METABOLIC PROFILE OF LIVER TUMORS USING MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY DATA
- Authors: Djuraeva N.M.1, Khursanova D.K.1, Egamberdiev D.M.2
-
Affiliations:
- Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Surgery named after academician V. Vakhidov
- Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Oncology and Radiology
- Section: Reviews
- Submitted: 24.03.2025
- Accepted: 20.04.2026
- Published: 15.06.2026
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/DD/article/view/677671
- DOI: https://doi.org/10.17816/DD677671
- ID: 677671
Cite item
Full Text
Abstract
Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) is an important non-invasive method used to analyze metabolic changes in liver tumors. The authors conducted a review of scientific studies on the capabilities and applications of ¹H MRS in diagnosing liver lesions using electronic databases PubMed, Web of Science, and Google Scholar with the following keywords: "Magnetic Resonance Spectroscopy", "¹H MRS", "liver lesion", "MRI", "Choline/Lipid", and "MRS metabolites". The search included studies published from the establishment of each respective database until December 2024. The results of numerous studies have shown that MRS provides valuable data on the metabolic composition of liver tumors, including the detection of specific changes in the choline-to-lipid ratio. This enables accurate differentiation of tumor types and assessment of their malignancy. Thus, MRS is a reliable tool for diagnosing liver tumors, improving treatment outcomes, and enhancing early-stage diagnostics. Further research in this field may significantly deepen the understanding of metabolic changes, providing additional insights in challenging clinical cases.
Full Text
1. введение
Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) - неинвазивный метод визуализации, который предоставляет подробную информацию о метаболическом составе тканей in vivo [1], основываясь на обнаружении радиочастотных сигналов, генерируемых спинами активных ядер магнитного резонанса (таких как 1H, 31P, 13C и 19F), прецессирующих во внешнем магнитном поле (B0) [2]. Данный метод широко используется в биомедицинских исследованиях для изучения метаболических процессов живых организмов. Хотя МРС находит применение в клинических условиях, ее широкое внедрение в повседневную практику остается ограниченным. Тем не менее, МРС представляет собой тщательно изученную область, характеризующуюся постоянными технологическими достижениями, которые предполагают благоприятную траекторию к включению МРС в основную медицинскую практику [3].
В связи с относительно низкой чувствительностью, метод способен выявлять лишь небольшие подвижные молекулы, находящиеся в миллимольных концентрациях [4]. Кроме того, большинство исследований в основном сосредоточены на протонном (1H) ядре из-за его высокой естественной распространенности в человеческом организме и большого гиромагнитного отношения, что обеспечивает более высокую чувствительность при детектировании. Однако у 1H-МРС есть недостаток — отсутствие спектрального разрешения, что становится более выраженным при низких значениях силы магнитного поля [5]. Клинические МР-сканеры, которые обычно работают на низких или средних полях магнитного напряжения (1,5 Т или 3 Т), имеют ограниченное спектральное разрешение. Это означает, что с помощью таких сканеров можно точно измерить лишь ограниченное количество метаболитов, поскольку разрешение спектра не позволяет различать слишком большое количество веществ. Тем не менее, такие сканеры все еще способны обнаруживать широкий спектр метаболитов, включая холин, фосфохолин, мембранные метаболиты и липиды, которые имеют характерные спектральные особенности даже при этом ограничении [6].
1.1 . Методы локализации сигнала
Параметры сканирования в магнитно-резонансной спектроскопии (MRS) играют ключевую роль в качестве получаемых данных и зависят от характеристик используемого оборудования и целей исследования. Полевая напряженность стандартных клинических томографов составляет 1.5Т или 3Т, при этом использование более высоких полей, например 7Т, позволяет добиться более высокого разрешения и чувствительности. Важным параметром является время повторения (TR), которое влияет на насыщение сигнала; в большинстве исследований оно варьируется в диапазоне 1500–3000 мс. Время эха (TE) определяет степень T2-распада сигнала: короткие значения TE (20–35 мс) лучше подходят для выявления липидов, тогда как более длинные (135–144 мс) эффективны для детекции холина. Размер вокселя, в свою очередь, также влияет на точность локализации сигнала и обычно составляет от 1 до 9 см³ в зависимости от области исследования и анализируемых метаболитов [7]. Размеры вокселей обычно варьируются от 2 до 9 см3 в зависимости от целей исследования [1].
