MR氧攝取分數(shù)成像在星形細胞瘤分級的應(yīng)用研究

蘇昌亮，張佳旋，張順，江晶晶，蔣日烽，劉城霞，張巨，林暉，趙凌云*，朱文珍

MR氧攝取分數(shù)成像在星形細胞瘤分級的應(yīng)用研究

蘇昌亮1，張佳旋1，張順1，江晶晶1，蔣日烽1，劉城霞1，張巨1，林暉2，趙凌云1*，朱文珍1

目的 探究基于非對稱自旋回波(ASE)序列的氧攝取分數(shù)成像(OEF imaging)定量測量膠質(zhì)瘤氧攝取分數(shù)的可行性，評價相關(guān)定量指標在星形細胞瘤分級診斷中的診斷性能。材料與方法 32例經(jīng)病理診斷為星形細胞瘤的患者，其中Ⅱ級16例、Ⅲ級5例、Ⅳ級11例。所有受試對象掃描前均獲得書面知情同意，掃描序列包括橫斷面T1WI、T2WI、T2 FLAIR、增強T1WI 、ASE-OEF掃描。通過在腫瘤實體區(qū)手動繪制感興趣區(qū)的方式測量腫瘤氧攝取分數(shù)(OEF)，并對腫瘤標本進行ki-67免疫組化染色。采用獨立樣本t檢驗和單因素方差分析(oneway ANOVA)評價OEF定量指標在高低級別膠質(zhì)瘤中的差異并與傳統(tǒng)的MRI比較，采用受試者工作特征曲線進行診斷性能評價，采用Pearson相關(guān)分析OEF與Ki-67標記指數(shù)之間的相關(guān)性。結(jié)果 增強掃描中，16例低級別膠質(zhì)瘤10例表現(xiàn)為不強化，6例強化；16例高級別膠質(zhì)瘤中，僅有1例不強化，其余15例表現(xiàn)為不同程度強化，差異有統(tǒng)計學差異(P=0.002)。高級別膠質(zhì)瘤OEF明顯高于低級別組，差異具有統(tǒng)計學意義(17.00±2.47、20.46±2.98，P＜0.01)。觀察者間一致性分析顯示ICC=0.89，表明測量結(jié)果具有良好的一致性。Ki-67 LI在高低級別膠質(zhì)瘤中分別為48±54.01、5.8±8.76，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.01)；Pearson相關(guān)分析表明Ki-67 LI與OEF存在中等的相關(guān)性(r=0.406，P＜0.05)。依據(jù)有無強化診斷高低級別膠質(zhì)瘤的曲線下面積(AUC)為0.781，敏感度和特異度分別為93.8%和62.5%；定量指標OEF的診斷效能優(yōu)于增強掃描，AUC為0.852，當取閾值為19.55時有最大的診斷效能，敏感度和特異度分別為81.3%和87.5%。結(jié)論 基于EPI技術(shù)采集非對稱自旋回波(ASE)序列可用于無創(chuàng)性測量腫瘤組織氧攝取分數(shù)；定量指標OEF能良好的鑒別高低級別膠質(zhì)瘤，且能一定程度上反映腫瘤的增殖活性，在膠質(zhì)瘤診療中具有較大的潛在應(yīng)用前景。

氧攝取分數(shù)成像；磁共振成像；神經(jīng)膠質(zhì)瘤；腫瘤分級

ACKNOWLEDGMENTS National "Twelfth Five-Year" Program of Science & Technology Support (No. 2011BAI081310). National Natural Science Foundation of China (No. 8157021103, 81171308).

