脑膜瘤的波谱分析06

上海复旦大学华山医院陈星荣沈天真脑膜瘤的质子磁共振波谱分析脑膜瘤的常规CT、MRI诊断5-20%的脑膜瘤常规MRI、CT出现不典型表现,因而可能误诊为其它肿瘤或非肿瘤性病变。脑膜瘤中II，III级者占1.4-11.1%，它们用常规MRI、CT较难明确诊断。PhilipponJ,CornuP,Therecurrenceofmeninigiomas.InAlMefty(ed):Meningioma.NewYork;RavenPress,1991;pp81-105.脑外征象不肯定。囊性脑膜瘤（坏死区？）脑膜转移瘤可疑。瘤周水肿严重。青少年脑室内肿瘤。脑膜瘤采用DWI、PWI、MRS的指征质子磁共振波谱分析测得之代谢物N-乙酰天门冬氨酸(NAA：2.04ppm)含胆碱的化合物(Cho：3.22ppm)肌酸和磷酸肌酸(Cr：N-CH33.0ppm和N-CH23.9ppm)谷氨酸/谷氨酰氨(Glu2.2-2.4,Gln3.6-3.8[Glx])肌醇(MI:3.27、3.52、3.61ppm)MRS测得之代谢物甘氨酸(Gly3.56ppm)脂质(Lip1.3ppm,Lip0.9ppm)乳酸(Lac1.33ppm)丙氨酸(Ala1.47,0.9ppm)大分子化合物(MM5.4,2.9,2.25,2.05,1.4,0.87ppm)谷胱甘肽(GSH约2.9,3.8ppm)MRS测得之代谢物MRS测得之代谢物乙酸盐(Acetate[Ac]1.92)丁二酸盐(琥珀酸盐Succ2.24ppm)厌氧酸(1.5ppm)天门冬氨酸(Asp2.65,2.82ppm)丝氨酸（Ser3.83,3.94,3.98ppm)MRS测得之代谢物丙酮酸盐(Py2.36ppm，见于寄生虫囊肿）r-氨酪酸(r-氨基丁酸GABA多峰:1.89,2.28,3.01,选择性GABA测量:多峰中心为3.01)缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸(Val,Leu,I-Leu0.95-1.05与MM重叠,2.26与GABA重叠,3.6与MI重叠，见于脑脓肿）MRS测得之代谢物脑膜瘤MRS测得之代谢物仅见于神经元和轴索，为神经元标记物。脑膜瘤为起源于非神经元的脑肿瘤，故应不显示NAA，如显示NAA峰，可能为部分容积效应所致，或混有其它化合物的波峰。坏死、囊变区内2.04ppm处如显示波峰，应是NAA以外的其它波峰,或是部分容积效应所致。脑膜瘤的N-乙酰天门冬氨酸（NAA）脑膜瘤的含胆碱化合物（Cho）脑部Cho峰主要源于胆碱、磷酸胆碱和甘油磷酸胆碱、乙酰胆碱。脑部肿瘤的Cho峰增高的原因：1，细胞膜转换加速（肿瘤细胞破坏或增生加速）2，高细胞密度，3，射线照射后。脑膜瘤常显示Cho峰增高，其原因尚不甚清楚；可能脑膜瘤能将磷脂酰胆碱，即卵磷脂（MRS测不出者）转变为游离的胆碱所致（MRS能测出者）。脑膜瘤常不显示、或仅显示很低的Cr峰。肌酸和磷酸肌酸（Cr）对脑细胞内的生物能量代谢中起重要作用，在ADP/ATP之间进行磷酸传递，Cr的含量和细胞内的代谢状况有关的。对一般脑肿瘤的Cr峰降低的意义虽不甚清楚，但认为可能和缺氧和/或低灌注有关，并预示着对于放疗、化疗的反应较差，也被认为是预后较差的一个因素。脑膜瘤似乎并非如此。脑膜瘤的肌酸和磷酸肌酸（Cr）正常脑组织内，脂质以大分子的形式存在于细胞膜和髓鞘内，不能被MRS所测得。病理情况下（如瘤组织坏死、脑膜瘤细胞脂肪细胞化生等），脂质转化为流动脂质（mobilelipid），可被MRS所测得。脑膜瘤瘤组织坏死为恶性征，而化生性脑膜瘤为良性，故应参考Lip部位、峰高，以及其它指标和MRI表现判断良恶(不少学者认为Lip峰提示恶性)。脑膜瘤的峰脂质（Lip1.3和0.9ppm）化生性脑膜瘤：脑膜瘤（上皮型或过渡型脑膜瘤等）的瘤细胞脂肪细胞化生，或者黄色瘤样化生。血管瘤性脑膜瘤：可能为血脂通过薄壁血管渗透入瘤组织，脂质被吞噬细胞吞噬形成泡沫细胞所致。