Radiology：使用MRSI-EPTI成像对胶质瘤的绝对代谢物进行定量分析

磁共振光谱成像(MRSI)是一种必不可少的成像技术，可以提供体内几种代谢物的定量测量。这些物质包括健康大脑中的n-乙酰-天冬氨酸、n-乙酰-天冬氨酸-谷氨酸、糖-欧磷胆碱、磷胆碱、肌酸、磷酸-肌酸、谷氨酸、谷氨酰胺和肌醇，以及异柠檬酸脱氢酶突变的胶质瘤中的D-2-羟戊二酸。这些代谢物在许多疾病的诊断及评估中都很重要。特别是在脑肿瘤中，如异柠檬酸脱氢酶突变的胶质瘤，肿瘤代谢物D-2-羟基戊二酸的成像可用于治疗计划和监测治疗反应。

然而，MRSI研究往往缺乏代谢浓度的绝对定量，这限制了不同患者、扫描仪和机构之间或同一患者内部纵向结果的比较。由于扫描时间的延长和绝对定量的复杂性，此外，缓慢的制图使得很难建立具有代谢浓度标准值的准确全脑map集。

质子MRSI数据的绝对代谢物定量可以通过涉及内部水参比、校准模型或电子参比信号的方法进行。内部水参考方法使用同一个人体内测量的水信号作为已知浓度的参考。这个参考值可以用标准的MRI设备测量;因此，这种方法在多个机构中更容易标准化、实现和执行。

然而，要用作浓度参考，必须对内部水的MRSI信号进行松弛和组织水密度的校正。这需要测量每个个体的弛豫时间和质子密度(PD)。由于时间限制，在实践中没有这样做。虽然在健康的大脑中，常规代谢物定量是一个很好的近似值，但由于水弛豫和组织密度变化，表列的文献值对病变组织不是一个很好的参考。因此，需要执行体素的个体特定松弛测量，而传统方法需要很长时间。

近日，发表在Radiology杂志上的一篇研究建立了一种结合全脑磁共振成像(MRSI)和回声平面时间分辨成像(EPTI)弛豫法测定胶质瘤患者和健康人代谢物浓度的快速绝对定量方法。

本项前瞻性研究于2022年8月至2023年8月进行，以内水为浓度基准，采用人口平均文献弛豫值将MRSI-EPTI定量方法与常规方法进行比较。健康参与者和突变的IDH1胶质瘤参与者在32通道线圈的3T下进行成像。研究在大约8分钟内获得实时导航绝热螺旋三维MRSI扫描，并通过超分辨率管道重建，获得2.4 mm各向同性分辨率的脑代谢图像。并在3分钟内进行高空间分辨率多参数EPTI，各向同性分辨率为1 mm，以校正水参考信号的弛豫和质子密度。使用Bland-Altman分析和Wilcoxon符号秩检验来比较所提出方法和常规方法的绝对定量。

研究最终纳入6名健康参与者(4名男性;平均年龄，37岁±11 [SD])和9名胶质瘤患者(6名男性;平均年龄41岁±15岁;包括1个野生型IDH1和8个突变型IDH1)。在健康参与者中，使用两种方法得出的代谢浓度之间存在良好的一致性(+4%偏差)，CI为正负26%。在胶质瘤患者中，两种方法之间存在很大差异(+39%偏倚)，CI为正负55%。所提出的量化方法提高了肿瘤总n -乙酰-天冬氨酸的对比噪声比(中位数)(EPTI: 0.541 [95% CI: 0.217, 0.910];常规:0.484 [95% CI: 0.199, 0.823])，总胆碱(EPTI: 1.053 [95% CI: 0.681, 1.713];常规:0.940 [95% CI: 0.617, 1.295])，总肌酸(EPTI: 0.745 [95% CI: 0.628, 0.909];常规:0.553 [95% CI: 0.444, 0.828]) (P = 0.03)。

表 脑胶质瘤患者和健康患者的特征

本项研究表明，全脑MRSI-EPTI方法在2.4 mm各向同性分辨率下提供了个体特异性校正的代谢浓度的快速绝对定量，比传统的基于文献的校正更接近疾病的真实值。

原文出处：

Mehran Baboli,Fuyixue Wang,Zijing Dong,et al.Absolute Metabolite Quantification in Individuals with Glioma and Healthy Individuals Using Whole-Brain Three-dimensional MR Spectroscopic and Echo-planar Time-resolved Imaging.DOI:10.1148/radiol.232401