Режим получения стимулированного эха (STEAM) и точечная спектроскопия с разрешением (PRESS) являются наиболее распространенными методами получения одновоксельной MRS [1].
- Point-Resolved Spectroscopy (PRESS)
PRESS (Point-Resolved Spectroscopy) — наиболее распространённый метод одновоксельной спектроскопии. Он использует последовательность радиоимпульсов: 90° RF-импульс для возбуждения спинов, Два 180° RF-импульса для рефокусировки сигнала. Преимуществом являются высокое отношение сигнал/шум (SNR), что особенно важно для сканеров с низкой и средней мощностью магнитного поля (1.5–3 Т). T2-взвешенные спектры снижают влияние шумов и обеспечивают чёткую дифференциацию метаболитов. Однако высокая чувствительность к эффекту химического сдвига, ограничивает точность на высокопольных сканерах.
- Stimulated Echo Acquisition Mode (STEAM)
STEAM (Stimulated Echo Acquisition Mode) — альтернатива PRESS, использующая три 90° RF-импульса для формирования стимулированного эхо. Лучше подходит для сканеров с высокой напряжённостью магнитного поля (7 Т), так как требует меньше энергии радиоимпульсов. Меньшая чувствительность к эффекту химического сдвига, повышает точность измерений. Более низкое отношение сигнал/шум по сравнению с PRESS и T2*-взвешенные спектры делают метод более чувствительным к неоднородностям магнитного поля.Выбор между методами PRESS и STEAM зависит от характеристик оборудования и целей исследования. PRESS обеспечивает высокое качество сигнала на стандартных клинических сканерах, а STEAM более эффективен на высокопольных системах, обеспечивая точную локализацию и устойчивость к искажениям.
Оптимальное применение каждого метода позволяет повысить точность диагностики и мониторинга лечения опухолевых заболеваний. Сравнительная информация относительно двух методов представлена в табл.1.
2. Метаболические изменения образований печени
Метаболизм раковых клеток значительно отличается от метаболизма здоровых клеток, особенно при раке печени, где измененные сигнальные пути играют решающую роль [9]. Одним из конкретных примеров изменения метаболизма является эффект Варбурга [10], характерезующееся нарушением метаболизма в раковых клетках, при котором они предпочитают анаэробный гликолиз для получения энергии, даже при наличии кислорода. В нормальных клетках глюкоза расщепляется до пирувата и далее окисляется в митохондриях для максимального производства аденозинтрифосфат (АТФ), тогда как в опухолевых клетках пируват превращается в лактат. Хотя этот процесс менее эффективен по выработке энергии, он обеспечивает быстрый рост и деление опухолевых клеток за счёт ускоренного синтеза нуклеотидов, аминокислот и липидов. Накопление лактата приводит к закислению опухолевой среды, что способствует инвазии, метастазированию и подавлению иммунного ответа. Сводная информация о параметрах МР-спектроскопии и клинических наблюдениях у пациентов с образованиями печени представлена в табл.2.
- Значение холина в метаболизме раковых клеток
Холин метаболизируется в основном через путь Кеннеди, что приводит к синтезу фосфатидилхолина, необходимого для целостности клеточной мембраны [11]. Метаболизм холина (Cho) при раке включает его важную роль в клеточной физиологии, ферментативной регуляции и механизмах импорта. Нарушенная регуляция активности ферментов и аберрантные сигнальные пути во время онкогенной прогрессии существенно влияют на метаболические пути холина, влияя на развитие и прогрессирование опухоли.
Метаболизм холина при раке включает его важную роль в клеточной физиологии, ферментативной регуляции и механизмах импорта. Нарушенная регуляция активности ферментов и аберрантные сигнальные пути во время онкогенной прогрессии значительно влияют на метаболические пути холина, влияя на развитие и прогрессирование опухоли.
Холиновый фенотип, характеризующийся повышенным уровнем фосфохолина и высокой продукцией метаболитов, содержащих общий холин (tCho), является метаболическим признаком рака. Его можно использовать для таргетной терапии. Неинвазивные биомаркеры визуализации необходимы для оценки реакции человека на таргетные противораковые агенты, которые обычно не вызывают быстрого уменьшения опухоли [12]. Холин-центричные методы визуализации, такие как магнитно-резонансная спектроскопия (МРС), становятся ценными инструментами для неинвазивной диагностики и мониторинга рака [13]. Выявление биомаркеров, связанных с метаболизмом холина, может улучшить персонализированную стратегию терапии и улучшить результаты лечения пациентов [14].
