t质子mrs诊断肝脏肿瘤的应用研究

3.0T质子质子MRS诊断肝脏肿瘤的应用研究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南京军区福州总医院医学影像中心陈代文陈代文2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心文章文章 3.0T质子质子MRS诊断肝脏肿瘤的应用研究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解放军总医院放射诊断科中国医学影像学杂志中国医学影像学杂志 20082008年年 1 1月第月第 1616卷第卷第 1 1期期2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心背景背景 磁共振波谱磁共振波谱(MRS)技术可以从分子代谢水技术可以从分子代谢水平反映组织的病理生理变化平反映组织的病理生理变化,从功能改变对病从功能改变对病变良恶性做出鉴别诊断。变良恶性做出鉴别诊断。MRS在中枢神经系在中枢神经系统已得到广泛应用。统已得到广泛应用。2022-4-6背景背景 随着随着MR技术和设备的不断发展技术和设备的不断发展,MRS在在腹部的应用日益增多腹部的应用日益增多,但多局限于肝脏弥漫性但多局限于肝脏弥漫性病变如脂肪肝、肝炎、肝硬化的研究病变如脂肪肝、肝炎、肝硬化的研究,在肝肿在肝肿瘤中的应用价值仍在初步探讨之中。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2022-4-6背景背景 国内少见国内少见3. 0T磁共振肝脏磁共振肝脏MRS的相关报的相关报道。本研究分析正常肝脏及肝脏肿瘤的道。本研究分析正常肝脏及肝脏肿瘤的1HMRS表现表现,以自身相对正常肝区为参照以自身相对正常肝区为参照,比较比较肿瘤胆碱肿瘤胆碱(Choline, Cho) 、脂肪脂肪(Lipid, Lip )和水和水(Water,W)的变化的变化,初步探讨其对肝脏肿瘤初步探讨其对肝脏肿瘤的诊断价值的诊断价值。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心材料和方法材料和方法 正常对照组正常对照组: 46名无肝炎、肝硬化名无肝炎、肝硬化及肿瘤病史健康志愿者及肿瘤病史健康志愿者,男男28例例,女女18例例,年龄年龄1268岁岁,平均平均41岁。岁。2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心材料和方法材料和方法 病变组病变组: 2005.2.112006.2.10,经病理证实的肝经病理证实的肝脏肿瘤脏肿瘤25 例例,男男21 例例,女女4 例例,年龄年龄18 67岁岁,平均平均46岁。其中恶性岁。其中恶性19例例(肝细胞癌肝细胞癌14例、肝透明细胞癌例、肝透明细胞癌2例、例、转移癌转移癌2例和胆管癌例和胆管癌1例例) ,良性良性6例例(局灶性结节增生局灶性结节增生3例、海绵状血管瘤例、海绵状血管瘤2例和肝细胞腺瘤例和肝细胞腺瘤1例例) 。病变直径。病变直径2. 510 cm,平均平均4. 2cm。2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心 采用采用3. 0 T ( GE, Signa Excite 3T)超导磁共振超导磁共振仪仪, 8通道相控表面线圈。采用呼吸触发脂肪抑制快速通道相控表面线圈。采用呼吸触发脂肪抑制快速自旋回波自旋回波( FSE /T2WI)横轴位图像用作横轴位图像用作MRS定位定位,在在选择感兴趣区选择感兴趣区(ROI)时尽量避开血管、胆管和病变的时尽量避开血管、胆管和病变的钙化、囊变及坏死区钙化、囊变及坏死区; 仪器设备和检查方法仪器设备和检查方法2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心 1HMRS检查使用单体素检查使用单体素PRESS序列序列: TR 1500 ms, TE 30 ms,激励次数激励次数(NEX) 8,体素大小体素大小25mm 25mm 25mm,扫描时扫描时间为间为2min12s。仪器设备和检查方法仪器设备和检查方法2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心 在感兴趣区上下、前后、左右界分别加在感兴趣区上下、前后、左右界分别加饱和带饱和带,以消除腹壁、腹腔内脂肪的影响。常以消除腹壁、腹腔内脂肪的影响。常规自动预扫描完成匀场和抑水规自动预扫描完成匀场和抑水,达到达到FWHM小小于于20;采用分次屏气完成扫描采用分次屏气完成扫描,呼气末屏气以保呼气末屏气以保持膈肌运动差别最小。