磁共振彌散張量成像在功能區膠質瘤手術中的應用研究

宋敏鷹

功能區膠質瘤是一種非常常見的顱腦腫瘤，其發病率達到各種顱內腫瘤的一半左右。以往用于功能區膠質瘤的診斷與鑒別的方法為MRI技術，但是該技術有一定的缺陷，即在診斷過程中，MRI不能對腫瘤進行定量分析，同時不能很好地了解腫瘤周圍組織的病理情況［1］。近年來，隨著各種硬件與軟件的不斷研發與創新，磁共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)逐漸應用于功能區膠質瘤的鑒別與診斷中［2］。DTI是一種評價自由水分子的彌散程度以及彌散方向的非侵襲性方法，不僅能夠對腫瘤進行定量分析，同時也能夠給出腫瘤周圍組織的病理信息，因此不僅能夠用于功能區膠質瘤的診斷，同時對于手術的指導也具有重要的意義［3］。本次實驗研究了DTI在功能區膠質瘤手術中的應用，試驗結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院2011年1月至2013年1月收治的功能區膠質瘤患者45例，其中男25例，女20例;年齡21～69歲，平均年齡(55±8)歲。所有患者經過病理證實均確診為功能區膠質瘤。根據WHO對功能區膠質瘤的評級，將45例患者分成2組:高度惡性組24例(WHOⅢ ～Ⅳ級);低度惡性組21例(WHOⅠ ～Ⅱ級)。高度惡性組中，男13例，女11例;年齡21～67歲，平均年齡(53±8)歲。低度惡性組中，男12例，女9例;年齡25～69歲，平均年齡(56±9)歲。

1.2 DTI成像參數 首先讓患者的頭部固定在合適的位置，使用GE公司Sigma 3T MR掃描儀對所有患者的頭部進行掃描。使用的掃描方式為 T1W1、T2W1、FLAIR以及增強后T1W1加權掃描。最后進行DTI成像掃描。所有掃描均采集1次。見表1。

表1 不同掃描方式參數設置

1.3 圖像后處理 將試驗過程中采集到的數據傳遞到工作站，由工作站對數據進行統一的整理，并獲得多種圖像。在本次研究中，通過測量感興趣部位(Region of Interest，ROI)的表面擴散系數(ADC)值與各項異性分數(FA)值比較高度惡性組與低度惡性組的差異。在本次試驗中，測量的部位包括腫瘤強化區、水腫區、腦脊液以及對側正常大腦白質。在對每個區域進行測量時，需要選擇至少3個不同部位的ROI，并取其平均值以減少誤差。

1.4 統計學分析 應用SPSS 13.0統計軟件，計量資料以±s表示，采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組患者功能區膠質瘤DTI結果 45例患者的ADC圖與FA圖均能明確顯示病灶以及周圍腦組織的病變。低度惡性組與高度惡性組在腫瘤周圍水腫、腫瘤強化與囊變/壞死之間差異無統計學意義(P＞0.05)。見表2。

表2 2組患者功能區膠質瘤DTI結果 例(%)

2.2 2組各感興趣區的ADC值與FA值比較 腫瘤強化區與對側正常大腦白質ADC值均顯著性低于水腫區(P＜0.05);腦脊液ADC值顯著性高于水腫區(P＜0.05)。腦脊液ADC值顯著性高于腫瘤強化區(P＜0.05);對側正常大腦白質ADC值顯著性低于腫瘤強化區(P＜0.05)。腦脊液FA值顯著性低于水腫區(P＜0.05);對側正常大腦白質FA值顯著性高于水腫區(P＜0.05)。腦脊液FA值顯著性低于腫瘤強化區(P＜0.05);對側正常大腦白質FA值顯著性高于腫瘤強化區(P＜0.05)。見表3。

表3 各感興趣區平均ADC值以及FA值比較,±s

表3 各感興趣區平均ADC值以及FA值比較,±s

注:與消腫區比較，*P＜0.05;與腫瘤強化區比較，#P＜0.05

感興趣區ADC FA水腫區0.67 ±0.05 0.16 ±0.04腫瘤強化區 0.48 ±0.16* 0.14 ±0.04腦脊液 0.90 ±0.10*# 0.12 ±0.02*#對側正常大腦白質 0.24 ±0.03*# 0.50 ±0.10*#

2.3 2組患者ADC值與FA值測量結果比較 低度惡性組的腫瘤強化區與水腫區的ADC值分別為均顯著性高于高度惡性組(P＜0.05)。低度惡性組與高度惡性組腫瘤強化區與水腫區的FA值差異無統計學意義(P＞0.05)。見表4。

