擴散加權成像在低級別膠質瘤的鑒別診斷價值

錢銀鋒，殷敏敏，余永強

膠質瘤是腦內最常見的原發性腫瘤，而低級別膠質瘤約占膠質瘤的15%～25%[1]。世界衛生組織將Ⅱ級星形細胞瘤(astrocytoma, AC)、單純型少突膠質細胞瘤(oligodendroglioma, OD)和混合型少突星形細胞瘤(oligodendroastrocytoma, OA)稱為低級別膠質瘤。低級別膠質瘤中各亞型的腫瘤常規MRI影像相近且互有交叉，難以將其明確區分；但低級別的星形細胞瘤與少突膠質細胞腫瘤的治療方法卻有著明顯不同，少突膠質細胞腫瘤對化療比較敏感[2]。因此術前明確區分低級別膠質瘤中各亞型有著重要的臨床意義。目前，磁共振擴散加權成像(diffusion-weighted imaging, DWI)在腦腫瘤的診斷和鑒別診斷方面具有一定的價值，但在低級別膠質瘤鑒別中文獻少有報道，筆者通過對21例腦內低級別膠質瘤的DWI及表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient, ADC)圖進行定性和定量分析，探討DWI在低級別膠質瘤鑒別診斷中的臨床應用價值。

1 資料與方法

收集自2005年5月－2008年12月本院21例顱腦腫瘤患者，男13例，女8例，年齡25～65歲，平均41歲。手術病例證實其中AC 9例，OD 5例，OA 7例。

使用GE Signa 1.5 T超導型MR成像儀，標準頭顱線圈，所有病例均行常規T1WI、T2WI、FLAIR和DWI掃描，DWI使用SE-EPI序列，其掃描參數為：TR 10000 ms，TE 111～119 ms，層厚9 mm，層間隔1 mm，視野(FOV) 26 cm×26 cm，矩陣256×192，在X、Y、Z軸共3個方向上施加擴散梯度，擴散敏感因子(b)值分別為0和1000 s/mm2。常規平掃和DWI結束后行增強掃描，對比劑使用釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，劑量0.1 mmol/kg，靜脈注射，注完藥后即行軸位、矢狀位和冠狀位掃描。

將DWI圖像傳送至工作站用Fuctool軟件進行處理。分別測量瘤體實質部分和瘤周水腫及對側腦白質的ADC值和EDC值(exponent diffusion coefficient,指數擴散系數值)，按公式rADC=ADC腫瘤/ADC對側計算瘤體和瘤周水腫的rADC值(relative apparent diffusion coefficient，相對表觀擴散系數值)，以同樣的方法計算rEDC值(relative exponent diffusion coefficient，相對指數擴散系數值)。選取腫瘤實質部分的興趣區(ROI)時，以手工繪制，以期有較好的代表性，注意避開腫瘤壞死部位，盡可能消除由于容積效應而引起的測量誤差，在實質區取2～4個ROI，每個ROI約40～60 mm2，取其平均值，對側正常白質區ROI約40～60 mm2。由于膠質瘤瘤周存在浸潤漸變現象，為了保證測量的一致性，本組在瘤周1 cm以內的水腫區選取ROI，依據T2WI放置瘤周水腫興趣區，大小約80～100 mm2。

統計三種膠質瘤各參數值，多組間比較采用方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較用LSD檢驗。所有統計均用SPSS 11.0統計軟件包進行，統計結果以均數±標準差表示，以P＜0.05判定差異有無統計學意義。

2 結果

三組腫瘤實質的ADC、EDC值及rADC、rEDC計算結果見表1，由表可知OD組(圖1～3)與AC組(圖4～6)四種參數之間、OA組(圖7～9)與AC組四種參數之間均有明顯統計學差異(P＜0.01)，但OD組與OA組之間無明顯統計學差異(P＞0.05)。

表1 各組腫瘤實質ADC、rADC、EDC、rEDC值

三組腫瘤瘤周水腫的ADC、EDC值及rADC、rEDC計算結果見表2，由表可知三組低級別膠質瘤間的四種參數均無統計學差異(P＞0.05)。

表2 各組腫瘤瘤周水腫的ADC、rADC、EDC、rEDC值

3 討論

低級別膠質瘤在常規MRI上具有相似的表現，均表現為T1WI低信號，T2WI及FLAIR呈不同程度高信號，無囊變病灶增強掃描或不強化，或輕微強化，囊變病灶則囊變邊緣可見強化。AC、OD和OA三者影像上不易準確區分。用DWI對腦腫瘤進行定性、定量分析是近年來的研究熱點，使腦腫瘤的診斷從以往的僅注重大體的、形態學的研究上升到微觀的、形態與功能并重的研究，對常規MRI檢查是個有益的補充。

