Tutti i metodi descritti in questo protocollo sono stati eseguiti in conformità con le linee guida e i regolamenti pertinenti. Questo studio retrospettivo ha analizzato dati clinici anonimizzati raccolti durante le normali cure ai pazienti ed è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Generale di Hebei (Numero di approvazione 2026-LW-112; approvato il 10 aprile 2026). Il consenso scritto informato è stato ottenuto da tutti i soggetti e/o dai loro tutori legali prima della partecipazione.
Selezione dei pazienti e disegno dello studio
I pazienti con lesioni intracraniche spazio-occupanti indeterminate riscontrate alla risonanza magnetica convenzionale iniziale tra gennaio 2018 e dicembre 2024 sono stati identificati retrospettivamente dai normali referti clinici in base ai criteri di idoneità dello studio. Una lesione intracranica spazio-occupante indeterminata è stata definita operativamente come una massa cerebrale che mostrava caratteristiche morfologiche atipiche e sovrapponibili all’imaging strutturale, rendendo incerta la diagnosi primaria e richiedendo un consenso diagnostico formale da parte di un comitato multidisciplinare di neuro-oncologia. Lo studio ha incluso pazienti con massa intracranica non trattata, mai sottoposti a terapia con corticosteroidi ad alta dose prima dell’imaging neurologico, che avevano completato un esame 1H-MRS multivoxel bidimensionale (2D) prima di qualsiasi intervento clinico e che avevano una diagnosi finale definitiva confermata mediante istopatologia (mediante resezione chirurgica o biopsia stereotassica) oppure mediante un rigoroso follow-up clinico-radiologico.
Nei casi non sottoposti a biopsia, una diagnosi di follow-up è stata considerata sufficientemente affidabile solo se i pazienti avevano completato un periodo documentato di follow-up clinico e radiologico longitudinale di almeno 12 mesi. Criteri standardizzati per una diagnosi confermata di lesione demielinizzante transitoria (TDL) richiedevano una stabilizzazione neurologica clinica verificata o un miglioramento accompagnato da una riduzione volumetrica ≥50% del componente della lesione con enhancement al contrasto su scansioni consecutive di follow-up, in assenza di somministrazione di terapie citostatiche o oncologiche. Gli esami di imaging di follow-up sono stati eseguiti a intervalli di 3-6 mesi per valutare la regressione della lesione. I pazienti sono stati esclusi se non avevano una diagnosi finale definitiva, se erano affetti da patologie alternative (ad esempio, ascesso cerebrale, metastasi o infarto subacuto) o se presentavano dati MRS non diagnostici a causa di gravi artefatti da movimento, scadente shimminatura o distorsione di baseline significativa. Tutti gli spettri non diagnostici sono stati esaminati quantitativamente ed esclusi prima della valutazione indipendente in cieco, al fine di eliminare il rischio di bias di selezione. Una rappresentazione schematica del disegno dello studio e del processo di selezione dei pazienti è riportata in Figura 1.

Figura 1. Selezione dei pazienti e disegno dello studio. Diagramma di flusso che illustra l'arruolamento dei pazienti e la selezione per lo studio. Un totale di 145 pazienti con lesioni intracraniche indeterminate sottoposti a risonanza magnetica convenzionale (MRI) e spettroscopia di risonanza magnetica protonica (1H-MRS) sono stati valutati. Dopo l'applicazione dei criteri di esclusione, 63 pazienti sono stati inclusi nell'analisi finale. Il gruppo finale comprendeva pazienti con glioma di alto grado (n = 28), glioma di basso grado (n = 6), linfoma primitivo del sistema nervoso centrale (n = 14) e lesione demielinizzante tumorale (TDL; n = 15). I criteri di esclusione includevano l'assenza di una diagnosi definitiva (n = 32), diagnosi alternative (n = 32) e esami MRS di scarsa qualità (n = 18). Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Acquisizione convenzionale di risonanza magnetica
Tutti gli esami di neuroimaging sono stati eseguiti utilizzando uno scanner a risonanza magnetica da 3,0 T per uso corporeo completo, dotato di una bobina per la testa a matrice phased-array a 8 canali. Prima dell'esame è stata effettuata una valutazione di sicurezza del paziente, stabilendo una soglia di esclusione obbligatoria corrispondente a una velocità di filtrazione glomerulare stimata (eGFR) <30 mL/min/1,73 m2 al fine di prevenire la fibrosi sistemica nefrogena. Il protocollo convenzionale di risonanza magnetica comprendeva immagini assiali T1-fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) (tempo di ripetizione [TR] = 1750 ms, tempo d'eco [TE] = 25,0 ms, campo visivo [FOV] = 240 mm × 192 mm, spessore della sezione = 6 mm, intervallo inter-slice = 1 mm, dimensione della matrice = 320 × 224), immagini pesate in T2 (T2WI; TR = 4841 ms, TE = 102,8 ms, FOV = 240 mm × 240 mm, matrice = 416 × 416) e immagini T2-FLAIR (TR = 7000 ms, TE = 138,1 ms, FOV = 240 mm × 240 mm, matrice = 256 × 256).