持膈肌运动差别最小。仪器设备和检查方法仪器设备和检查方法2022-4-6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个正常肝脏每个至少选取1个个ROI,其其中中17个选取个选取2个不同部位的个不同部位的ROI。脂肪肝的判。脂肪肝的判断使用扰相梯度回波双回波序列断使用扰相梯度回波双回波序列, TR 245ms, TE分别为分别为2. 4 ms(相位一致相位一致)和和5. 8 ms (相位相位相反相反) 。仪器设备和检查方法仪器设备和检查方法2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心 在工作站上以在工作站上以SAGE软件对扫描数据进行后处软件对扫描数据进行后处理。选出理。选出8个通道中信噪比最高的个通道中信噪比最高的1个原始图像进行个原始图像进行分析与后处理分析与后处理,计算谱线中抑水前的水峰计算谱线中抑水前的水峰(4. 7 ppm) 、抑水后的抑水后的Cho峰峰(3. 2 ppm)和和Lip峰峰(1. 3ppm)的峰值的峰值及峰下面积。及峰下面积。数据采集数据采集2022-4-6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列入统计的谱线要求基线平稳,当当Cho峰达到基线水平时其峰值计为峰达到基线水平时其峰值计为0。 数据采集数据采集2022-4-6统计学分析统计学分析 应用应用SPSS12. 0 软件进行统计分析。软件进行统计分析。 正常对照组正常对照组: 用配对用配对t检验比较同一个肝脏部检验比较同一个肝脏部位不同的位不同的2个个ROI所得的数据所得的数据;用用X2 检验分析检验分析Cho峰峰的显示率在有无脂肪肝两组人群中的差异。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2022-4-6统计学分析统计学分析 病变组病变组: 用配对用配对t检验比较病变区与检验比较病变区与自身相对正常区的数据。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2022-4-6 MRS的敏感性与磁场强度的的敏感性与磁场强度的2 /3次方成次方成正比正比,场强越高场强越高,敏感性和分辨力越高。敏感性和分辨力越高。3. 0T磁共振仪缩短了扫描时间磁共振仪缩短了扫描时间,提高了提高了MRS的临的临床使用价值。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讨论与结果2022-4-6正常肝脏正常肝脏3. 0 T1HMRS表现及技术的可重复性表现及技术的可重复性 46个正常肝脏个正常肝脏63个个ROI中有中有57个获得个获得满意谱线满意谱线,可见高而尖的水峰、较水峰低的可见高而尖的水峰、较水峰低的Lip 峰峰,部分正常肝脏在部分正常肝脏在3. 2 ppm处可见处可见Cho峰。峰。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6正常肝脏正常肝脏3. 0 T1HMRS表现及技术的可重复性表现及技术的可重复性 经经SAGE软件后处理软件后处理,用相应的峰高和峰用相应的峰高和峰下面积来计算下面积来计算Cho、Lip 及及W的相对含量。的相对含量。其中其中17 个正常肝脏个正常肝脏2个不同部位的个不同部位的ROI得到得到的两组数据无差异的两组数据无差异( P 0. 05) ,说明说明1HMRS有很好的重复性。有很好的重复性。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6正常人肝脏的正常人肝脏的1HMRS表现表现 活体肝活体肝1HMRS可以显示可以显示Water、Lip 及及Cho的的含量。含量。Cho峰代表组织内总的峰代表组织内总的Cho含量含量,包括磷酸胆包括磷酸胆碱、磷脂酰胆碱和磷酸甘油胆碱碱、磷脂酰胆碱和磷酸甘油胆碱,是细胞膜代谢产物是细胞膜代谢产物,其含量取决于细胞的代谢水平。其含量取决于细胞的代谢水平。Cho含量升高反映含量升高反映细胞膜合成增加或细胞增殖的加快。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2022-4-6正常人肝脏的正常人肝脏的1HMRS表现表现 本文作者研究表明部分正常人肝脏本文作者研究表明部分正常人肝脏MRS中可出现中可出现Cho峰峰,可见肝内检测到可见肝内检测到Cho峰并非峰并非恶性肿瘤的特异表现。恶性肿瘤的特异表现。