И наоборот, хотя внимание к метаболизму холина при раке является многообещающим, важно учитывать сложность метаболических взаимодействий и потенциал компенсаторных механизмов в биологии опухоли, которые могут влиять на терапевтическую эффективность и реакцию пациента.
- Значение липида в метаболизме раковых клеток
Липидный метаболизм играет ключевую роль в энергетическом обмене и поддержании пролиферации раковых клеток [15]. Жирные кислоты являются основными компонентами клеточных мембран, включая фосфолипидный бислой, который служит барьером между внутренними органеллами и внешней средой. В раковых клетках высокая потребность в липидах обусловлена необходимостью создания мембран для быстро делящихся клеток. Липиды (Lipid) также участвуют в сигнальных путях, обеспечивающих рост и адаптацию опухолей. Кроме того, они играют важную роль в хранении энергии, например, в форме триглицеридов, которые могут быть мобилизованы для обеспечения энергии или в качестве строительных блоков для мембран. Раковые клетки активно используют механизмы поглощения жирных кислот, de novo синтез липидов и окисление жирных кислот для адаптации к стрессу и поддержания выживания. Микросреда опухоли дополнительно стимулирует липидный обмен, предоставляя свободные жирные кислоты и сигнальные молекулы, способствующие метастазированию. Хотя роль нарушенного хранения липидов в опухолях изучена недостаточно, очевидно, что избыток липидов значительно поддерживает рост опухоли. Учитывая это, липидный метаболизм становится перспективной мишенью для глубокого изучения с помощью методов визуализации, которые позволят выявлять ключевые метаболические изменения в опухолевой ткани и сыграет решающую роль в ранней диагностике, оценке злокачественности и мониторинге лечения [16, 17].
3. ИССЛЕДОВАНИЯ IN VIVO MRS образований ПЕЧЕНИ
Kuo и соавт. [17] провели исследование эффективности in vivo 1H-МРС для оценки крупных очаговых поражений печени у 43 пациентов и 8 здоровых добровольцев. МРС выполнялась на аппарате 3,0 Тесла с техникой PRESS, TE = 30 ms, TR = 1500 ms, используя воксели размером 2×2×3 см, размещенные в пределах опухолей или здоровой ткани. В анализ включили 33 образования (21 гепатоцеллюлярной карциномы , 2 ангиосаркомы, 1 лимфому и 9 гемангиом), исключив пациентов с диффузной гепатоцеллюлярной карциномой (ГЦК), жировой инфильтрацией и непроверенными диагнозами. Злокачественные опухоли показали повышенный tCho, но разница в соотношении tCho/Lip между ними и непораженной печенью была статистически незначимой. Результаты могли быть искажены некрозом, движением органов и гетерогенностью опухолей. Исследование подтвердило техническую применимость 1H-МРС для оценки поражений печени, но клиническая значимость протокола ограничена.
Dong и соавт. [18] исследовали значимость in vivo протонной магнитно-резонансной спектроскопии (1H МРС) при выявлении гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) и холангиокарциномы (ХЦК). Для этого 1H МРС проводили у здоровых добровольцев и у пациентов с гистологически подтверждёнными ГЦК и ХЦК на 1,5-Тл томографе, определяя соотношение «холин к липидам» Cho/Lip (делением площади пика холина при 3,2 м.д. на площадь пика липидов при 1,3 м.д.). Выявлено, что у здоровых добровольцев, при холангиокарциномах и при HCC указанное соотношение составляло 0,07 ± 0,04, 0,11 ± 0,06 и 0,52 ± 0,15 соответственно. Показано, что у пациентов с ГЦК это соотношение статистически значимо выше, чем у больных ХЦК и в нормальной печени (P < 0,05), тогда как между ХЦК и нормальной печенью значимых различий не отмечалось (P > 0,05). Таким образом, in vivo 1H МРС может отражать метаболические особенности ГЦК и ХЦК и служить эффективным методом для их диагностики.