Dopo la somministrazione endovenosa di un agente di contrasto a base di gadolinio macrociclico a una dose standard di 0,2 mmol/kg e con una velocità di flusso di 2 mL/s, sono state acquisite immagini ponderate in T1 con eco gradiente alterato (SPGR) con potenziamento del contrasto (TR = 7,3 ms, TE = 3,1 ms, FOV = 240 × 240 mm, spessore della fetta = 1 mm con sovrapposizione di 0,5 mm, matrice = 256 × 256). I pazienti sono stati monitorati continuamente all'interno della struttura per un minimo di 30 minuti dopo la somministrazione del mezzo di contrasto, al fine di identificare e gestire eventuali reazioni avverse o allergiche acute.
Acquisizione mediante 1H-MRS e geometria del voxel prescritto
È stata eseguita una spettroscopia 1H-MRS 2D multivoxel utilizzando una sequenza di tipo point-resolved spectroscopy (PRESS). Il volume di interesse (VOI) è stato definito sulle immagini multiplanari pesate in T1 con mezzo di contrasto e in T2-FLAIR per includere la porzione solida della lesione, l'edema peritumorale e il tessuto cerebrale adiacente apparentemente normale. Per garantire coerenza istituzionale all'interno del gruppo retrospettivo, la griglia multivoxel è stata allineata uniformemente in modo parallelo alla linea del commissura anteriore-commissura posteriore (AC-PC) e centrata sul diametro massimo della lesione bersaglio.
I parametri di scansione per l'acquisizione di spettroscopia di risonanza magnetica includevano un tempo di ripetizione (TR) = 1000 ms, un tempo d'eco (TE) = 144 ms, un campo visivo (FOV) = 240 mm × 240 mm, uno spessore della fetta = 15,0 mm, un intervallo inter-fetta = 20,0 mm e un numero di eccitazioni (NEX) = 1,0. Le dimensioni nominali del singolo voxel spettroscopico all'interno della matrice di acquisizione erano 7,5 mm × 7,5 mm × 15,0 mm, acquisite mediante una matrice spettroscopica di acquisizione 32 × 32, corrispondente a un volume del singolo voxel di circa 0,84 mL. Sono state applicate in modo costante procedure standard automatizzate per la soppressione del segnale dell'acqua e per l'ottimizzazione localizzata del campo magnetico. Rigidi controlli di qualità durante l'acquisizione richiedevano una larghezza a mezza altezza (FWHM) del picco localizzato dell'acqua ≤15 Hz e un'attenuazione automatizzata della soppressione del segnale dell'acqua superiore al 98%. È stato scelto un tempo d'eco relativamente lungo (TE = 144 ms) per ottenere una linea di base piatta, sopprimendo i segnali di macromolecole a breve TE e la contaminazione lipidica di fondo larga comunemente osservata nelle lesioni infiammatorie acute, migliorando così la chiarezza di fase dei principali metaboliti diagnostici.
Post-elaborazione spettrale, flusso di lavoro del software e analisi quantitativa
I dati spettrali grezzi sono stati trasferiti a una workstation dedicata alla diagnostica per l'elaborazione successiva, su cui era in esecuzione un software specializzato per la valutazione multimodale. Il flusso di lavoro automatizzato di post-elaborazione comprendeva passaggi consecutivi: apodizzazione dei dati grezzi mediante un filtro gaussiano di 2 Hz, trasformata di Fourier rapida, correzione automatica della fase di ordine zero e del primo ordine, e aggiustamento automatico della linea di base mediante polinomio. Il degrado della qualità spettrale dovuto a linee di base residuali ondulate è stato valutato quantitativamente, e i voxel con distorsione della linea di base superiore al 10% dell'altezza massima del picco del metabolita sono stati esclusi.
