脑膜瘤的波谱分析06.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,Philippon J,Cornu P,The recurrence of meninigiomas.In Al Mefty(ed):Meningioma.New York;Raven Press,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,：,2.04 ppm),含胆碱的化合物,(Cho,：,3.22 ppm),肌酸和磷酸肌酸,(Cr,：,N-CH,3,3.0 ppm,和,N-CH,2,3.9 ppm),谷氨酸,/,谷氨酰氨,(Glu 2.2-2.4,Gln 3.6-3.8 Glx),肌醇,(MI:3.27,、,3.52,、,3.61 ppm),MRS,测得之代谢物,甘氨酸,(Gly 3.56 ppm),脂质,(Lip 1.3 ppm,Lip 0.9 ppm),乳酸,(Lac 1.33 ppm),丙氨酸,(Ala 1.47,0.9 ppm),大分子化合物,(MM 5.4,2.9,2.25,2.05,1.4,0.87 ppm),谷胱甘肽,(GSH,约,2.9,3.8 ppm),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,Succ 2.24 ppm),厌氧酸,(1.5 ppm),天门冬氨酸,(Asp 2.65,2.82 ppm),丝氨酸（,Ser 3.83,3.94,3.98 ppm),MRS,测得之代谢物,丙酮酸盐,(Py 2.36 ppm,，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-Leu 0.95-1.05,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,2.04 ppm,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（,mobile lipid,），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（,Lip 1.3,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（,foamy histocytes,）,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,(X 100),KP-1,染色,(X 100),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,TE MRS,序列测得脂质峰的机会较多,而用长,TE MRS,序列时则测得的机会较少。,用短,TE MRS,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,TE MRS,序列,(TE=135-144ms),。,脑膜瘤的脂质峰（,Lip 1.3,和,0.9ppm,）,短,TE MRS,（,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（,-CH,2,1.3ppm,和,-CH,3,0.9ppm,）,MRS TE=35,MRS TE=144,FLAIR,胶母细胞瘤,短,TE,时，,Lip 1.3 ppm,与,Lac 1.33 ppm,重叠，显示为一不规之双峰；长,TE,时，,Lip 1.3 ppm,不能显示，,Lac 1.33 ppm,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。,MRI T1WIC+,MRI T2WI,MRS TE35,MRS TE144,转移性肺癌,TE=35ms,时，,Lip 1.3,和,Lip0.9 ppm,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，,Lip 1.3ppm,仍然显示为单峰，,Lip 0.9ppm,未能肯定显示,未见倒置的,Lac 1.33 ppm,表明无或只有很低的,Lac 1.33 ppm,。,脂质（,-CH,2,1.3ppm,和,-CH,3,0.9ppm,）,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,2.0-2.9 ppm,和,3.6-3.8 ppm,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,3-4 ppm,区域，脑膜瘤,GSH,增多时，常和它们混在一起。