MR擴散峰度成像在鑒別高級別膠質瘤與轉移瘤中的價值

劉培政，沈曉君，李 軍，耿軍祖

（濱州醫學院煙臺附屬醫院放射科，山東 煙臺 264100）

MR擴散峰度成像在鑒別高級別膠質瘤與轉移瘤中的價值

劉培政，沈曉君，李 軍，耿軍祖

（濱州醫學院煙臺附屬醫院放射科，山東 煙臺 264100）

目的：探討磁共振擴散峰度成像（DKI）中的多個參數（MK值、MD值和FA值）在鑒別腦內原發性高級別膠質瘤與單發腦實質內轉移瘤的價值。方法：收集2013年1月—2015年5月在我院就診并經病理確診的高級別膠質瘤13例，顱內單發轉移瘤12例。所有患者均采用常規MRI序列及DKI序列，在腫瘤實質部分及腫瘤周圍水腫區分別設置感興趣區，測量其MK值、MD值和FA值，并與對側正常腦白質進行標準化校正處理，得到相應標準化參數值MK'值、MD'值、FA'值，采用獨立樣本t檢驗對高級別膠質瘤、轉移瘤兩組中實質區和瘤周區的DKI各參數值進行統計學分析。結果：高級別膠質瘤的腫瘤實質區和瘤周區MK值、MD值和FA值分別為0．84±0．21、（1．28±．30）×10-3mm2/s、0．26±0．17；1．19±0．26、（1．07±0．22）×10-3mm2/s、0．28±0．12。顱內不典型轉移瘤的腫瘤實質區和瘤周區的MK值、MD值和FA值分別為0．80±0．20、（1．48±0．45）×10-3mm2/s、0．17±0．12；0．86± 0．18、（1．54±0．46）×10-3mm2/s、0．22±0．14。腫瘤實質區的DKI參數值在膠質瘤和轉移瘤間差異無統計學意義，瘤周區MK值和MD值在兩者間差異有統計學意義（P均＜0．05），FA值差異無統計學意義。矯正后的MK'值、MD'值在瘤周區兩種腫瘤間具有明顯差異（P均＜0．01），其他矯正后參數均未發現統計學差異。結論：瘤周水腫區MK值、MD值在鑒別高級別膠質瘤與腦轉移瘤中具有重要的價值。

神經膠質瘤；腦腫瘤；磁共振成像

膠質瘤和轉移瘤是腦內最常見的惡性腫瘤，兩者的臨床病程、治療方案及預后相差較大，術前明確診斷對臨床治療具有重要的指導意義。但在臨床工作中，高級別膠質瘤與單發不典型的轉移瘤應用常規磁共振檢查序列很難鑒別。擴散峰度成像（DKI）是基于擴散張量成像（DTI）技術上的延伸，更準確的反映組織內非正態分布水分子運動的狀態，更好的體現組織微觀結構的變化[1-2]。筆者旨在探討DKI在鑒別高級別膠質瘤和顱內單發不典型轉移瘤中的價值。

1 資料與方法

1．1 一般資料

收集2013年1月—2015年5月在我院就診并經病理證實的13例高級別膠質瘤（WHOⅢ～Ⅳ）和12例顱內單發轉移瘤。13例高級別膠質瘤中，男7例，女6例，年齡31～60歲，平均42．5歲。12例轉移瘤中，男8例，女4例，年齡51～75歲，平均62．5歲。所有患者均為首次檢查并確診，之前未做任何干預治療。

1．2 掃描方法

MR掃描序列包括常規MR序列、軸位T1WI、T2WI、T2-FLAIR及矢狀位T2WI、三方位T1WI增強掃描。增強掃描采用高壓注射器推注對比劑GD-DTPA（每千克體質量0．2mmol，注射速度為2．5mL/s）。DKI掃描采用橫軸位單次激發自旋回波成像（Single shot spin echo-echo planar imaging，SS-SE-EPI）序列掃描，在30個方向上施加擴散敏感梯度場，3個擴散敏感因子b（分別是b=0 s/mm2、b=1 000 s/mm2、b=2 000 s/mm2），重復時間 （TR）5 000ms，回波時間（TE）103ms，視野（Field of view，FOV）大小為230mm，體素大小2．0mm×2．0mm×2．0mm，層厚2mm，層間距0，層數為70層，掃描時間355 s。

1．3 圖像后處理

DKI原始圖像采用DKE后處理軟件進行處理，得出相應的MK圖、MD圖和FA圖 （圖1，2）。由2名高年資放射科醫生根據常規MRI圖像確定腫瘤的實質區、瘤周水腫區和對側正常腦白質區，分別在相應的區域設置感興趣區 （ROI），測量其MK值、MD值和FA值，3次測量后取平均值作為最終的參數值。