Le regioni di interesse (ROI) sono state posizionate manualmente nelle porzioni solide più rappresentative delle lesioni, evitando la necrosi macroscopica, i componenti cistici, le emorragie, le calcificazioni e le aree adiacenti alla base del cranio o ai ventricoli, al fine di ridurre al minimo la contaminazione spettrale e gli artefatti di mediazione volumetrica del voxel. In particolare, sono stati campionati tre voxel bersaglio ottimali all'interno del margine attivo, con enhancement al contrasto e non necrotico della lesione. Per la standardizzazione interna, è stata posizionata una ROI speculare accoppiata di dimensioni identiche e coordinate della griglia simmetriche nella sostanza bianca controlaterale di aspetto normale. La regione di riferimento controlaterale è stata verificata come metabolicamente non alterata confermando un'intensità del segnale normale e simmetrica nelle immagini pesate in T1, pesate in T2 e in T2-FLAIR. È stato applicato un filtro localizzato di normalizzazione dell'intensità della bobina per ridurre al minimo il bias di sensibilità della bobina superficiale legato alla distanza.
I principali metaboliti cerebrali sono stati identificati in base alle loro frequenze di risonanza: NAA a 2,0 ppm, Cr a 3,0 ppm, Cho a 3,2 ppm, lipidi (Lip) a 0,9–1,3 ppm e lattato (Lac) a 1,3 ppm. La soglia di rilevamento per i picchi dei metaboliti è stata definita come un rapporto segnale-rumore (SNR) ≥5. A causa delle caratteristiche di modulazione di fase dell'acquisizione con TE = 144 ms, i picchi di lipidi e lattato sono stati analizzati separatamente: il lattato è stato identificato dal suo caratteristico doppietto invertito a 1,33 ppm, mentre i lipidi mobili sono rimasti diritti a 0,9–1,3 ppm, riducendo al minimo la sovrapposizione dei picchi. Gli integrali assoluti dei picchi sono stati utilizzati per calcolare i rapporti tra metaboliti all'interno della lesione (Cho/Cr, NAA/Cr e NAA/Cho), mediando le misurazioni ottenute dalle tre ROI bersaglio. I rapporti relativi tra metaboliti (rCho/Cr, rNAA/Cr e rNAA/Cho) sono stati calcolati normalizzando i valori lesionali rispetto a quelli del tessuto normale controlaterale. Per valutare l'affidabilità tra gli operatori, la selezione delle ROI e la quantificazione spettrale sono state eseguite indipendentemente da due neuroradiologi esperti, in cecità rispetto alle diagnosi cliniche e istopatologiche finali. Eventuali discrepanze procedurali o posizionali nella selezione del voxel sono state risolte per consenso con un terzo neuroradiologo senior.
Analisi Statistica
Tutte le modellizzazioni statistiche e le visualizzazioni grafiche sono state eseguite utilizzando un ambiente verificato di calcolo statistico. La normalità delle variabili continue è stata valutata mediante il test di Shapiro–Wilk. Le variabili metaboliche continue sono state confrontate tra più gruppi di malattia utilizzando il test H di Kruskal–Wallis, seguito dal test della somma dei ranghi di Wilcoxon per confronti post hoc. Le differenze appaiate tra il nucleo della lesione e il tessuto normale controlaterale sono state valutate mediante il test dei ranghi con segno di Wilcoxon. Sono state costruite curve caratteristiche operative del ricevitore (ROC) per valutare le prestazioni diagnostiche, calcolando i valori di cutoff ottimali, l'area sotto la curva (AUC), la sensibilità, la specificità, il valore predittivo positivo e il valore predittivo negativo, con intervalli di confidenza al 95% (95% CI) corrispondenti ottenuti utilizzando il metodo del punteggio di Wilson per tutte le stime puntuali. L'accordo tra lettori è stato valutato mediante il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) e i grafici di Bland-Altman. Un valore p bilaterale <0,05 è stato considerato statisticamente significativo.