膠質(zhì)瘤是最為惡性顱腦腫瘤，病死率高，易復發(fā)。盡管手術(shù)、化療、放療、基因治療、免疫治療等治療方式快速發(fā)展，高級別惡性膠質(zhì)瘤的中位生存期仍僅為15個月左右[1]。準確地鑒別腫瘤的良惡性不僅對臨床治療選擇有決定性作用，而且有助于判斷患者預后。以往基于組織血流動力學改變的MR腫瘤分級技術(shù)多為需要靜脈注射對比劑的動態(tài)磁敏感加權(quán)成像和動脈自旋標記成像，而基于組織氧代謝變化的MR腫瘤分級技術(shù)少見報道。腦組織血氧供應(yīng)和需求在正常的生理狀況下處于動態(tài)平衡中，有利于正常功能的維持。氧攝取分數(shù)(oxygen extraction fraction，OEF)代表了神經(jīng)元攝取血液中氧的能力，通常指血液在流經(jīng)毛細血管網(wǎng)后組織攝取氧的百分比，能在一定程度上反映組織能量代謝的生理狀態(tài)。諸如急性卒中[2]、血管狹窄或堵塞導致的慢性缺氧等血液動力學異常的病理狀態(tài)，腦氧代謝率、OEF等生理指標會出現(xiàn)相應(yīng)的改變[3]。活體OEF成像有助于理解生理或病理狀態(tài)下組織的血氧代謝，便于疾病診斷和治療療效監(jiān)測。PET成像可用于測量病理狀態(tài)下的OEF，但具有放射性和操作難度大等特點。MRI檢查無輻射、無創(chuàng)傷性，然而，目前OEF-MRI技術(shù)尚未在臨床上常規(guī)使用。有學者證實結(jié)合GRE和SE的GESSE (gradient-echo sampling of spin echo)進行血氧飽和度測量是可行的，但存在成像時間長和忽略質(zhì)子彌散引起的信號衰減等局限性[4]。2003年An等[5]在SE序列的基礎(chǔ)上改變180°聚焦脈沖發(fā)射時間和增加彌散梯度獲得非對稱自旋回波(asymmetric spin-echo，ASE)序列，本文探索基于ASE技術(shù)對腦腫瘤的OEF測量研究，并評價病灶區(qū)OEF定量指標在鑒別良惡性腦膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用價值。

1　材料與方法

1.1研究對象

經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，本研究以2014年9月到2015年6月在本院擬診斷為膠質(zhì)瘤的55例患者為研究對象，所有受試對象行MR檢查前均獲得書面知情同意。納入標準：(1)首次就診，手術(shù)前未接受放化療等相關(guān)治療；(2)手術(shù)后病理證實為星形細胞瘤；(3)受試對象在MR 750上行ASE-OEF檢查，掃描圖像無嚴重頭動偽影。依照最終病理學的結(jié)果除外少突細胞膠質(zhì)瘤9例、淋巴瘤3例和未行手術(shù)治療6例及圖像資料不全者5例，最終將星形細胞瘤32例納入最終分析研究，男性18例，女性14例，年齡為13～75 (46.2±16)歲。病理分級參照2007年WHO分級標準，術(shù)后病理證實可納入研究的病例為32例，其中16例星形膠質(zhì)細胞瘤(Ⅱ級)、5例間變性星形細胞瘤(Ⅲ級)、11例膠質(zhì)母細胞瘤(Ⅳ級)，將Ⅱ級組歸為低級別，Ⅲ、Ⅳ級為高級別。對其中25例病例標本進行了Ki-67染色并計算Ki-67標記指數(shù)(labeling index，LI)，以百分數(shù)表示Ki-67，LI代表細胞的增殖程度。

1.2掃描方法

采用美國GE Discovery MR 750 3.0 T 掃描儀，梯度場和梯度切換率分別達到50 mT/m和200 T/m/s，32通道頭線圈，掃描時采用仰臥位，頭先進；檢查時耳朵塞上棉花，保護聽力，囑患者盡量保持頭不動。 所有患者均行橫斷面T1WI、T2WI、T2 FLAIR、SE-DWI、對比增強T1WI 、ASE-OEF掃描。 OEF掃描序列基于單次激發(fā)SEEPI序列，回波時間與SE序列相同，將180°聚焦脈沖與TE/2之間的時間間隔定義為τ，通過不斷改變τ值而同時保持TE為常數(shù)，從而實現(xiàn)對血流經(jīng)過毛細血管后的磁敏感效應(yīng)進行評估。研究中采用的τ值共23個，依次為20、20、20、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39 ms，掃描時間為3 min 30 s。掃描定位復制常規(guī)MRI序列定位相，具體參數(shù)為：FOV 24 cm× 24 cm，層厚5.0 mm，層間距1.5 mm，TR 4000 ms，TE minimum (39.1 ms)，矩陣 128×128， NEX為2.0，帶寬250，b值取20 s/mm2，四個方向。

