Evaluation of Glioma with Thallium-201 Brain SPECT: The Correlation with $^1H$ MR Spectroscopy and Pathology

$^{201}Tl$ 뇌 SPECT을 이용한 신경교종의 평가

Purpose: Thallim-201 ($^{201}Tl$) brain SPECT and proton ($^1H$) magnetic resonance spectroscopy (MRS) have been used to evaluate tumor grade and viability of glioma. We assessed the correlations between $^{201}Tl$ brain index or spectrum of metabolites of $^1H$ MRS and grade of glioma or histopathologic findings. Materials and Methods: We studied 17 patients (4 astrocytoma, 7 anaplastic astrocytoma and 6 glioblastoma). On $^{201}Tl$ Brain SPECT, $^{201}Tl$ index was measured as the ratio of average counts for region of interest to those for the contralateral normal brain. On $^1H$ MRS, we calculated choline (Cho) /creatine (Cr) ratio and N-acetylaspartate (NAA)/Cr ratio in ROI defined as tumor center. Histopathologic findings were graded by Ki-67 index, cellularity, mitosis, pleomorphism, necrosis and endothelial proliferation. An unpaired t test and statistical correlations were performed to evaluate these data. Results: Tl-index showed the best correlation with Ki-67 index (p<0.01), less correlations with cellularity, mitosis, and endothelial proliferation, but no correlation with results of MRS, pleomorphism, or necrosis. The findings of MRS did not correlate with all of the above. The cases of glioblastoma demonstrated a higher Tl-index, Cho/cr ratio, Ki-67 index and lower NAA/Cr ratio, albeit without statistical significance. Conclusion: Even though $^{201}Tl$ brain SPECT did not correlate directly with grade of malignancy, it may still be useful in determining biological aggressiveness of tumor and prognosis of patients because it correlated well with Ki-67 index, a growth fraction of glioma, cellularity, mitosis and endothelial proliferation.

목적: Thallim-201 ($^{201}Tl$) 뇌 SPECT와 proton ($^1H$) magnetic resonance spectroscopy (MRS)는 뇌 신경교종의 악성도와 치료 후 종양의 생존여부를 평가하기 위하여 사용되어 왔다. 우리는 뇌 신경교종에서 $^{201}Tl$ brain 지수와 $^1H$ MRS 소견을 비교하여 보고 병리조직소견과 잘 일치하는지를 알아보고자 이 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 성상교세포종 4예, 미분화 성상교세포종 7예, 다형성 교모세포종 6예 등 모두 17예를 대상으로 하였다. $^{201}Tl$ 뇌 SPECT에서 $^{201}Tl$ 지수는 병변에 관심영역을 설정하고 계수한 평균값을 반대측 뇌에 관심영역을 설정하고 계수한 평균값으로 나누어 구하였다. $^1H$ MRS에서는 뇌종양 중앙에서 choline (Cho)/creatine (Cr) 비와 N-acetylaspartate (NAA)/Cr 비를 구하였다. 병리조직학으로는 Ki-67 지수, 세포충실도 유사분열정도, 다형태성정도, 괴사 및 내피생성정도 등을 검사하였다. 통계방법으로는 unpaired t test와 상관관계분석을 사용하였다. 결과: $^{201}Tl$-지수는 Ki-67 지수와 좋은 상관관계가 있는 것으로 판명되었고 (p<0.01), 세포 충실도, 유사분열정도 및 내피 생성정도 등과도 어느 정도 상관성이 있었다. 하지만 $^1H$ MRS 결과나 다형태성 및 괴사정도와는 무관하였다. $^1H$ MRS와 일치하는 병리소견이 없었다. 다형성교모세포종인 경우에는 성상교세포종보다 높은 $^{201}Tl$-지수, Cho/Cr 비, Ki-67 지수 등을 나타내었고 낮은 NAA/Cr 비를 나타내었지만 통계적인 의미는 없었다. 결론: 비록 $^{201}Tl$ 뇌 SPECT와 $^1H$ MRS가 악성 뇌교종과 양성 뇌교종을 직접적으로 감별해 낼 수는 없었다. 하지만 $^{201}Tl$ 지수는 여러 가지 병리소견을 대변하므로 종양의 생물학적 생활성이나 환자의 예후 평가 등에 도움이 될 수 있을 것이다.