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6 46个正常肝脏根据个正常肝脏根据MR化学位移成像化学位移成像分为无脂肪肝组分为无脂肪肝组(33个个)和有脂肪肝组和有脂肪肝组(13个个) 。并根据波谱计算出每个肝脏的脂。并根据波谱计算出每个肝脏的脂/水水(Lip /W ) 含量比。含量比。南京军区福州总医院医学影像中心正常肝脏正常肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的关系峰的显示率与脂肪变性的关系2022-4-6 无脂肪肝组的无脂肪肝组的Lip /W峰下面积比为峰下面积比为0. 024 0. 030;脂肪肝组的脂肪肝组的Lip /W峰下峰下面积比为面积比为0. 409 0. 243,后者明显大于后者明显大于前者前者( P0. 01) 。南京军区福州总医院医学影像中心正常肝脏正常肝脏Cho峰的显示率与脂肪变性的关系峰的显示率与脂肪变性的关系2022-4-6 46个正常肝脏中个正常肝脏中, 8%的脂肪肝出现的脂肪肝出现Cho 峰峰( 1 /13) , 85%无脂肪肝的肝脏出无脂肪肝的肝脏出现现Cho峰峰(28 /33) ,前者明显小于后者前者明显小于后者( P 自身相对正常区的有自身相对正常区的有10 例例 , 自身相对正自身相对正常区的有常区的有10 例例 , 正常区的有正常区的有3例例,另另1例病变区例病变区及正常区均未检及正常区均未检测到测到Cho峰。峰。HCC统计图统计图2022-4-6HCC的的1HMRS表现及表现及1HMRS对对HCC的诊断价值的诊断价值 本文作者研究表明正常肝脏也可出现本文作者研究表明正常肝脏也可出现Cho峰峰,而且而且Cho含量的个体差异很大含量的个体差异很大, HCC患患者又常伴有肝硬化背景者又常伴有肝硬化背景,因此评判肿瘤因此评判肿瘤Cho含量含量增高与否要与自身相对照。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2022-4-6HCC的的1HMRS表现及表现及1HMRS对对HCC的诊断价值的诊断价值 31 PMRS研究表明肝脏肿瘤细胞代谢加快研究表明肝脏肿瘤细胞代谢加快,胆碱类化合物增多胆碱类化合物增多;非活体肝组织非活体肝组织1HMRS研究研究表明肝细胞癌相对于肝硬化和正常肝组织表明肝细胞癌相对于肝硬化和正常肝组织Cho峰升高而峰升高而Lip峰降低。峰降低。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6HCC的的1HMRS表现及表现及1HMRS对对HCC的诊断价值的诊断价值 本文作者研究中大部分本文作者研究中大部分HCC的的Cho含量含量高于自身相对正常的肝组织高于自身相对正常的肝组织,说明说明HCC肿瘤细肿瘤细胞代谢旺盛胞代谢旺盛,与上述文献结论相符。但病变区与上述文献结论相符。但病变区Cho的降低并不能除外的降低并不能除外HCC,由此反映肿瘤生由此反映肿瘤生长的不均匀性。采集长的不均匀性。采集MRS时应尽量避开病变内时应尽量避开病变内出血、坏死及囊变部分。出血、坏死及囊变部分。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心5例非例非HCC恶性肿瘤恶性肿瘤与自身相对正常区的与自身相对正常区的Cho含量比较含量比较,只有只有1例肝透明细胞癌病变例肝透明细胞癌病变区区Cho明显增高明显增高, 1例例乳腺癌肝转移伴有重乳腺癌肝转移伴有重症脂肪肝的患者症脂肪肝的患者,其肿其肿瘤区及自身相对正常瘤区及自身相对正常区均未检测到区均未检测到Cho。(患者患者1、2为肝透明为肝透明细胞癌细胞癌, 3 为胆管细为胆管细胞癌胞癌, 4为乳腺癌肝转为乳腺癌肝转移伴有重度脂肪肝移伴有重度脂肪肝, 5为结肠癌肝转移为结肠癌肝转移)非非HCC恶恶性肿瘤统计图性肿瘤统计图2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心6例良性病变与自身例良性病变与自身相对正常区的相对正常区的Cho含含量比较量比较, 3例肝局灶性例肝局灶性结节增生病变区结节增生病变区Cho相对增高相对增高; 1例肝腺瘤例肝腺瘤和和2例海绵状血例海绵状血管瘤病变区管瘤病变区Cho含量含量相对减少。相对减少。(患者患者1、2、3为肝局灶性结节为肝局灶性结节增生增生, 4为肝细胞腺瘤为肝细胞腺瘤, 5、6为海绵状血管瘤为海绵状血管瘤)良性肿瘤统计图良性肿瘤统计图2022-4-6肝脏良性肿瘤的肝脏良性肿瘤的1HMRS表现表现 病变病变Cho含量相对增高并非恶性肿瘤的特含量相对增高并非恶性肿瘤的特异性表现异性表现,本研究表明部分良性肿瘤本研究表明部分良性肿瘤(3例肝局灶例肝局灶性结节增生性结节增生)也可有此表现。