多模態MRI影像對膠質瘤患者診斷和分級的應用價值

高興鋒

北京市健宮醫院影像科 北京 100054

膠質瘤是神經膠質瘤的簡稱，是起源于神經間膠質、神經元的一類腫瘤的總稱，是最常見的原發性腦腫瘤，占顱內腫瘤50%左右，占神經系統腫瘤的36%［1］。臨床上膠質瘤分為四級，Ⅰ～Ⅱ級為低級別膠質瘤，其中Ⅰ級為良性，Ⅱ級為良、惡性交界性腫瘤；Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤通常為惡性。膠質瘤患者的預后與腫瘤分級密切相關，分級越高，預后越差，生存期越短。目前，手術切除治療是治療該病主要的方式，但腫瘤分級是影響手術方式選擇的重要因素。因此，對膠質瘤患者進行及時正確的診斷和分級對治療方案的選擇和預后評價十分重要。本研究通過常規MRI檢查的基礎上增加擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）方法，旨在探討多模態MRI影像對膠質瘤患者診斷和分級的應用價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象 以2011-02—2014-09我院術后病理確診為膠質瘤的84例患者為研究對象，所有患者術前未接受化療、放療或其他治療，男55例，女29例；年齡16～67歲，平均（43.6±13.5）歲。根據WHO腫瘤分類及分級標準［2］，低級別膠質瘤24例（星形細胞瘤I級5例，星形細胞瘤II級15例，少突膠質細胞瘤II級4例）；高級別腫瘤60例（間變性-少突膠質細胞瘤III級7例，間變性-星形細胞瘤III級13例，膠質母細胞瘤Ⅳ級40例）。

1.2 研究方法

1.2.1 檢查方法及參數設置：所有患者均行MRI普通及增強掃描，擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）掃描。MRI檢查方法：檢查儀器為美國GE Signa HD 3.0T超導型MR掃描儀和頭顱8通道相控陣線圈，常規軸位、矢狀位、冠狀位及增強掃描。T1FLAIR掃描參數：TR／TE為2000ms／22ms；FSE-T2WI掃 描 參 數：TR／TE為4500ms／100ms；T2FLAIR掃描參數：TR／TE為9000ms／140ms；增強掃描注射0.1mmol／kg的馬根維顯（Gd-DTPA），然后立即行常規軸位、矢狀位、冠狀位掃描。DTI掃描使用SSE-EPI成像序列，行軸位掃描。DTI參數設置：TR為10 000ms，TE最小，b值取0及1000s／mm2，層厚4mm。術前對所有患側腫瘤部位和健側對應部分應用DTT重建主要白質纖維束行走，評價腦白質纖維束，標準為移位、浸潤和破壞［3］。

1.2.2 圖像處理及觀察指標：主要觀察病變部位、數目、大小、形態、信號強度、瘤周水腫及強化程度。DTI圖像在ADW4.2工作站處理后，獲得ADC圖及FA圖，測定ADC值和FA值，選定感興趣區，分別測定瘤瘤體部分、瘤周水腫帶和對側同層面腦白質區所對應的ADC值和FA值，本研究主要測定腫瘤瘤體部分、瘤周水腫帶與對側腦白質區的比值得到相對FA（relative FA，rFA）和相對ADC（relative ADC，rADC）。

1.3 統計學分析 應用SPSS 20.0進行數據分析，計量資料以均數和標準差表示，組間比較獨立樣本t檢驗；有序資料比較采用秩和檢驗；相關分析使用Spearman相關。檢驗水準α＝0.05，所有檢驗均為雙側檢驗。

2 結果

2.1 膠質瘤MRI表現、ADC圖、FA圖信號表現 84例患者的MRI檢查結果中，69例為單發，15例多發；病變部位：額葉23例，顳葉14例，枕葉14例，頂葉16例，顳葉和頂葉交界區8例，額葉和頂葉交界區9例。所有患者的T2WI表現為稍高或高信號；T1FLAIR信號：53例表現為等／低信號，31例表現為混雜信號。33例呈信號不均勻，出現壞死囊變區。增強掃描發現62例呈不規則形，且出現強化；65例出現占位效應，伴有不同程度的水腫帶；瘤周水腫帶、壞死囊變區未見強化。低級別膠質瘤的ADC圖上呈低信號，瘤周輕度水腫呈高信號，FA圖上瘤體為低信號，瘤周水腫表現為等信號或者稍低信號，分界清晰。高級別膠質瘤的ADC圖上腫瘤實質部分呈等／稍高信號，壞死囊變部分為高信號，瘤周水腫為高信號，FA圖上瘤體呈等／稍高信號，壞死囊變部分為低信號，瘤周水腫為等信號或者稍低信號，分界不清晰。10例出現推移，48例出現浸潤，22例出現破壞。

2.2 2組rADC、rFA值比較 對2組的rADC、rFA值比較，可以發現，2組腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶的rFA值差異無統計學意義（P＞0.05），2組腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶的rADC值差異有統計學意義（P＜0.05），且低級別膠質瘤的腫瘤瘤體部分和瘤周水腫部分的rADC值高于高級別膠質瘤患者同部位的rADC值；對2組的組內rADC、rFA值比較，發現2組組內腫瘤瘤體部分和瘤周水腫部分的rADC、rFA值差異均有統計學意義（P＜0.05），且瘤周水腫部分的rADC、rFA值高于腫瘤瘤體部分的rADC、rFA值。見表1、表2。