,Opstad KS,et al.Magn Reson Med 2003;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,Opstad KS,et al.Magn Reson Med 2003;49:632-637,Ala,Glu,Gln,GSH,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,1.47 ppm,处显示一代表,Ala,的双峰。,在短,TE MRS,，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,3.56 ppm,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,TE MRS,，多呈现为,2-3 ppm,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-I SI,高于其他良性脑膜瘤,(I,级,),者。,Shino A,，,et al,。,J Neurosurg 1999,；,91,：,928-934.,脑膜瘤的,MRS,表现,仿,Howe FA,等,NMR Biomed 2003,；,16,：,123-131,TE=35ms,脑膜瘤的,MRS,表现,仿,Lukas L,等,Artif Intell Med 2004,；,31,：,71-89.,TE=35ms,脑膜瘤的,MRS,表现,仿,Majos C,等，,Euo Radiol 2003,；,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,）,MRI T2WI,MRS TE=35,ms,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。,MRS TE=144,ms,额部大脑凸面上皮型脑膜瘤（例,2,）,MRI T1WI C-,MRI T1WI C,+,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,）,T1WI C+,MRS,TIWI C+,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。,TIWI C+,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,）,T1WI C+,FLAIR,FLAIR,MRS,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（,级）,透明细胞型（,级）,脊索样型（,级）,横纹肌样型（,级）,乳头型（,级）,间变性（,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。,囊性脑膜瘤的囊性区出现,Lip,峰，证明此囊性区为坏死区。,瘤周区出现脑浸润表现或,/,和出现,Lip,峰,、,III,级脑膜瘤的,MRS,征象,T1WI C+,显示广基与大脑帘相连病灶，其内有囊性区，表现为环状增强，瘤周见血管通进肿瘤和可疑之脑浸润表现（箭），应与其它环状增强的病灶相鉴别。,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,T1WI C+,T1WI C+,T1WI C+,FLAIR,显示体素,1-4,位于病灶内的囊性区和其周围的实质区，,MRS,病灶侧波谱显示,Cho,峰明显升高，,2-3ppm,区域间所见波峰可能是,Gly,、,GSH,、,MM,等峰，也可能混有,NAA,峰（部分容积效应）,并见高的,Lip,峰，提示囊性区可能为坏死。虽然未见倒置的,Ala,峰，结合常规,MRI,，提示间变性脑膜瘤（,级）的可能较胶母细胞瘤等为大。,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,FLAIR,MRS,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,FLAIR,显示体素,1-11,位于瘤周水肿区，,MRS,显示瘤周,Cho,峰升高，,NAA,峰降低,CNI=0.7-1.2,明显高于对侧者（,0.6,），并见,Lip,峰，提示有瘤周浸润，这些表现均符合间变性脑膜瘤（,级）。,FLAIR,MRS,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,MRSI,显示肿瘤的囊性区域的,Lip,含量高于实质性者，,Cho,升高，,NAA,、,Cr,降低。,MRSI Cho,MRSI NAA,MRSI Cr,MRSI Lip,由于除显示纤维型脑膜瘤征象外，还显示病灶内显示明显的大片坏死，以及核异型和核分裂相，故应诊断为间变性脑膜瘤,WHO,级。