如果良性肿瘤代也可有此表现。如果良性肿瘤代谢旺盛、短期内生长迅速谢旺盛、短期内生长迅速,也会导致也会导致Cho含量增含量增加。加。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6肝脏良性肿瘤的肝脏良性肿瘤的1HMRS表现表现 一般对于影像学表现为良性的病变需要定一般对于影像学表现为良性的病变需要定期随访期随访,以观察肿瘤的生长变化以观察肿瘤的生长变化,判断其生物学判断其生物学特性特性,而通过而通过1HMRS可无创、及时地提示肿瘤可无创、及时地提示肿瘤的生物学特性的生物学特性,如果肿瘤内如果肿瘤内Cho含量增加可反映含量增加可反映其生长代谢活跃。其生长代谢活跃。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6肝脏良性肿瘤的肝脏良性肿瘤的1HMRS表现表现 本文作者研究中本文作者研究中2例海绵状血管瘤的例海绵状血管瘤的Cho相对减少相对减少,表明该病变具有细胞代谢不旺盛表明该病变具有细胞代谢不旺盛,生生长缓慢的良性生物学特性。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2022-4-6正常肝脏及肝脏良、恶性肿瘤正常肝脏及肝脏良、恶性肿瘤Cho、W及及Lip 含量的比较含量的比较 14例例HCC病变区病变区Cho /Lip 较自身相较自身相对正常区增高对正常区增高; 6例良性肿瘤病变区例良性肿瘤病变区Cho /Lip 较自身相对正常区降低。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2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-61HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 文献报道肿瘤内文献报道肿瘤内Cho /Lip 比值在肝脏良、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的诊断价值,恶性肿瘤的恶性肿瘤的Cho /Lip 大于良性肿瘤大于良性肿瘤。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-61HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 本研究表明本研究表明, HCC中病变区中病变区Cho /Lip较自较自身相对正常区增高身相对正常区增高,良性肿瘤病变区的良性肿瘤病变区的Cho /Lip 较自身相对正常区降低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2022-4-61HMRS对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断价值 正常肝脏正常肝脏Cho /L ip的分布范围较大的分布范围较大,与良与良恶性肿瘤都有交叉重叠恶性肿瘤都有交叉重叠,故观察病变内的故观察病变内的Cho /Lip 应以自身相对正常肝区为参照应以自身相对正常肝区为参照,但样本含但样本含量较少量较少,故其对肝脏肿瘤的鉴别诊断意义尚需故其对肝脏肿瘤的鉴别诊断意义尚需进一步探讨。进一步探讨。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6左图为正常肝脏左图为正常肝脏MRS,于于4. 7ppm和和1. 3ppm处可见高处可见高而尖的而尖的Water、Lip峰峰,于于3. 2ppm处未检测到处未检测到Cho峰。峰。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6左图为左图为HCC病变区的病变区的MRS,于于3. 2ppm处检测到处检测到Cho峰。峰。右图右图: 以横轴位以横轴位T2W I作为定位像。作为定位像。南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6南京军区福州总医院医学影像中心2022-4-6体会体会 文章作者对文章作者对3.0T3.0T质子质子MRSMRS如何在腹部中的应用做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，具有一定的指导作用，具有一定的创新性创新性及及实用性实用性。 文章设立了正常组与病变组，病变组中的自身正常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，具有一定的学方法，具有一定的科学性科学性。南京军区福州总医院医学影像中心