表4 2組ADC值與FA值比較,±s

表4 2組ADC值與FA值比較,±s

組別 平均ADC值腫瘤強化區 水腫區FA 值腫瘤強化區 水腫區低度惡性組(n=21)0.60 ±0.19 0.57 ±0.04 0.11 ±0.03 0.20 ±0.06高度惡性組(n=24) 0.42 ±0.13 0.50 ±0.06 0.21 ±0.17 0.19 ±0.05 t值3.71 4.46 2.68 0.98 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

3 討論

在機體的大腦組織中，自由水分子的彌散受到多種因素的影響，如白質纖維的走向、髓鞘的結構、白質纖維的密度與排列方式等［4］。因此，在機體的大腦組織中，自由水分子在不同部位的擴散速度不同，從而引起彌散幅度不同。DTI就是利用這一原理進行診斷與檢測的［5］。

對于腫瘤組織而言，一方面由于腫瘤組織的結構等于周圍腦組織不同，另一方面由于腫瘤組織周圍會出現水腫，因此在腫瘤組織部位，自由水分子的彌散與其他部位會存在差異［6］。由于腫瘤組織部位細胞組織的結構有可能遭到破壞，與正常腦組織相比，往往會呈現較低的FA值與較高的ADC值。對于低度惡性組而言，由于腫瘤浸潤性生長與水腫均不太明顯，因此與高度惡性組相比ADC值較低而FA值較高［7］。

使用DTI對功能區膠質瘤檢測的優勢在于其能夠直觀地顯示出白質束的形態，同時能夠明顯腫瘤對白質束的影響，如侵犯破壞與占位效應［8］。因此，通過DTI的診斷，能夠明確腫瘤與白質束的關系，這是其他診斷方法無法達到的，其對于手術前的準備、手術后的處理等方面具有十分重要的參考意義［9］。

但是在使用DTI進行診斷時也存在一定的缺陷。由于DTI檢測過程中對于任何移動都很敏感，因此患者的脈搏、微循環以及患者自身不自覺的運動均會對診斷以及結果的判斷造成影響［10］。因此，在今后使用DTI進行診斷時，需要進一步完善方法，克服這一缺陷。

綜上所述，通過使用DTI對功能區膠質瘤的ADC值進行測定，能夠對腫瘤強化區、水腫區以及正常大腦白質進行區別;通過使用DTI對功能區膠質瘤的FA值進行測定，能夠將正常大腦白質從腫瘤強化區與水腫區中區別出來，但不能區分腫瘤強化區與水腫區。另外，通過測定腫瘤強化區與水腫區的ADC值，還有助于判斷功能區膠質瘤屬于低度還是高度。因此，通過DTI，能夠明確功能區膠質瘤與正常白質之間的關系，為進一步的治療以及手術提供一定的指導。

1 Raffin E，Dyrby TB.Diagnostic approach to functional recovery:diffusionweighted imaging and tractography.Front Neurol Neurosci，2013，32:26-35.

2 毛錫金，張林，曹新山，等.磁共振彌散張量成像在腦星形細胞瘤腫瘤分級及明確瘤周浸潤范圍的應用價值.中華臨床醫師雜志，2012，6:5345-5347.

3 Yan X，Zhou M，Ying L，et al.Evaluation of optimized b-value sampling schemas for diffusion kurtosis imaging with an application to strokepatient data.Comput Med Imaging Graph，2013，37:272-280.

4 宋揚，金銀華，徐軍，等.彌散張量成像在評價急性缺血性腦梗死白質纖維束損傷中的價值.中國老年學雜志，2013，33:3579-3580.

5 Chen Y，Shi Y，Song Z.Differences in the architecture of lowgradeand high-grade gliomas evaluated using fiber density indexand fractional anisotropy.J Clin Neurosci，2010，17:824-829.

6 張倩，夏永華.磁共振彌散張量成像與腦膠質瘤.中國醫學創新，2013，10:122-123.

7 張媛，劉建明，張世明，等.磁共振彌散張量成像對功能區腦腫瘤手術的參考價值.臨床神經外科雜志，2012，9:157-159.

8 胡鴻博，劉鵬飛.磁共振彌散張量成像及纖維束成像對腦膠質瘤分級的診斷價值.磁共振成像，2011，2:118-122.

9 郭睿，鄧奎品，劉鐵軍.磁共振彌散張量成像在中樞神經系統的應用研究進展.醫學影像學雜志，2009，19:762-765.

10 王紅，馬景旭，賈文霄，等.彌散張量成像FA值和ADC值在顱內腫瘤病變中的應用.磁共振成像，2012，3:13-140.