表1 2組腫瘤瘤體、瘤周水腫rADC、rFA值比較 （±s）

表1 2組腫瘤瘤體、瘤周水腫rADC、rFA值比較 （±s）

組別rADC rADC腫瘤瘤體 瘤周水腫 腫瘤瘤體 瘤周水腫低級別膠質瘤1.68±0.27 1.82±0.24 0.39±0.13 0.48±0.11高級別膠質瘤 1.40±0.19 1.50±0.25 0.33±0.16 0.42±0.15 t 值5.35 5.36 1.63 1.84 P值 ＜0.0001 ＜0.0001 0.106 0.071

表2 2組組內腫瘤瘤體、瘤周水腫rADC、rFA值比較 （±s）

表2 2組組內腫瘤瘤體、瘤周水腫rADC、rFA值比較 （±s）

組別 rADC t值P值 rFA t值 P值低級別 腫瘤瘤體1.68±0.27 2.68 0.015 0.39±0.13 2.59 0.013膠質瘤 瘤周水腫1.82±0.24 0.48±0.11高級別 腫瘤瘤體 1.40±0.19 2.3 0.021 0.33±0.16 3.18 0.002膠質瘤 瘤周水腫1.50±0.25 0.42±0.15

2.3 2組的腦白質纖維束DTT表現 瘤纖維束形態三維成像表現為推移、浸潤及破壞，低級別膠質瘤中9例表現為推移，13例表現為浸潤，2例表現為破壞，高級別膠質瘤中1例表現為推移，35例表現為浸潤，24例表現為破壞，2組的瘤纖維束形態三維成像表現差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.4 rADC、rFA值與病理分級的關系 測定rADC、rFA值，術后病理確定膠質瘤級別，計算rADC與病理分級之間的相關系數為-0.722（P＜0.05），rFA與病理分級之間的相關系數為0.134（P＞0.05）。

3 討論

不同級別的膠質瘤治療手段不同，低級別膠質瘤患者5年生存期可達80%，而高級別膠質瘤的術后生存時間一般較短，Ⅳ級膠質瘤患者5a生存期常不到5%，所以，正確診斷和分級可以指導制定臨床治療方案，這對改善患者的預后很重要。

目前，影像學檢查是膠質瘤的主要檢查方法，MRI平掃和增強掃描不能準確判斷膠質瘤的良惡性，無法對腫瘤及周圍組織的病變做定量分析，同時也不能夠準確判斷腫瘤侵犯腦組織的確切范圍。每種單模態檢查都有局限性，而DTI通過多種參數和圖像后處理來反映不同組織的擴散特性，彌補了常規MRI的不足［4-5］。

本研究綜合考慮個體間年齡、體質量、病程以及腫瘤的大小和發病部位等，選用rADC、rFA值進行研究，這可以消除ADC、FA值得較多影響因素［6］。有研究認為，ADC值與細胞密度密切相關，ADC值越低細胞密度越大，而細胞構成是決定腫瘤級別的重要因素之一，所以ADC值可以用來反映腫瘤的分級診斷。在DTI檢測中，FA能夠反映水分子與細胞亞結構間的交互作用，健康人的FA較大，但當腦白質結構發生變化時，FA值會降低。FA值可以鑒別正常腦組織與腫瘤瘤體強化區，壞死囊變區，瘤周水腫帶，但無法鑒別腫瘤本身的腫瘤瘤體強化區，壞死囊變區，瘤周水腫帶無法鑒別。

本研究結果顯示，2組腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶的rFA值差異無統計學意義（P＞0.05），與Piyapittayanan［7］研究結果一致，說明FA值在膠質瘤分級中的價值不明顯；但rFA值在同級別膠質瘤的腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶間差異有統計學意義的（P＜0.05），說明FA對于區別膠質瘤的腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶有一定的指導意義。2組腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶的rADC值差異有統計學意義（P＜0.05），且低級別膠質瘤的腫瘤瘤體部分和瘤周水腫部分的rADC值高于高級別膠質瘤患者同部位的rADC值；對2組的組內rADC值比較，發現2組組內腫瘤瘤體部分和瘤周水腫部分的rADC值差異有統計學意義（P＜0.05），且瘤周水腫部分的rADC值高于腫瘤瘤體部分的rADC、rFA值。這與Li［8］、LEE［9］的研究結果一致的。這說明在膠質瘤病變區細胞密度低，細胞壞死或囊變，間質中自由水分子彌散運動較強，從而導致ADC值升高，同時也提示ADC可以用于區分腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶。

本研究DTT三維纖維束成像結果顯示，低級別膠質瘤瘤周纖維束主要表現為推移和輕度浸潤，說明纖維束較少被破壞，高級別膠質瘤瘤周纖維束主要表現為浸潤和破壞，說明纖維束破壞較多，且2組比較差異顯著（Z＝-4.24，P＜0.05），說明纖維束受破壞程度與腫瘤惡性程度呈正相關，與Chen Y［10］的研究結果一致。本文結果顯示rADC值與病理分級呈負相關，這提示rADC值越低，腫瘤的分級就越高，惡性程度越強。與Andrea［11］研究結果一致。

綜上，rADC值的測定有助于對膠質瘤的診斷和分級，rFA值的測定則有助于同級別膠質瘤的腫瘤瘤體部分和瘤周水腫帶區別，DTT三維纖維束成像結果可以用于指導臨床治療方案，對評價患者預后有重要作用，多模態MRI影像對膠質瘤患者診斷和分級的有重要的臨床價值。

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