1．4 統計學方法

2組組內DKI參數行方差齊性檢驗，然后行組間獨立樣本t檢驗，分別比較腫瘤的實質區、瘤周水腫區和對側正常腦白質區的MK值、MD值和FA值間是否有統計學差異。統計軟件采用SPSS 18．0，P＜0．05為差異具有統計學意義。

2 結果

顱內高級別膠質瘤和不典型轉移瘤的腫瘤實質區（表1）和瘤周水腫區（表2）的MK值、MD值和FA值。經統計學分析發現，腫瘤瘤周水腫區的MK值和MD值在膠質瘤和轉移瘤組間差異有統計學意義（t分別為3．5、-3．2，P＜0．05）。

表1 膠質瘤和轉移瘤的實質區DKI參數值比較

表2 膠質瘤和轉移瘤的瘤周區DKI參數值比較

在對側正常腦白質矯正后的DKI參數中，瘤周水腫區的MK'值、MD'值在兩種腫瘤組間的差異有統計學意義（t分別為3．8、-3．7，P均＜0．01），其他參數組間差異未發現有統計學意義。

3 討論

膠質瘤是腦內最常見的惡性腫瘤，可分為低級別和高級別膠質瘤，其中高級別膠質瘤常伴有明顯的囊變、壞死，注入對比劑后呈環形強化，水腫帶大小不一，與不典型轉移瘤很難區分。運用磁共振新技術如MRI動態強化、DTI、擴散加權成像（DWI）、磁共振波普成像（MRS）及磁敏感加權成像（SWI）等鑒別上述2種病變一直是近年來磁共振研究的熱點[3-9]。

在磁共振擴散成像的研究中發現，瘤周水腫區ADC值在鑒別高級別膠質瘤和腦內轉移瘤方面具有重要診斷價值，與本研究的結果一致。這主要與兩種腫瘤不同的生物學行為和病理基礎有關，腦內膠質瘤一般為原發病灶，呈浸潤性生長，因此瘤周水腫區多伴有大量的腫瘤細胞，但這些腫瘤細胞向周圍浸潤時常沿血管周圍間隙和神經纖維束，而不破壞血管的基底膜，血腦屏障多保持完整。而轉移瘤多為腦外腫瘤通過血行傳播擴散到腦實質內，多呈膨脹性生長，瘤周水腫多是由于腫瘤因子和瘤體本身對周圍引流靜脈的阻塞和壓迫所致，因此轉移瘤的瘤周水腫區不含有腫瘤細胞，僅為單純的血源性水腫。因此與膠質瘤瘤周水腫區相比，轉移瘤瘤周水腫區水分子的擴散受限程度減低，MD值相應升高。

FA值反映組織內水分子運動的各向異性程度，主要與纖維束的完整性、方向的一致性和排列的緊密程度相關。膠質瘤和轉移瘤實質區、纖維束的完整性均遭到破壞，各向異性減弱，FA值較正常腦白質減低，且兩者間的瘤體區FA值未發現明顯統計學差異。瘤周水腫區，因瘤體本身的壓迫和腫瘤細胞的侵蝕，纖維束方向發生改變，兩者間FA值也未發現具有統計學差異。盡管如此，但根據FA值得到的纖維示蹤呈現可以形象直觀的顯示腫瘤周圍白質纖維束的受壓和累及狀況，為臨床醫生手術方案的制定提供重要的影像學依據。

DKI是在DTI技術上的延伸和完善。DTI技術成像的基礎是以單室模型設定水分子的運動，即水分子以自由、非受限的理想狀態進行擴散，呈高斯分布。但在人體中，組織結構復雜，水分子運動在不同組織中受限程度不同，其整體的擴散位移呈非高斯分布。DKI技術可以量化真實水分子擴散與理想狀態下的擴散位移偏離的大小，以此來反映水分子擴散的程度和擴散的不均質性。其中MK值是DKI中最重要的參數，也是較DTI技術的完善之處，其可以更加敏感的反映組織結構的不同，更早期的發現疾病發生時組織結構的微觀變化。目前對DKI技術的研究已經應用在膠質瘤的分級、多發性硬化及阿爾茲海默病等神經系統疾病的診斷和鑒別診斷等方面[10-14]，在鑒別腦內膠質瘤和轉移瘤方面未見相關文獻報道。

圖1 女，53歲，病理證實為高級別膠質瘤。圖1a～1f分別為FLAIR、T1WI、DCE、MK、MD、FA圖。 圖2 女，48歲，病理證實為不典型轉移瘤。圖2a～2f分別為FLAIR、T1WI、DCE、MK、MD、FA圖。