微囊性脑膜瘤：特殊染色可见胞浆内偶然有少量的脂质。良性脑膜瘤的Lip峰良性脑膜瘤的Lip峰KP-1染色(X100)HE染(X100)HE染色显示上皮型脑膜瘤表现，KP-1染色显示部分肿瘤细胞染成棕色,表示含有脂质。病理诊断为上皮型脑膜瘤。间变性脑膜瘤常出现大片地图状凝固性坏死或液化性坏死。非典型性脑膜瘤常出现灶性坏死，多为肉眼看不见的、组织学可见的微坏死灶。坏死灶及其周围常出现含脂质的组织细胞，即所谓泡沫性组织细胞（foamyhistocytes）,KP-1染色为阳性。非良性脑膜瘤的Lip峰HE染色显示灶性坏死,坏死灶内及其周围含泡沫性组织细胞;KP-1染色显示泡沫性组织细胞染成棕色,表示含有脂质。病理诊断为非典型性脑膜瘤伴脑浸润。不典型性脑膜瘤HE染色(X100)KP-1染色(X100)3例间变性脑膜瘤和2例不典型性脑膜瘤全部（100%）出现较高、较多Lip峰。26例中5例（19.2%）良性脑膜瘤出现Lip峰，常较低、较少。脑膜瘤中出现Lip峰者，特别是Lip峰较高、较多者提示为间变性脑膜瘤或不典型性脑膜瘤的可能性较大。非良性脑膜瘤的Lip峰脂质的T2磁豫时间甚短,比MRS能测得的其它主要代谢物短之甚多,故在某些肿瘤用短TEMRS序列测得脂质峰的机会较多,而用长TEMRS序列时则测得的机会较少。用短TEMRS序列时,脂质峰可与乳酸峰和/或丙氨酸峰重叠,为确定后二者常需用长TEMRS序列(TE=135-144ms)。脑膜瘤的脂质峰（Lip1.3和0.9ppm）短TEMRS（TE=20-40ms）的Lip和Lac峰有Lac，无Lip时,Lac呈现为1.27ppm,1.36ppm处双峰。Lip，Lac同时存在,Lac为主时1.3ppm处出现一双峰或一不齐、不清或隐蔽的双峰，.9ppm处出现一小峰。只有Lip或Lip，Lac同时存在，,Lip为主时1.3ppm处出现一单峰，0.9ppm处出现一小峰。脂质（-CH21.3ppm和-CH30.9ppm）MRSTE=35MRSTE=144FLAIR胶母细胞瘤,短TE时，Lip1.3ppm与Lac1.33ppm重叠，显示为一不规之双峰；长TE时，Lip1.3ppm不能显示，Lac1.33ppm倒置，证实确有Lac存在。低NAA峰、高Cho峰和高CNI为胶母细胞瘤的特徵；TE不同，Cho等代谢物的峰高是不同的，故CNI等值也将不同。MRIT1WIC+MRIT2WIMRSTE35MRSTE144转移性肺癌,TE=35ms时，Lip1.3和Lip0.9ppm分别显示为单峰，提示无Lac峰或只有较低的Lac峰重叠。TE=144ms时，Lip1.3ppm仍然显示为单峰，Lip0.9ppm未能肯定显示,未见倒置的Lac1.33ppm,表明无或只有很低的Lac1.33ppm。脂质（-CH21.3ppm和-CH30.9ppm）脑膜瘤的谷氨酸/谷氨酰氨:Glu/Gln(Glx)由于J-耦合效应之故，MRS所见之谷氨酸和谷氨酰氨峰是混合在一道的，显示于2.0-2.9ppm和3.6-3.8ppm频谱区，呈多峰状。脑膜瘤的Glx常增多，其峰常高于星形细胞瘤者。脑膜瘤的谷胱甘肽峰(GSH）脑膜瘤的GSH峰可能升高，其升高常高于星形细胞瘤者。脑膜瘤生长较慢，可能与其含较多GSH有关[GSH通过对蛋白激酶C(PKC)的抑制，增强了抗氧化作用]。Gly、Glx与MI峰（脑膜瘤的MI常低或无）均位于3-4ppm区域，脑膜瘤GSH增多时，常和它们混在一起。OpstadKS,etal.MagnResonMed2003;49:632-637脑膜瘤的谷胱甘肽峰(GSH）GSH溶液的MRS患者的MRS(TE=35ms)Ala、GSH、Glu、Gln的代谢关系OpstadKS,etal.MagnResonMed2003;49:632-637AlaGluGlnGSH丙氨酸为脑膜瘤的谷氨酸氧化能量代谢变化的最终产物，故部分脑膜瘤（40-79%）在1.47ppm处显示一代表Ala的双峰。