信息有的还可应用磁共振的功能成像对脑梗死进行早期诊断，甚至在超急 性期即能发现脑梗死灶，提高了病变检出的准确性和效率，达到早诊断、早治疗，以减少致 残率和致死率1 MRS的原理与方法MRS和MRI的基本原理相似，主要区别在于对数据的处理和显示方式的不同。
MRS使用1 个外加磁场激发一个体素组织内的原子核，并使原子核之间的弛豫特征发生微小变化，即出 现化学位移这种由原子核间相互作用以及原子核周围电子间相互作用产生的磁场所引起的 化学位移，可用于鉴别化合物或代谢产物用傅里叶变换将复杂的MR信号转换为MR波谱， 在所测组织内不同代谢产物的化学位移产生不同的信号强度峰值化学位移大小以每百万单 位（ppm）表示，纵坐标代表代谢产物的信号强度单位，信号峰值由磁共振频率、峰高和半高 宽度决定 [2] „❷2用于医学研究的原子核的磁共振波谱2. 1质子（1H）磁共振波谱氢质子磁共振波谱（1HMRS）自应用于临床以来，因其可以 在人体无创地分析病变内代谢产物的浓度，从分子水平对病变进行评估，开拓并丰富了脑肿 瘤诊断、鉴别诊断、肿瘤分级、评估肿瘤治疗、肿瘤复发和放射治疗损伤的思维，弥补了常 规MRI的不足磁共振波谱分析（magnetic resonance spec-troscopy, MRS）可以测定含 1H、31P、13C、19F、23Na等代谢物的浓度，由于氢质子较其他原子核在有机物结构中具有 高自然丰度和核磁感性，故氢质子最多应用于磁共振波谱研究中。
另外，用临床检测设备和 常规表面线圈就可施行1HMRS,可用来检测体内多种微量代谢物，如肌酸（Cr）、胆碱（Cho）、 脂质（Lipids）、肌醇（Inosine）、y -氨基丁酸（GABA）、谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gin）、 牛磺酸（Taurine）、乳酸（Lac）和N-乙酰天门冬氨酸（NAA）MRS是目前唯一无创伤性地研 究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法2. 2磷-31 （31P）磁共振波谱31P的敏感性只有1H的6. 65%,生物体内许多分子都含有 31P,而且许多含磷化合物参与细胞的能量代谢和与生物膜有关的磷脂代谢，因此31P MRS 被广泛应用于研究组织能量代谢和生化改变 [3]〈/sup〉在体生物组织31P MRS通常 可以检测7种不同的化合物，即磷酸单酯（PME）、磷酸二酯（PDE）、磷酸肌酸（Per）、无机 磷（Pi）和三磷酸腺昔（ATP）中的磷原子 [4] o O3 MRS在脑肿瘤研究中的应用MRS研究的主要目的是判断肿瘤的性质、分化程度、代谢情况以及观察疗效MRS可在非 特异CT和MRI表现的病例中做出特异诊断，MRS还可以在CT和MRI尚无结构改变时发现代 谢异常 [5-7] o。
3. 1 1H MRS在脑肿瘤中的临床应用O3. 1. 1胶质瘤Tarnawski等 [8] 研究51例III〜IV级胶质瘤的预后与MRS 的关系，发现Lac/NAA值>2时，1年生存率为20%,而Lac/NAA值V2时，1年生存率为85%, 两者的显著差异提示MRS可评价胶质瘤的预后❸3. 1.2脑膜瘤Castillo等〈sup〉[9] 发现，脑膜瘤典型的MRS表现为Cho显著 升高（可达正常的300倍）,NAA和Cr显著下降或消失,Cho/Cr显著升高，而NAA/Cho和NAA/Cr 比值为零这与肿瘤细胞增殖活性增加致细胞膜代谢异常增加、细胞能量耗竭和缺氧有关3. 1. 3转移瘤颅脑转移瘤的MRS表现为Cho显著升高，Cr下降或消失，Cho/Cr比值升 高，无NAA峰，可出现Lac峰和Lip峰，这与肿瘤细胞增殖旺盛和有丝分裂增加，导致细胞 膜代谢异常增高、能量耗竭、无氧糖酵解增加有关 [10,11]〈/sup〉❷3. 1. 4囊性肿物Chang等 [12] 发现，所有的囊性肿物与感染性囊肿（脓 肿或脑囊虫）和一些非肿瘤样囊肿都存在Lac峰，囊性肿瘤中无Cho峰在活体1HMRS研究中 表皮样囊肿显示全面的信号减低，伴有1. 3 ppm Lac峰和1. 8 ppm小波峰出现，不强化的非 肿瘤样囊肿（如蛛网膜囊肿）无此现象。
因此，1HMRS可鉴别囊肿、感染性囊肿（脓肿或脑 囊虫）与囊性脑肿瘤3. 1. 5其他结核瘤其他结核瘤显示大的Lip峰，而无其他代谢物峰，颅咽管瘤显示只有 Lac峰 [ 13] ,在小儿恶性脑肿瘤TCho/NAA尤其高 [14] ,在神经 外胚层肿瘤TCr、甘氨酸较胶质瘤高成神经节细胞瘤、垂体腺瘤中牛磺酸含量较高3.2 31P MRS在脑肿瘤中的临床应用31P MRS上，肿瘤与正常脑组织的MRS明显不同， 表现为Pcr/Pi下降，PME升高，pH值呈正常或碱性由于31PMRS在测定代谢产物时敏感性 和空间分辨率较低，使得所选择的病灶感兴趣容积（V0I）范围较大，常含有较多的正常脑组 织，因此部分研究显示肿瘤nPMRS与正常组织差别较小组织上不同的肿瘤并不总是有生化 意义的波谱差异，因此，用其他影像学检查提供的形态学信息做为MRS的补充是非常重要的 O4 MRS在脑肿瘤治疗决策和评价疗效中的价值MRS可以了解脑肿瘤代谢特性，反映肿瘤生长潜能，从而评价不同治疗方法的疗效，对 选择正确的治疗方案提供帮助Lin等 [15] 对15例MRI和临床可疑的脑肿瘤 患者行MRS检查，并以此指导临床决策，预计手术效果及预后，结果发现，MRS对病理特征 及临床预后的判断准确率达96%,从而准确地指导了临床决策和手术方案的制定。
MRS虽在脑肿瘤的临床应用中已得到了一些可喜的经验，但还只是初步的探索，还有许 多问题需要更深入的研究才能逐渐明了MRS技术仍在迅速发展中，如主要代谢物相对浓度 到绝对浓度的测定、MRSI>人工神经网络（artificial neural network, ANN）等许多学 者将脑肿瘤MRI及1H MRS资料建立数据库，引入ANN,研究脑肿瘤的自动分类及脑肿瘤的鉴 别诊断Poptani等 [13] 利用MRS和ANN研究98例各种脑内病变，ANN可完全 区分肿瘤与正常组织及炎性病变在病理组织学分级诊断中，ANN对肿瘤良恶性鉴别的准确 率达到82%,相当准确地估计脑肿瘤类型，从而提供一种脑肿瘤自动分类的非侵袭性方法 随着软硬件的不断进步和MRS技术的广泛应用，MRS必将为脑肿瘤的诊断及治疗研究提供更 多、更准确的信息参考文献[1] ROSS B, Michaelis T. Clinical applications of magneticspectroscopy. Magn Reson Q, 1994, 10:191-247.[2] Chan JHM. Physical principles of single-volumeproton spectroscopy. J Hong Kong Coll Radio, 1999, 2:271-277.。
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