Figure 1.Female，53 years old，high-grade glioma confirmed by pathology．Figure 1a～1f:FLAIR，T1WI，DCE，MK，MD，FA．Figure 2.Female，48 years old，atypical metastasis tumor confirmed by pathology．Figure 2a～2f:FLAIR，T1WI，DCE，MK，MD，FA．

MK值真實反映水分子擴散位移與理想的高斯分布的水分子擴散位移間的偏離，當人體組織結構越復雜，感興趣區內的差異越大，其水分子的位移偏離越大，MK值越大。在譚艷等[10]對膠質瘤的研究中發現，高級別膠質瘤實質內的MK值明顯大于低級別膠質瘤。其主要原因是高級別膠質瘤細胞核異型性大，腫瘤血管增殖，腫瘤發生囊變、壞死，對周圍組織浸潤性增強所致。相對低級別膠質瘤來說，其腫瘤實質內組織結構更復雜，水分子偏離高斯分布的位移更大，MK值相應增大。

本研究中，轉移瘤因來自不同原發病灶，其自身腫瘤細胞的差異性較大，腫瘤實質區MK均值與膠質瘤間差異未發現統計學意義。但兩者瘤周區膠質瘤MK值大于轉移瘤，且差異具有統計學意義，主要原因為膠質瘤瘤周區大量腫瘤細胞的浸潤，血管周圍間隙及神經纖維束的擴散受限程度發生改變，組織復雜程度增高；而轉移瘤瘤周區多為單純血管源性水腫，與膠質瘤相比，其復雜程度改變較低。因此DKI序列的MK值和MD值在鑒別診斷膠質瘤和不典型轉移瘤中具有重要價值。

本研究的局限性主要有以下幾個方面：首先，本研究納入的病例數目相對較少，雖然結論較為理想，但在具體的數值上難免會有一定的偏差。其次，在對DKI參數圖像處理時，感興趣區畫取的偏差對結果的影響較大，因此我們用2名資深放射科醫生采取多次測量取均值的方法，盡量縮小誤差對結果的影響。另外DKI序列采用的是GRE序列，對磁場的均一性要求較高，病人的DKI圖像處理時也發現個體差異較大，在最終的DKI結果處理時，我們采取了與對側正常腦白質矯正的方法，盡量避免個體差異影響最終的結果。

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The value of magnetic resonance diffusion kurtosis imaging in differential diagnosis of high grade gliomas and metastatic tumor

LIU Pei-zheng,SHEN Xiao-jun,LI Jun,GENG Jun-zu (Department of Radiology,Yantai Affiliated Hospital of Binzhou Medical University,Yantai Shandong 264100,China)

Objective:To investigate the value of magnetic resonance diffusion kurtosis imaging(DKI)in differential diagnosis of intracerebral primary high-grade gliomas and single intracerebral metastasis tumor through multiple parameters including MK value，MD value and FA value．Methods:Thirteen cases of high-grade gliomas and 12 cases of single intracerebral metastasis tumors confirmed by pathology were collected from January 2013 to May 2015．All patients underwent conventional MRI sequences and DKI sequence．Region of interest was located at both the solid area and the surrounding edema zone of the tumors respectively，and MK，MD，FA values were measured．Standardized corrections were performed for contralateral normal brain white matter．Then corresponding standard parameters of MK'，MD'，and FA'values were obtained．Independent samples t test was performed to compare DKI parameters of both solid area and edema region for high grade gliomas and metastasis tumors．Results:MK，MD and FA values in the solid area and surrounding region of high grade glioma tumor were 0．84±0．21，(1．28±．30)×10-3mm2/s，0．26±0．17;1．19±0．26，(1．07±0．22)×10-3mm2/s，0．28±0．12 respectively．The DKI values of above-mentioned regions of intracranial atypical metastases were 0．80±0．20，(1．48±0．45)×10-3mm2/s，0．17±0．12;0．86±0．18，(1．54±0．46)×10-3mm2/s，0．22±0．14 respectively．There was no statistical difference for DKI parameters of the solid region between gliomas and metastasis．There was significant difference for MK and MD values of the surrounding region between gliomas and metastasis(P＜0．05)，however there was no significant difference for the FA value．After the correction，there was significant difference for the MK'，MD'values of surrounding region between two kinds of tumors(P＜0．01)，and there was no statistical difference for other corrected parameters．Conclusion:The MK and MD values of surrounding edema region have important value in differential diagnosis of high-grade gliomas and cerebral metastasis．

Glima;Brain neoplasms;Magnetic resonance imaging

R739．41；R730．264；R445．2

A

1008-1062（2015）12-0841-03

2015-06-09；眼

2015-07-13

劉培政（1974-），男，山東煙臺人，主治醫師。