DWI是利用水分子的擴散運動來反映正常與病變組織的空間結構變化，從而對疾病進行診斷與鑒別。由于影響DWI信號的因素較多，因此，臨床上常用ADC值來反映病變的擴散程度。ADC值與DWI信號呈負指數關系，ADC值增大，代表水分子擴散加快，相應DWI信號降低。由于正常人腦白質的ADC正常值范圍較大[3]，rADC值為病灶與對側正常腦白質區的ADC值比值，能消除個體生理因素、不同圖像之間、機型、掃描參數以及序列對ADC值的影響，并使ADC值標準化[4]。本研究采用隨機分析軟件包Functool進行分析，該軟件不但提供了ADC圖，還提供了EDC圖，EDC圖消除了DWI中T2透射效應的影響，能真實反映組織的擴散情況，其作用與ADC圖相似。

影響腦腫瘤病變DWI信號以及ADC值的因素較多，腫瘤細胞數目密集、體積較大或具有特殊的空間排列均能限制水分子彌散；腫瘤細胞異型性越高，細胞器則越豐富，體積越大，將降低細胞內水分子的彌散；大的細胞間隙對細胞外水分子的運動影響不大，小的細胞間隙則限制其運動[5,6]。少突膠質細胞瘤經典病理表現為中等細胞密度，核均勻，圓形，大小一致，胞漿腫脹、透明，還常見微鈣化、黏液囊性變以及由密集的分支狀毛細血管組成的“雞爪狀”(chicken-wire pattern)血管網[7]。低級別星形細胞瘤病理表現為腫瘤細胞密度低，腫瘤中可能保留正常腦組織，鈣化少見，輕至中度核多型性，核分裂少見，異常增生血管輕微，沒有或少見壞死等。混合型少突星形細胞瘤則是在少突膠質細胞瘤基礎上多了實質的星形細胞成分。本組資料結果表明OD與AC組之間、OA與AC組之間在ADC及rADC值上均有統計學差異，正是因為低級別星形細胞瘤與少突膠質細胞腫瘤在細胞密度、微血管分布密集度及瘤體實質組成成分上的不同所致。這與Tozer[8]等的研究結果一致。筆者在測量腫瘤實質的ADC值是多點選取興趣區，并取其平均值，這樣避免腫瘤細胞在瘤體中因為分布不均勻造成的測量的偏差，更好地反應瘤體實際的情況。本組資料表明OA與OD的4種參數無明顯統計學差異，與劉權[9]等研究結果相一致。考慮為盡管二者在病理上組成成分不完全相同，但細胞密度等方面的差異尚不足以引起DWI上的差異；此外，由于兩者發病率均低，已有的研究及本組中二者病例數均較少，進一步大樣本量總結將有助于準確確定DWI對二者的鑒別診斷價值。

因為膠質瘤浸潤生長、瘤細胞散在分布于瘤周水腫區腦組織中，浸潤的腫瘤細胞越多，髓鞘破壞越明顯，與髓鞘垂直方向的彌散運動增加越明顯，導致總的ADC值升高。文獻中諸多學者對于高低級膠質瘤瘤周水腫區rADC值的統計學意義研究結果多不相同，差別較大[10]。本組資料顯示三種低級別膠質瘤瘤周水腫的ADC、rADC、EDC、rEDC值均無明顯統計學差異。考慮為三組腫瘤皆是同級別膠質瘤，本研究在瘤周1 cm范圍內選擇瘤周水腫興趣區，此范圍內三種腫瘤浸潤的細胞量、髓鞘破壞程度等無明顯差異所致。但亦有文獻報道高、低級別膠質瘤瘤周水腫區的rADC值無統計學差異[11]。瘤周水腫ADC值受浸潤的腫瘤細胞數量，髓鞘破壞程度、血管源性水腫程度、興趣區的選擇等多重因素的影響，內容較為復雜，需進行綜合分析。

總之，本研究結果表明DWI有助于低級別少突膠質細胞瘤和少突星形細胞瘤與低級別星形細胞瘤間的鑒別，但在區分低級別少突膠質細胞瘤和少突星形細胞瘤間價值有限。

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