1.3數(shù)據(jù)處理

受試對象完成全腦OEF掃描后，原始圖像被導入ADW 4.2工作站，采用Functional OEF后處理軟件行圖像處理。當TE保持為常數(shù)時，T2效應(yīng)可以被忽略掉，OEF的定義公式如下：

式中，γ是磁旋比，Hct是紅細胞比容(0.42)，Bo為主磁場強度， 為含氧和脫氧血液之間的磁化率的差異，每單位Hct為0.18。掃描獲得的磁共振信號可以用下面的公式描述：S(τ)=ρ(1-λ）·f（λ, σω, τ）·exp（-TE/T2） ·g（τ, T1, TR)[5]。通過對圖像數(shù)據(jù)擬合計算，最終解析得到σω，從而估算出OEF值。

2名具有豐富診斷經(jīng)驗的影像診斷醫(yī)生在未知病理結(jié)果的情況下，在腫瘤最大橫截面的層面手動繪制感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，測量腫瘤及對側(cè)正常白質(zhì)局部氧攝取分數(shù)OEF。ROI的放置原則：參考MRI常規(guī)掃描序列、增強或DWI序列的基礎(chǔ)上判斷腫瘤實體部分，盡可能包含腫瘤實體部分；盡可能避開腦室、 腦溝、囊變、壞死、出血和大血管。

1.4統(tǒng)計學方法

采用美國芝加哥大學spss 18.0軟件包進行統(tǒng)計學處理，定量指標滿足正態(tài)分布且方差齊性，高低級別比較采用獨立樣本t檢驗；采用Pearson相關(guān)分析OEF與Ki-67 LI的相關(guān)性；采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)評價不同測量者測量結(jié)果之間的一致性；ROC曲線評價定量指標的診斷效能，并計算相應(yīng)的敏感度和特異度；P=0.05為統(tǒng)計學有無差異臨界值。

2　結(jié)果

2.1腫瘤常規(guī)影像學表現(xiàn)

高低級別膠質(zhì)瘤均表現(xiàn)為長T1、長T2信號，伴或不伴水腫灶，低級別膠質(zhì)瘤可有囊變，高級別膠質(zhì)瘤部分伴壞死。增強掃描中，16例低級別膠質(zhì)瘤中表現(xiàn)為不強化有10例，強化有6例；16例高級別膠質(zhì)瘤中，僅有1例間變性星形細胞瘤不強化，環(huán)狀強化、實體區(qū)不均勻強化等有15例；有無強化在高低級別膠質(zhì)瘤中的差異有統(tǒng)計學差異(雙側(cè)Fisher精確概率法檢驗P=0.002)(表1)。

2.2OEF在高低級別膠質(zhì)瘤中的表現(xiàn)

結(jié)果顯示，OEF在高級別組明顯高于低級別組(圖1，2)；定量測量結(jié)果表明二者在高低級別腫瘤中差異具有統(tǒng)計學意義(17.00±2.47、20.46±2.98，P＜0.01)(表1，圖3)。觀察者間一致性分析中ICC=0.89 (95%CI：0.80～0.95)，表明相關(guān)結(jié)果具有良好的一致性。Ki-67 LI在高低級別膠質(zhì)瘤中分別為48±54.01、5.8±8.76，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.01)(表1)，Ki-67 LI與腫瘤實體區(qū)OEF值的相關(guān)分析表明二者存在中等的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.406 (P＜0.05)(圖4)。

2.3定性與定量指標的診斷效能

本研究中，包括基于腫瘤實體區(qū)有無強化的定性指標和基于OEF成像的定量指標在高低級別中均具有顯著性差異，ROC曲線分析表明，依據(jù)有無強化鑒別高低級別膠質(zhì)瘤的曲線下面積(area under curve，AUC)為0.781 (95%CI：0.613～0.949)，敏感度和特異度分別為93.8%和62.5%；定量指標OEF在鑒別高低級別膠質(zhì)瘤的診斷效能優(yōu)于增強掃描，AUC為0.852 (95%CI：0.712～0.991)，當取閾值為19.55時有最大的診斷效能，敏感度和特異度分別為81.3%和87.5%。

