7特斯拉MRI下2 ppm CEST对比度在胶质瘤增强与非增强病灶中的价值研究

《NMR in Biomedicine》：Insights Into CEST Contrast at 2?ppm in Enhancing and Nonenhancing Lesions From Glioma Patients Scanned at 7?T

本综述系统探讨了7特斯拉高场强磁共振中2 ppm化学交换饱和转移（CEST）对比度在胶质瘤增强（CE）与非增强（NE）病灶中的差异。研究通过磁化转移比率不对称性（MTRasym）、洛伦兹差（LD）、溢出校正逆差（REX）及弛豫补偿（AREX）四种量化方法，证实2 ppm CEST能有效区分肿瘤组织与正常白质（CL NAWM），为无创评估胶质瘤代谢特性提供了新视角，有望替代钆基对比剂（GBCA）的应用局限。

　　

引言

化学交换饱和转移（CEST）作为一种非侵入性磁共振成像技术，近年来在脑肿瘤表征中的应用日益广泛。既往研究多聚焦于3.5 ppm处的酰胺质子转移（APT）及核奥弗豪泽效应（NOE），而2 ppm处的CEST池虽在临床前研究中显示出肿瘤鉴别潜力，却在人体胶质瘤研究中存在空白。本研究旨在通过7特斯拉超高场强MRI，探索2 ppm CEST对比度在胶质瘤不同组分（增强与非增强病灶）中的表现，并评估多种量化指标（MTR_asym、LD、REX、AREX）的可靠性。当前胶质瘤诊断依赖钆基对比剂（GBCA），但其存在过敏风险及脑内沉积问题，且部分患者（如IDH突变型高级别胶质瘤）增强扫描呈阴性，因此开发内源性对比替代方案具有重要临床意义。

方法

研究前瞻性纳入21例荷兰两家三级转诊中心的胶质瘤患者，所有患者均接受7特斯拉MRI扫描。CEST序列采用脉冲式饱和方案（10个sinc-Gauss脉冲，总饱和时间1000 ms），B_1rms为2.94 μT，覆盖±1500 Hz的22个偏频点。感兴趣区（ROI）划分为增强病灶（CE）、非增强病灶（NE）及对侧正常表现白质（CL NAWM），并计算四种2 ppm CEST量化指标：MTR_asym、LD、REX和AREX。统计学分析采用Kruskal-Wallis检验及事后比较，显著性阈值设为<0.05。

结果

2 ppm CEST对比度在不同肿瘤区域间均存在显著差异：MTR_asym（p=0.001）、LD（p<0.001）、REX（p=0.008）和AREX（p=0.001）。增强病灶的MTR_asym（6.6±2.5%）显著高于CL NAWM（2.6±1.9%，p=0.002）及非增强病灶（3.6±1.7%，p=0.034）；LD值在增强病灶（8.1±1.4%）亦显著高于CL NAWM（5.2±1.8%，p<0.001）和非增强病灶（6.6±1.2%，p=0.052）。REX与AREX则显示CL NAWM（50.0±20.2%；37.8±17.5%）显著高于非增强病灶（31.9±13.0%，p=0.005；20.1±11.4%，p=0.001）。典型病例图像进一步验证了量化结果：增强病灶在MTR_asym与LD图中呈高信号，而在REX/AREX图中表现为低信号；非增强病灶亦呈现类似对比模式。

讨论

2 ppm CEST对比度的差异可能源于胍基质子（如肌酸）的代谢变化。肌酸作为细胞能量代谢的关键分子，其在肿瘤中的分布与恶性程度相关：增强病灶可能因代谢亢进导致肌酸累积，而非增强病灶则相对保留代谢稳态。尽管MTR_asym易受磁化转移（MT）效应污染，LD、REX和AREX通过校正弛豫及溢出效应，提升了特异性。研究局限性包括患者异质性（含治疗前后病例）、B₁校正方法的简化及未联合磁共振波谱（MRS）验证代谢物来源。未来需扩大样本量，并探索2 ppm CEST在胶质瘤分级、IDH分型及治疗反应评估中的潜力。

结论

2 ppm CEST对比度能有效区分胶质瘤的增强病灶、非增强病灶及正常脑组织，且不受量化方法选择的影响。该技术为无创评估肿瘤代谢提供了新工具，或可成为GBCA的替代方案，尤其适用于非增强型胶质瘤的长期随访。