Fishbach и соавт. [19] усовершенствовали протокол МРС, введя контроль дыхательных движений с помощью задержки дыхания и абдоминального пояса, а также автоматическую коррекцию фазы и частоты для устранения искажений. В исследование включили 39 добровольцев и 55 пациентов с опухолями >3 см (22 метастаза колоректального рака, 11 гепатоцеллюлярных карцином, 9 метастазов рака молочной железы, 3 поджелудочной железы и 1 простаты). Спектры печени получали на 3.0Т с использованием PRESS-техники (TE=35 мс, TR=2000 мс, 128 накоплений). Воспроизводимость метода была подтверждена на 25 участниках. Из 186 спектров 27 были удалены из-за несоответствия качеству, оставшиеся 113 — в нормальной паренхиме печени. Хотя сигналы tChо относительно воды были ниже в метастазах, значимых различий между опухолями печени и нормальной тканью не выявлено, что объясняется высокой вариабельностью нормальных значений. Это может быть связано с компенсацией повышенных уровней PME снижением PDE в опухолях. Также изменения метаболитов могут отражать пролиферацию здоровой ткани или доброкачественные процессы. PME и PDE можно изучать отдельно с помощью 31P МРС.
Liao и соавт. [20] исследовали 18 кроликов с экспериментально вызванными опухолями печени и нормальной печёночной тканью. Через 2 недели после имплантации опухоли всем животным провели МРТ и МР-спектроскопию (МРС) на 3.0T томографе с восьмиканальной поверхностной катушкой. Для спектроскопии использовали метод PRESS (TR = 2000 мс, TE = 135 мс). Объём интереса (2×2×1,8 см) в нормальной печени располагали в левой доле рядом со средней печёночной веной, избегая крупных сосудов и диафрагмы; при опухоли воксель позиционировали по данным T1WI и T2WI, исключая зоны некроза и крупные структуры. Результаты исследований показали, что МРС 1H на 3,0 Тл применима при исследовании VX2-опухолей печени у кроликов. Показатель холина (Cho) по данным спектроскопии и концентрация холинсодержащих веществ (определённая методом ELISA) в опухоли оказались значительно выше, чем в нормальной печени. Вероятно, ключевую роль в повышении Cho играет уровень ацетилхолина. Оба показателя (Cho и ACh) выявили одинаково высокую точность в качественной диагностике рака (AUC 0,8–0,89), что подтверждает ценность и неинвазивность МРС для раннего выявления опухоли. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как количественные параметры МРС соотносятся со степенью дифференцировки рака печени.
В исследование, проведенное Wang D. и соавт. [21], вошли 20 здоровых добровольцев, 20 пациентов с циррозом печени на фоне хронического гепатита B и 20 пациентов с мелкими ГЦК (опухоли <3 см). МРС проводили утром натощак (не менее 8 часов) с использованием сегментированной задержки дыхания на МР-сканере 3.0Т (Magnetom Verio, Siemens) с использованием 16-канальной катушки. Области интереса выбирались с исключением сосудов и желчных протоков. МРС выполнялась методом одиночного вокселя (PRESS): TR 1280 мс, TE 135 мс, 16 накоплений, воксель 20×20×20 мм. Сканирование проводили с подавлением водного сигнала и без, с предварительной автоматической настройкой. Соотношение Cho/Lip было самым низким в контрольной группе, выше в группе цирроза и максимальным в группе ГЦК, что отражает нарастание метаболических нарушений от здоровой ткани к злокачественной опухоли.
Yang, Z и соавт. [22] исследовали 45 пациентов (55 очагов) с очаговыми поражениями печени, выявленными с помощью УЗИ и/или КТ. В исследовании участвовали 38 мужчин и 7 женщин, средний возраст — 45,7 лет (43–75 лет). Диагнозы подтвердили биопсией или хирургически (27 доброкачественных и 28 злокачественных опухолей). Одновоксельная MRS выполнялась по методу PRESS с параметрами: TR 1300 мс, TE 35 мс. Область интереса (ROI) размером 25×25×25 мм размещалась в печёночных очагах, исключая участки с кистозными изменениями, кровоизлияниями и некрозом, а для сравнения выбиралась незадействованная область печени, избегая включения печёночных щелей, сосудистых и желчных структур. МРС выполнялась на томографе (3.0T) с автоматическим шиммингом и водоподавлением. Соотношение Cho/Lip оказалось значительно выше при злокачественных поражениях (0,1266±0,1124) по сравнению с доброкачественными (0,0686±0,0283) (p<0,05). При пороговом значении Cho/Lip - 0,093 чувствительность составила 61,9%, специфичность — 71,4%, а точность — 64,2%. Отдельные пики Cho или Lip оказались недостаточны для диагностики, тогда как сочетание 1H-МРС и МРТ значительно повышает чувствительность, прогностическую ценность и общую точность в дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений печени.
