表觀彌散系數(shù)對松果體實質腫瘤分級作用的初步研究

朱 莉 梁宗輝 湯偉軍 李 克 耿道穎

松果體區(qū)的腫瘤占所有顱內腫瘤的1%以下,其中大約14%～27%是松果體實質細胞起源的腫瘤,起源于松果體細胞或它們的前體細胞,分化程度從成熟細胞到原始、不成熟細胞,這種不同分化與臨床的生物學行為和臨床預后相關。根據(jù)世界衛(wèi)生組織 (WHO)2007年中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類[1],可以分為松果體細胞瘤 (pineocytoma)、中間分化型松果體實質腫瘤(pineal parenchymal tumor of intermediate differentiation)和松果體母細胞瘤 (pineoblastoma)三種類型。術前定性診斷及病理分級對總體治療方案的選擇和預后評估非常有幫助。研究發(fā)現(xiàn)磁共振彌散加權成像的表觀彌散系數(shù) (apparent diffusion coefficient,ADC)與膠質瘤細胞密度及良惡性分級顯著相關[2]。本研究測量16例松果體實質腫瘤的最小ADC值,并與病理進行對照,分析其在松果體實質腫瘤分級中的應用價值。

圖1 松果體細胞瘤。A.T1WI增強示松果體區(qū)明顯強化腫塊。B.DWI示腫塊信號均勻,彌散輕度受限。C.ADC圖示最小ADC值8.35×10-4mm 2/s。D.病理HE染色示細胞形態(tài)較一致,細胞呈片巢狀或疏松分布。

方 法

1.臨床資料

200 6年1月～2010年8月經(jīng)我院手術病理確診為松果體實質腫瘤的患者共16例。其中松果體細胞瘤5例,男1例,女4例,年齡17～55歲,平均41.2歲;中間分化型松果體實質腫瘤5例,男4例,女1例,年齡 7～54歲,平均 28.2歲;松果體母細胞瘤6例,男 3例,女 3例,年齡 9～23歲,平均 14.7歲。臨床癥狀包括頭昏、頭痛、視物模糊、復視等。所有患者均被告知檢查方法,并自愿接受各序列MR掃描。

2.儀器及掃描方法

應用GE Signa Excite 1.5T HD MR掃描儀,8通道頭顱線圈,掃描序列包括:自旋回波(SE)T1WI矢狀面、橫斷面掃描;快速自旋回波(FSE)T2WI、液體衰減反轉恢復序列(FLAIR)、彌散加權(DWI)橫斷面掃描;經(jīng)肘靜脈快速推注對比劑Gd-DTPA 10m l,行矢狀面、橫斷面T1WI增強掃描。DWI掃描采用單次激發(fā)SE EPI序列,掃描參數(shù)為TR/TE 4800/79.5ms,FOV 240mm×240mm,矩陣128×130,層厚6mm,間隔2mm,2次采集,在X、Y、Z 3個方向上施加彌散梯度,b=0s/mm2及b=1000s/mm2,掃描層面包括整個頭顱,圖像層次與常規(guī)掃描保持一致,掃描時間為34s。所有患者均在檢查后l～3d內進行腫瘤全部或大部分切除手術。

3.圖像分析和數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)上傳到ADW 4.3工作站,利用Functool軟件進行后處理得到ADC圖,由一位工作經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師進行測量。根據(jù)常規(guī)MRI避開囊變、壞死及出血區(qū),在重建后的ADC圖像上選擇相似大小的感興趣區(qū)(region of interest,RO I),面積約30～50mm2,測量通過病變的所有層面,選擇最小ADC值作為此腫瘤的最小ADC值(圖1～3)。

所有的病理標本均由兩位有經(jīng)驗的神經(jīng)病理科醫(yī)師進行分析,光鏡下觀察腫瘤的組織學類型、瘤細胞的豐富程度、核異型、核分裂象、腫瘤組織壞死等。按照2007年WHO標準,診斷為松果體細胞瘤、中間分化型松果體實質腫瘤和松果體母細胞瘤。

圖2 中間分化型松果體實質腫瘤。A.T1WI增強示松果體區(qū)不均勻強化腫塊。B.DWI示腫瘤信號不均勻,呈高低混雜信號。C.ADC圖示最小ADC值7.22×10-4mm 2/s。D.病理HE染色示腫瘤細胞核輕度異型,細胞分布較密集。

圖3 松果體母細胞瘤。A.T 1WI增強示松果體區(qū)輕度強化腫塊。B.DWI示腫瘤信號不均勻,呈高低混雜信號。C.ADC圖示最小ADC值 4.28×10-4mm 2/s。D.病理HE圖示腫瘤細胞核異型明顯,核分裂象多見,細胞排列緊密伴壞死。