在短TEMRS，代表Ala的双峰向上；长TE（135-144ms）MRS，代表Ala的双峰为倒置，TE=270-288ms时仍为正峰。脑膜瘤的丙氨酸峰（Ala）乳酸为无氧糖酵解的产物,正常脑组织内含量很少,不能被MRS所测得。Lac峰高低与Ki-67（MIB-1）染色指数成正比。如脑膜细胞增殖较快，相对缺血/缺氧后，发生无氧糖酵解，产生乳酸，则出现Lac峰。脑膜瘤的乳酸峰（Lac）肌醇为星形细胞的标记物，故脑膜瘤无MI峰或MI峰甚低。出现于血管外皮细胞瘤的MI峰常较高，高于良性脑膜瘤者。甘氨酸（Gly）峰位于3.56ppm脑膜瘤Gly增多时，与MI峰增高相仿。脑膜瘤的肌醇峰（MI）大分子化合物的T2磁豫时间更短,显示于短TEMRS，多呈现为2-3ppm范围内的多峰，可见于脑膜瘤。脑膜瘤的大分子化合物（MM:5.4,2.9,2.25,2.05,1.4和0.87）良性脑膜瘤的MRS表现和诊断良性脑膜瘤（I级）的MRS表现Cho峰增高。NAA峰消失或明显降低。Cr峰、MI峰消失或明显降低。出现Ala峰（40-79%）。一般不出现Lip或/和Lac峰。GSH、Glx和MM峰增高。水肿区和其外围不见Cho峰增高，提示无甚肿瘤细胞浸润。脑膜瘤的MRS表现良性脑膜瘤(I级)的Cho/Cr=2.56+/-1.26,非良性脑膜瘤的Cho/Cr=7.85+/-3.23,二者有显著差别（p=0.0002)。5例非良性脑膜瘤（非典型性脑膜瘤和乳头型脑膜瘤）中，4例组织学检查发现坏死灶者，均出现Lip峰。5例出现Lac峰的病例中，2例为良性脑膜瘤(I级)，它们的MIB-ISI高于其他良性脑膜瘤(I级)者。ShinoA，etal。JNeurosurg1999；91：928-934.脑膜瘤的MRS表现仿HoweFA等NMRBiomed2003；16：123-131TE=35ms脑膜瘤的MRS表现仿LukasL等ArtifIntellMed2004；31：71-89.TE=35ms脑膜瘤的MRS表现仿MajosC等，EuoRadiol2003；13：582-591.TE=144ms脑膜瘤的MRS表现华山TE=35ms侧脑室上皮型脑膜瘤（例1）MRIT2WIMRSTE=35ms平扫病灶呈等高信号,TE=35ms，MRS波谱显示Cho、Glx、GSH、Gly峰升高，Cr峰降低,NAA峰消失,并见Ala峰；TE=144ms，显示Ala峰倒置。MRSTE=144ms额部大脑凸面上皮型脑膜瘤（例2）MRIT1WIC-MRIT1WIC+健侧，MRS病侧，MRS平扫病灶呈等信号,增强示病灶呈较均匀强化;MRS病灶侧波谱显示Cho峰明显升高，Cr、NAA峰未显示,并见Glx、GSH峰和倒置的Ala峰，大脑帘旁囊性纤维型脑膜瘤（例3）T1WIC+MRSTIWIC+显示病灶增强，呈囊、实性。MRS病灶内波谱显示Cho峰明显升高，Cr、NAA峰无或甚低,出现GHS、Gly峰。虽肿瘤呈分叶状，但囊性区（体素4）不见Lip峰，提示为囊变而非坏死，且无明显瘤周浸润,故应诊断为良性囊性脑膜瘤。TIWIC+显示病灶呈实质性增强，FLAIR呈高信号，边缘见血管伸入。MRS病灶内波谱显示Cho峰明显升高，无NAA峰,出现GHS、Gly峰,并见到Lip峰。结合常规MRI所见，以及Lip峰不高和瘤周(体素4)浸润不明显，提示含脂肪化生细胞较多的良性脑膜瘤可能为大，但恶性脑膜瘤不能除外。纤维型脑膜瘤（例4）T1WIC+FLAIRFLAIRMRS显示泡沫细胞，可能为出现Lip峰的原因。纤维型脑膜瘤（例4）II、III级脑膜瘤的MRS表现和诊断脑膜瘤按级别和复发可能性的分类较易复发和浸润性生长非典型性（Ⅱ级）透明细胞型（Ⅱ级）脊索样型（Ⅱ级）横纹肌样型（Ⅲ级）乳头型（Ⅲ级）间变性（Ⅲ级）高增生指数和/或伴脑浸润的任何型很少复发和浸润性生长脑膜上皮型纤维型过度型砂粒型血管瘤型微囊型分泌型淋巴浆细胞丰富型化生型(WHO,2000年)Cho峰常更高。出现较高、较多和较肯定的Lip峰，可正常部分Cr峰高2倍以上。囊性脑