В исследовании, проведенном Zhang, L и соавт. [23] изучалась эффективность протонной магнитно-резонансной спектроскопии (¹H МРС) на аппарате 3,0 Тл для дифференциации доброкачественных и злокачественных опухолей печени. В исследовании приняли участие 40 пациентов с 50 очагами поражения печени и 50 здоровых добровольцев. Всем участникам проводили стандартную МРТ и ¹H МРС, используя методику PRESS с параметрами: время повторения (TR) — 1500 мс, время эхо (TE) — 35 мс, а размер вокселя варьировался от 1,7 до 8 см³ в зависимости от однородности опухоли. Во время сканирования применяли компрессионный пояс и метод прерывистой задержки дыхания для улучшения качества изображения. В ходе анализа измеряли площадь пика холинсодержащих соединений (CCC-A) и её соотношение (∆ и ) между опухолевой и здоровой тканью печени. Результаты показали, что значения CCC-A были значительно выше в злокачественных опухолях по сравнению с доброкачественными. Была продемонстрирована высокая диагностическая точность с чувствительностью 94,3% и специфичностью 93,3%, а площадь под кривой ROC (AUC) составила 0,97, что превзошло показатели диагностики как начинающих, так и опытных радиологов. Особенно значимое улучшение диагностики было отмечено у молодых специалистов (P = 0,01). Таким образом, ¹H МРС с ∆CCC является высокоэффективным методом диагностики первичных злокачественных опухолей печени и особенно полезен для радиологов с меньшим опытом. Для подтверждения этих результатов необходимы дальнейшие исследования с большим числом пациентов и усовершенствованными методиками визуализации.
Как показано в таблице 2, параметры, использованные в рассмотренных исследованиях, варьировались, включая напряженность магнитного поля (1.5T против 3.0T), размеры вокселя, а также время повторения (TR) и время эхо (TE), что могло повлиять на спектральное разрешение и количественное определение метаболитов. Несмотря на различия в параметрах, результаты исследований последовательно указывают на повышенные уровни tCho в злокачественных опухолях печени, хотя различия в соотношении tCho/Lip между опухолевыми и нормальными тканями не всегда были статистически значимыми. В доброкачественных поражениях Cho/Lip значительно ниже, чем в тканях ГЦК, что подтверждает его диагностическую значимость. Существенно более высокие значения Cho/Lip при внутрипеченочной холангиокарциноме (ХЦК) по сравнению с ГЦК и нормальной печенью указывают на возможность использования этого показателя для дифференциальной диагностики, хотя статистически значимых различий между ХЦК и нормальной печенью выявлено не было. Кроме того, исследования липидных сигналов показали, что при более коротком TE интенсивность липидных пиков выше, что согласуется с данными о значении липидов в опухолевом метаболизме. В целом, данные подтверждают роль tCho и липидных метаболитов в качестве потенциальных биомаркеров диагностики поражений печени, однако их прогностическая ценность и применение для оценки ответа на лечение требуют дальнейших стандартизированных исследований.
|
4. Перспективы МРС в диагностике опухолей печени
4.1 Усовершенствование методологии МРС
Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) демонстрирует значительный потенциал для диагностики опухолей печени. Современные исследования направлены на совершенствование методики, включая улучшение пространственного разрешения, контроль дыхательных движений и коррекцию фазовых и частотных искажений. Эти технологические усовершенствования способствуют повышению воспроизводимости и точности определения метаболических особенностей опухолей, таких как гепатоцеллюлярная карцинома и холангиокарцинома. Дальнейшая стандартизация протоколов позволит повысить клиническую эффективность метода.
4.2 Сравнение с другими методами визуализации
В отличие от компьютерной томографии (КТ) и ультразвукового исследования (УЗИ), МРС позволяет выявлять уникальные метаболические маркеры, играющие ключевую роль в дифференциации злокачественных и доброкачественных опухолей. Например, повышение уровней холина и фосфохолина при злокачественных новообразованиях служит важным критерием диагностики. Однако низкая чувствительность к некоторым метаболитам при использовании клинических МР-сканеров ограничивает применение метода в рутинной практике.