由于總體樣本例數(shù)較少,而且進一步分級為松果體細胞瘤、中間分化型松果體實質腫瘤和松果體母細胞瘤后,樣本例數(shù)為5∶5∶6,為了避免產(chǎn)生統(tǒng)計誤差,僅做均數(shù)統(tǒng)計圖以初步觀察變量的分布規(guī)律。

結 果

松果體細胞瘤平均最小ADC值(8.99±0.59)×10-4mm2/s;中間分化型松果體實質腫瘤平均最小ADC值(6.94±0.36)×10-4mm2/s;松果體母細胞瘤平均最小ADC值(4.64±0.38)×10-4mm2/s。從統(tǒng)計圖(圖4)上可以觀察到從低級別到高級別,松果體實質腫瘤的平均最小ADC值呈依次降低的趨勢。

討 論

松果體區(qū)實質腫瘤發(fā)病率低,病理分型也遵循一般原則,即核異型性、有絲分裂、微血管增殖、壞死等。松果體細胞瘤組織學相當于WHOⅠ級,文獻報道占松果體實質腫瘤的14%～60%不等,腫瘤由分化好的成熟松果體細胞構成,瘤細胞小,大小一致,排列成片狀,偶爾可見大的松果體瘤菊形團;中間分化型松果體實質腫瘤組織學相當于WHOⅡ或Ⅲ級,占大約20%,瘤細胞形態(tài)單一,分布較密集,核輕度不典型,核分裂象偶見,無大的松果體細胞瘤菊形團;松果體母細胞瘤組織學相當于WHO Ⅳ級,占大約40%,多見壞死,腫瘤細胞密集,密度高,不定形片狀排列,瘤細胞小,核圓或不規(guī)則,胞質少,致密[1]。

磁共振彌散加權成像(DWI)通過檢測人體組織中水分子無序擴散快慢的微觀運動,反映組織空間構成及病理生理狀態(tài)下水分子交換的功能狀態(tài)。DWI對腫瘤密度的研究提供了定量的方法,即ADC圖。其原理主要基于:腦腫瘤惡性程度越高,細胞數(shù)目越多,細胞間隙越小,即細胞外空間小,使水分子彌散受限;而且細胞異型性增高,核質比加大,導致水分子彌散更加受限,從而導致DWI呈高信號,ADC圖呈明顯低信號,ADC值降低。而惡性程度低的腫瘤,腫瘤實質部分細胞密度相對較小,細胞間隙相對較大,水分子彌散受限較輕,導致DWI上呈低信號,ADC圖呈高信號,ADC值較高。DWI圖像存在T2透過效應的影響,長T 2組織DWI信號也很高,這就需進行ADC值測量以去除T 2透過效應的影響,因此,ADC圖能更準確地評價腫瘤組織的彌散程度。

國內外已有大量應用ADC值測定對膠質瘤術前分級、顱內不同類型腫瘤鑒別診斷、腫瘤治療療效評估等多方面進行的研究[3-11]。由于各個研究者ADC值測量方法的不同,如測量腫瘤中心部位ADC值、最小ADC值或者隨機部位測量等,往往會出現(xiàn)不同的,甚至是矛盾的結果。因為就算是同一例腫瘤標本,由于其腫瘤內部成分不均質性,ADC圖分布也是不同的,尤其是高級別膠質瘤。也有作者[4,6]應用ADC比值(如腫瘤的ADC值/正常未受侵犯白質ROI的ADC值)來進行分析,考慮到隨著年齡不同,正常腦組織的ADC值是不同的,尤其本組年齡跨度7～55歲,所以未采用ADC比值來分析。一些研究提出最小ADC值反映了不均質腫瘤內最高的細胞密度,而且這些部位在鑒別高級別膠質瘤成分方面具有診斷價值[7-10]。本文也采用最小ADC值來對腫瘤分級進行評估。從統(tǒng)計圖上可以觀察到松果體實質腫瘤從低級別到高級別的最小ADC值呈逐漸降低的趨勢。而且,在顯微鏡下觀察病理標本也可以看出腫瘤細胞密度由疏到密的分布。

由于松果體實質腫瘤發(fā)病率低,本組研究包含的病例數(shù)少,沒有辦法做進一步的統(tǒng)計分析,而且缺乏最小ADC值與病理標本點對點的對應分析。這都有待于以后大樣本的研究以改進。

總之,初步研究發(fā)現(xiàn)最小ADC值與松果體實質腫瘤細胞密度有一定相關性,可以為其病理分級分型提供更多的信息,是常規(guī)磁共振檢查序列的有益補充。

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