,LPH,见病灶内明显的大片坏死,核异型和核分裂相,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,囊性间变性脑膜瘤（例,5,）,右图为,HE,染色,(X 100),显示坏死灶边缘，其周围含较多泡沫性组织细胞,;,左图为,KP-1,染色,(X 100),，显示泡沫性组织细胞染成棕色，表示含脂质。病理诊断为间变性脑膜瘤,WHO,级。,囊性间变性脑膜瘤,(,例,6),T1WI C+,显示体素位于病灶内实质区,涉及少量坏死区。,MRS,显示,Cho,峰明显升高，,NAA,消失,见倒置的,Ala,峰和,Lip1.3,峰和出现,GHS,、,Gly,、,Glx,、,MM,峰。这些表现提示为囊先间变性脑膜瘤（,级）。,T1WI C+,MRS,右侧,矢旁,不典型性脑膜瘤（例,7,）,FLAIR,FLAIR,病灶呈高信号，内有低信号区（坏死？），,MRS,体素,1-10,位于病灶的高信号区（实质区），体素,11,位于病灶的低信号区（囊性区），体素,1-11,均见,Cho,明显升高，高、低信号区均出现很高的,Lip,峰，峰高为对侧,Cr,峰高的,2-4,倍。,Lip,很高，低信号区为坏死区，符合,II,、,III,级脑膜瘤的诊断。,MRS,右侧,矢旁,不典型性脑膜瘤（例,7,）,FLAIR,MRS,FLAIR,病灶呈高信号，内有低信号区（坏死？），,MRS,体素,1,位于病灶的对侧，体素,2,位于病灶的低信号区（囊性区），见,Cho,明显升高，低信号区出现,Lip,峰，证明低信号区为坏死区，符合,II,、,III,级脑膜瘤的诊断。,右侧,矢旁,不典型性脑膜瘤（例,7,）,FLAIR+,T1WI C+,MRS,MRS,体素,1-4,位于增强区，体素,5-8,位于瘤周水肿区，体素,1-4,均见,Cho,明显升高，并出现,Ala,峰，和出现可疑的,Lip,峰。体素,5-8,显示不同程度的,Cho,峰升高，提示有瘤周脑浸润，符合,II,、,III,级脑膜瘤的诊断。,右图显示灶性坏死，左图显示核异型及核分裂相，病理科诊断为右额非典型性脑膜瘤伴脑浸润。,右侧,矢旁,不典型性脑膜瘤（例,7,）,右图为,HE,染色,(X 100),显示灶性坏死,;,左图为,KP-1,染色,(X 100),，显示泡沫性组织细胞染成棕色。病理诊断为右额非典型性脑膜瘤伴脑浸润。,右侧,矢旁,不典型性脑膜瘤（例,7,）,脑膜转移性肿瘤的,MRS,表现和诊断,脑膜转移瘤的常规,MRI,表现,肿瘤呈实质性者，,T1WI C+,常显示增强，,T2WI,常显示范围更大的水肿区。,肿瘤坏死囊变区大者，实质性部分增强，表现为环状增强。,有时不易与脑膜瘤区别。,转移性肿瘤,vs,脑膜瘤,短,TE MRS,（,STEAM,或,PRESS,）有利于显示,T2,磁豫时间短的代谢物，如,MM,、,Lip,等。,短,TE MRS,，如不显示,Lip,峰似可除外转移性肿瘤。,长、短,TE MRS,，如显示,Cr,峰似也可除外转移性肿瘤。,Ishimaru H,，,et al,。,Eur Radiol 2001,；,11,：,1784-1791,。,脑膜转移瘤增强实质部分的,MRS,表现,Cho,峰明显增高。,NAA,峰消失或明显降低（污染）。,Cr,峰消失或明显降低。,不出现,Ala,峰。,出现,Lip,或,/,和,Lac,峰,(,同非良性者,),。,瘤周水肿区无肿瘤浸润和血管内皮增生表现,(,同良性者,),，,提示为血管源性水肿。瘤周,1cm,范围内可能有污染！,同脑膜瘤,转移性肿瘤的,MRS,表现,仿,Howe FA,等,NMR Biomed 2003,；,16,：,123-131,转移性肿瘤的,MRS,表现,仿,Majos C,等，,Euo Radiol 2003,；,13,：,582-591.,硬膜转移性乳腺癌（例,8,）,T1WI,增强示病灶呈较均匀强化。,MRS-1,，病灶内波谱显示,Lip,、,Lac,、,Cho,峰明显升高，,NAA,、,Ala,峰未显示。,MRS-2,体素置于病灶旁,2cm,水肿区,显示波谱正常,表示无明显瘤周浸润。,Lip,峰很高，似应诊断为恶性脑膜瘤；但无明显瘤周浸润和未显示,Ala,峰，结合乳腺癌病史，故应考虑脑膜转移瘤的可能。,MRI T1WIC+,MRS-1,MRS-2,T1WI,增强示病灶呈较均匀强化，,MRS-1,显示病灶内,Lip,、,Cho,峰明显升高，,NAA,、,Ala,峰未显示。,T2WI,成像，,MRS-2,，体素置于病灶旁,1cm,水肿区,显示波谱正常,表示无明显瘤周浸润,Lip,峰很高，似应诊断为恶性脑膜瘤；但无明显瘤周浸润和未显示,Ala,峰，结合乳腺癌病史，故应考虑脑膜转移瘤的可能。,硬膜转移性肺癌（例,9,）,MRI T1WIC+,MRS-2,MRI T2WI,MRS-1,