4.3 Интеграция МРС в персонализированную медицину
Использование МРС в рамках персонализированной медицины открывает новые горизонты для прогнозирования течения болезни и оценки эффективности терапии. Интеграция метода с искусственным интеллектом и машинным обучением может привести к разработке автоматизированных алгоритмов интерпретации спектров [25], что ускорит диагностику и повысит ее точность. Такое направление исследований может способствовать созданию персонализированных стратегий лечения пациентов с опухолями печени.
4.4 Дальнейшие направления исследований
Несмотря на перспективность метода, его широкое клиническое внедрение требует дальнейших исследований. Необходимо разрабатывать новые протоколы стандартизации, совершенствовать технические аспекты метода и проводить сравнительные клинические испытания. Междисциплинарное сотрудничество между специалистами в области радиологии, биоинженерии и клинической онкологии является ключевым фактором для успешной интеграции МРС в медицинскую практику.
5. Обсуждение
Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) демонстрирует значительный потенциал для диагностики опухолей печени, что подтверждают результаты различных исследований. Например, по мнению Ippolito D. и соавт. [24] МРС позволяет неинвазивно оценивать метаболический профиль опухолевой ткани, что значительно повышает возможность раннего выявления рака печени. Они подчеркивают, что изменения в уровне холина и жирных кислот могут служить надежными биомаркерами для диагностики злокачественных новообразований.
Zhu H. и соавт. [4] в своем исследовании акцентирует внимание на важности корректного интерпретирования метаболитов, таких как креатин и лактат, которые могут также давать ценные подсказки о состоянии опухоли. Она настаивает на необходимости более глубокого изучения взаимосвязи между метаболизмом опухолей и их клиническими исходами. В своих работах автор указывает на важность стандартизированных алгоритмов обработки данных для повышения точности результатов МРС.
Zhang, L и соавт. [23] отмечают необходимость дальнейших исследований с участием большего числа пациентов и использованием более совершенных методов визуализации.
Тем не менее, несмотря на очевидные преимущества, остаются и серьезные ограничения. Как отмечает Lu M и соавт.[9]. недостаточная чувствительность МРС к некоторым метаболитам может затруднить диагностику на ранних стадиях заболевания. Она подчеркивает, что дальнейшая разработка методов и оборудования является необходимой для повышения точности диагноза. В связи с этим, интеграция МРС с алгоритмами машинного обучения и автоматизированными системами анализа данных может стать перспективным направлением исследований, которое поможет преодолеть существующие недостатки.
Таким образом, хотя МРС представляет собой ценный инструмент в клинической практике, необходимо продолжать исследования в этой области для определения наилучших стратегий ее применения. Как отмечают авторы Dong A.S. и соавт. [18]., стандартизация методов и углубленное понимание метаболических изменений являются ключевыми к успеху в применении МРС для диагностики заболеваний печени.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) обладает значительным потенциалом в диагностике опухолей печени, обеспечивая неинвазивную оценку метаболического профиля тканей. Исследования подтверждают, что изменения в уровнях холина и жирных кислот могут служить биомаркерами для ранней диагностики злокачественных новообразований.
Несмотря на существующие ограничения, перспективы дальнейшего развития МРС включают стандартизацию методов исследования, повышение чувствительности техники и внедрение автоматизированных систем анализа данных. Дальнейшие исследования и технологические усовершенствования помогут интегрировать МРС в клиническую практику, способствуя более точной диагностике и персонализированному подходу к лечению пациентов с опухолями печени.
Таблица 1. Сравнительная таблица методов PRESS и STEAM
Table 1. Comparative table of PRESS and STEAM methods
Параметр | PRESS | STEAM |
Тип импульсов | 90° + 180° + 180° | 90° + 90° + 90° |
Взвешенность спектра | T2-взвешенный | T2*-взвешенный |
Отношение сигнал/шум (SNR) | Выше | Ниже |
Чувствительность к полю | Лучше на 1.5–3 Т | Лучше на 7 Т |
Влияние химического сдвига | Выше | Ниже |
Таблица 2. Сводная информация о результатах МР-спектроскопии при поражениях печени.
Table 2. Summary of MRS findings in liver lesions.