3　討論

本研究對基于ASE的OEF成像檢測腦腫瘤OEF及其鑒別高低級別膠質(zhì)瘤進行前瞻性研究，證實非對稱自旋回波可用于測量腫瘤實體的氧攝取分數(shù)，且OEF值在高低級別腫瘤中具有明顯的差異，隨著腫瘤級別的增加，腫瘤實體氧攝取分數(shù)逐漸增加。此外，腫瘤實體區(qū)OEF值與反映腫瘤增殖活性的Ki-67存在相關(guān)，能在一定程度上反映腫瘤的增殖活性。

表1　高低級別腫瘤的人口統(tǒng)計學和病理及影像學統(tǒng)計結(jié)果Tab. 1 The statistic analysis of demographic，pathological and radiographic results in high- and low- grade tumor

圖1　男，52歲，術(shù)后病理證實為星形細胞瘤Ⅱ級。A：T2 FLAIR表現(xiàn)為等、高信號；B：DWI表現(xiàn)為等、低信號；C：T1增強掃描顯示不強化；D：OEF圖，可見病灶區(qū)OEF偏低，免疫組化染色Ki-67為5% 圖2 男，54歲，膠質(zhì)母細胞瘤Ⅳ級。A：T2WI 表現(xiàn)為等、高信號伴周邊大片水腫，腫瘤實體可見壞死、液化；B：DWI表現(xiàn)為等、高混雜信號信號；C：T1增強掃描顯示不規(guī)則強化；D：OEF圖，可見病灶區(qū)OEF較正常白質(zhì)區(qū)高，免疫組化染色Ki-67為15%Fig. 1 Male, 52 years old, astrocytoma (Grade Ⅱ) proved by post-surgery pathologic examination. A: T2 Flair with a manifestation of higher signal intensity, B: Diffusion map has shown the unrestricted water molecular diffusion. C: T1+C with no obvious contrast enhancement. D: OEF Map with a distinct decrease of OEF in the lesions, the Ki-67 LI of this patient was 5%. Fig. 2 Male, 54 years old, Glioblastoma (Grade Ⅳ). A: T2WI has shown the solid part of tumor with iso- or hyper-intense surrounded by enormous edema areas. B: DWI manifested with a mixed signal intensity of iso-/hyper intensity. C: T1+C showed an irregularly enhancement in the solid part of tumor. D: OEF Map displayed an increased OEF value in the lesions, the Ki-67 LI of which was 15%.

3.1MR測量的OEF在膠質(zhì)瘤中的生物學意義

本研究結(jié)果證實OEF可以為鑒別高低級別膠質(zhì)瘤提供定量的診斷參數(shù)，能從分子層面描述腫瘤組織氧攝取的改變，并能一定程度上反映腫瘤的增殖活性。既往研究表明，功能型磁共振可用于無創(chuàng)性鑒別高低級別膠質(zhì)瘤[6-7]。高低級別膠質(zhì)瘤在生長速度、侵襲性和預后上都有明顯的差異，二者血液動力學也存在明顯的不同，低級別絕對血流定量明顯低于高級別高于對側(cè)正常腦組織。低級別膠質(zhì)瘤生長往往相對緩慢，在相當長的時間里保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)；腫瘤惡性增殖時，細胞內(nèi)蛋白合成增加，細胞分裂旺盛，往往需要更多的養(yǎng)分供應(yīng)。當血液養(yǎng)分不能及時提供足夠的養(yǎng)分時，腫瘤組織會發(fā)生壞死和產(chǎn)生缺氧的環(huán)境，促進局部血管的生成和增加從血液中對氧的獲取[8]。本研究中觀察到低級別膠質(zhì)瘤的OEF明顯低于高級別腫瘤的變化規(guī)律與上述結(jié)果相印證。研究報道腫瘤組織缺氧會誘導HIF-1α表達增加，MRI靶向活檢表明HIF-1α免疫組化染色與MRI特征相符[9]。筆者觀察到腫瘤實體區(qū)的OEF值與反映腫瘤增殖活性的Ki-67增殖指數(shù)具有相關(guān)性，影像學指標與病理學分子標記物相關(guān)進一步表明OEF能夠在分子層面反映腫瘤的分子生物學特性。