Число пациентов | Сила поля (T) | Размер вокселя (сm) | MRS последовательность | TR/TE (ms) | Клинические наблюдения | Ссылка |
49 | 3.0T | 2×2×3 | PRESS | 1500/30 | Злокачественные опухоли показали повышенный tCho, но разница в соотношении tCho/Lip между ними и непораженной печенью была статистически незначимой. Соотношение Cho/Lip в доброкачественных поражениях значительно ниже, чем в тканях ГЦК. | [18] |
- | 1.5T | - | PRESS | - | Соотношение Cho/Lip оказалось значительно выше при ГЦК, чем при ХЦК или в нормальной печени. Однако статистически значимых различий между ХЦК и нормальной печенью не обнаружено. | [19] |
55 | 3.0T | 2x2x2 | PRESS | 2000/35 | Сигналы tChо относительно воды были ниже в метастазах. Значимых различий между опухолями печени и нормальной тканью не выявлено. | [20] |
18 | 3.0T | 2x2x1,8 | PRESS | 2000/135 | Показатель Cho по данным спектроскопии и концентрация холинсодержащих веществ в опухоли оказались значительно выше, чем в нормальной печени. | [21] |
40 | 3.0T | 2x2x2 | PRESS | 1280/135 | Соотношение Cho/Lip было самым низким в контрольной группе, выше в группе цирроза и максимальным в группе ГЦК. Отмечалось отсутствие разницы в уровнях Cho между контрольной группой и группой с циррозом | [22] |
45 | 3.0T | 2,5x2,5x2,5 | PRESS | 1300/ 35 | Соотношение Cho/Lip оказалось значительно выше при злокачественных поражениях по сравнению с доброкачественными. Отдельные пики Cho или Lip оказались недостаточны для диагностики. | [23]
|
40 | 3.0T | 1,7 – 8,0 | PRESS | 1500/35 | Значения CCC-A были значительно выше в злокачественных опухолях по сравнению с доброкачественными. | [24] |
About the authors
Nigora M. Djuraeva
Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Surgery named after academician V. Vakhidov
Email: njuraewa@yandex.com
ORCID iD: 0000-0002-2232-8264
DSc, Head of the Department of MRI and CT Diagnostics, Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Surgery named after academician V. Vakhidov
Uzbekistan, 100115, Uzbekistan, Tashkent, Small ring road, 10Dilnura Kh. Khursanova
Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Surgery named after academician V. Vakhidov
Author for correspondence.
Email: xursanovadilnura@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-0042-3399
SPIN-code: 1317-7662
PhD candidate, Junior Research Fellow at the Department of MRI and CT Diagnostics, Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Surgery named after Academician Vakhidov
Uzbekistan, 100115, Uzbekistan, Tashkent, Small ring road, 10Dilshod M. Egamberdiev
Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Oncology and Radiology
Email: eclipse1.15@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1785-8890
DSc, Oncologist at the Department of Abdominal Oncologic Surgery, Republican Specialized Scientific and Practical Medical Center of Oncology and Radiology
Uzbekistan, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Farobi street, 383References
- Kimberly L, Chan L, Ruhm LA, Henning A. MR spectroscopy and spectroscopic imaging. Adv Magn Reson Technol Appl. 2023:421-448. doi: 10.1016/b978-0-323-99898-7.00035-3
- Hajek M, Dezortova M. Introduction to clinical in vivo MR spectroscopy. Eur J Radiol. 2008;67:185-193. doi: 10.1016/j.ejrad.2007.12.016
- Barker PB. Clinical MR Spectroscopy: Techniques and Applications. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2010.
- Zhu H, Barker PB. MR spectroscopy and spectroscopic imaging of the brain. In: Magnetic Resonance Neuroimaging: Methods and Protocols. Springer; 2011:203-226.
- Keeler J. Understanding NMR Spectroscopy. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
- Henriksen O. In vivo quantitation of metabolite concentrations in the brain by means of proton MRS. NMR Biomed. 1995;8:139-148. doi: 10.1002/nbm.1940080302
- Barker PB, Hearshen DO, Boska MD. Single-voxel proton MRS of the human brain at 1.5 T and 3.0 T. Magn Reson Med. 2001;45:765-769. doi: 10.1002/mrm.1134
- Iqbal Z, Albuquerque K, Chan KL. Magnetic resonance spectroscopy for cervical cancer: review and potential prognostic applications. Cancers (Basel). 2024;16(11):2141. doi: 10.3390/cancers16112141
- Lu M, Wu Y, Xia MM, Zhang Y. The role of metabolic reprogramming in liver cancer and its clinical perspectives. Front Oncol. 2024. doi: 10.3389/fonc.2024.1454161
- Yao N, Li W, Xu G, et al. Choline metabolism and its implications in cancer. Front Oncol. 2023. doi: 10.3389/fonc.2023.1234887
- Mignion L, Danhier P, Magat J, et al. Non-invasive in vivo imaging of early metabolic tumor response to therapies targeting choline metabolism. Int J Cancer. 2016. doi: 10.1002/ijc.29932
- Sonkar K, Ayyappan V, Tressler CM, et al. Focus on the glycerophosphocholine pathway in choline phospholipid metabolism of cancer. NMR Biomed. 2019. doi: 10.1002/nbm.4112
- Liu C, Liu D, Wang F, et al. Construction of a novel choline metabolism-related signature to predict prognosis, immune landscape, and chemotherapy response in colon adenocarcinoma. Front Immunol. 2022. doi: 10.3389/fimmu.2022.1038927
- Currie E, Schulze A, Zechner R, Walther TC, Farese RV. Cellular fatty acid metabolism and cancer. Cell Metab. 2013;18:153-161. doi: 10.1016/j.cmet.2013.05.017
- Nascimento J, Mariot C, Vianna DR, et al. Fatty acid synthase as a potential new therapeutic target for cervical cancer. An Acad Bras Cienc. 2022;94:e20210670. doi: 10.1590/0001-3765202220210670
- Ping P, Li J, Lei H, Xu X. Fatty acid metabolism: a new therapeutic target for cervical cancer. Front Oncol. 2023;13:1111778. doi: 10.3389/fonc.2023.1111778
- Kuo YT, Li CW, Chen CY, et al. In vivo proton magnetic resonance spectroscopy of large focal hepatic lesions and metabolite change of hepatocellular carcinoma before and after transcatheter arterial chemoembolization using 3.0-T MR scanner. J Magn Reson Imaging. 2004;19(5):598-604. doi: 10.1002/jmri.20046
- Dong AS, Tian JM, Lu JP, Zuo CJ, Wang L, Wang J. Quantitative proton magnetic resonance spectroscopy of the normal liver and malignant hepatic lesions at 3.0 Tesla. Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao. 2009;31(2):151-154.
- Fischbach F, Schirmer T, Thormann M, et al. Quantitative proton magnetic resonance spectroscopy of the normal liver and malignant hepatic lesions at 3.0 Tesla. Eur Radiol. 2008;18(11):2549-2558. doi: 10.1007/s00330-008-1040-8
- Liao R, Zhang D, Li X, et al. A preliminary study on the diagnostic efficacy of proton magnetic resonance spectroscopy at 3.0T in rabbit with VX2 liver tumor. Technol Cancer Res Treat. 2021;20:15330338211036852. doi: 10.1177/15330338211036852
- Wang D, Li Y. 1H magnetic resonance spectroscopy predicts hepatocellular carcinoma in a subset of patients with liver cirrhosis: a randomized trial. Medicine. 2015;94(27):e1066. doi: 10.1097/md.0000000000001066
- Yang Z, Sun S, Chen Y, Li R. Application of single voxel 1H magnetic resonance spectroscopy in hepatic benign and malignant lesions. Med Sci Monit. 2016;22:5003-5010. doi: 10.12659/msm.902177
- Zhang L, Zhao X, Ouyang H, et al. Diagnostic value of 3.0T (1)H MRS with choline-containing compounds ratio (∆CCC) in primary malignant hepatic tumors. Cancer Imaging. 2016;16(1):25. doi: 10.1186/s40644-016-0082-4
- Ippolito D, Inchingolo R, Grazioli L, et al. Recent advances in non-invasive magnetic resonance imaging assessment of hepatocellular carcinoma. World J Gastroenterol. 2018;24(23):2413-2425. doi: 10.3748/wjg.v24.i23.2413
- Jahangiri A, Orekhov V. Beyond traditional magnetic resonance processing with artificial intelligence. Communications chemistry. 2024;7(1). doi: 10.1038/s42004-024-01325-w
Supplementary files