圖3　不同級別腫瘤中OEF差異顯著(P＜0.01)，OEF=19.55時，AUC=0.852，敏感度和特異度分別為81.3%和87.5%，優(yōu)于增強掃描(AUC=0.781，敏感度和特異度分別為93.8%和62.5%) 圖4 OEF與Ki-67 LI相關(guān)性。Pearson相關(guān)分析顯示，腫瘤實體區(qū)OEF值與Ki-67標記指數(shù)具有中等的相關(guān)性(r=0.406，P＜0.05)，表明氧攝取分數(shù)隨著腫瘤增殖活性的增加而增加Fig. 3 The difference of OEF in low-and high-grade glioma was signifcant （P＜0.01), with a value of 19.55，the AUC was 0.852 with 81.3% sensitivity and 87.5% specifcity，better than contrast scanning， the AUC， sensitivity and specifcity of which were 0.781， 93.8% and 62.5% seperately. Fig. 4 Correlation between OEF and LI Ki-67. The Pearson correlation analysis has revealed the media correlation between the value of OEF in the solid part of tumor and Ki-67 labeling index with the r=0.406 (P＜0.05), indicating the OEF of tumor increases with the increase of the tumor proliferation.

盡管16例高級別膠質(zhì)瘤OEF平均值高于低級別腫瘤，但有2例常規(guī)MRI未見明顯壞死的Ⅳ膠質(zhì)母細胞瘤OEF測量較低，與低級別膠質(zhì)瘤相近。腫瘤組織OEF值的大小可能與其自身對血氧需求程度有關(guān)，Yao等[8]氧代謝光學顯微成像研究證實膠質(zhì)母細胞瘤早期由于動脈血氧飽和度增加而OEF下降。腫瘤細胞侵襲性生長會破壞血腦屏障，導致對比劑滲漏出血管外，增強掃描表現(xiàn)為強化，既往研究表明腫瘤強化的方式與類型與腫瘤病理分級相關(guān)[10]，本研究結(jié)果同樣表明腫瘤強化與否在高低級別膠質(zhì)瘤中存在差異，但低級別膠質(zhì)瘤同樣可以表現(xiàn)為環(huán)狀強化，具有較低的特異度，而OEF在鑒別高低級別膠質(zhì)瘤時具有良好的特異度和敏感度。

3.2基于ASE序列的OEF測量腫瘤氧攝取分數(shù)的可行性

研究結(jié)果表明，基于磁共振的ASE-OEF成像技術(shù)可用于腫瘤無創(chuàng)性O(shè)EF測定。OEF測量大多基于Yablonskiy等[11]提出的模型，PET成像獲得的OEF可用于區(qū)分腫瘤與非腫瘤性病變[12]，相關(guān)血流參數(shù)有助于預測膠質(zhì)瘤患者預后[13]，但PET成像費用較高，操作復雜且具有放射性。含氧血紅蛋白具有非順磁性的特點，動脈血經(jīng)過毛細血管后去氧血紅蛋白增加，而去氧血紅蛋白為順磁性物質(zhì)，可加快組織T2*弛豫，導致測量的信號減低。隨著研究者對血氧水平依賴(blood oxygen level dependent，BOLD)成像原理理解的深入，磁場不均勻性導致的T2*弛豫改變在OEF研究領(lǐng)域不斷得到重視。國內(nèi)學者MRI研究觀察到慢性單側(cè)頸內(nèi)動脈和(或)顱內(nèi)血管狹窄患者腦組織OEF的變化[14]；國外研究同樣證實其可用于檢測生理或病理狀態(tài)下氧攝取分數(shù)、腦血流量和氧代謝指數(shù)，具有良好的可重復性[15]。本研究采用ASE-MRI對腫瘤組織OEF測量，發(fā)現(xiàn)高低級別膠質(zhì)瘤之間存在差異，與Tóth等[9]基于定量Bold效應(yīng)觀測到腫瘤OEF在不同腫瘤級別中的表現(xiàn)結(jié)果類似。盡管基于EPI 序列采集T2*信號不可避免的會受到磁敏感偽影的影響，造成OEF圖像部分信號丟失，但是ASE序列通過改變SE序列聚焦脈沖的發(fā)射時間，實現(xiàn)對組織OEF的測量。此外，ASE序列通過施加微弱的彌散梯度場，抑制了血管內(nèi)信號的影響，而質(zhì)子彌散導致的信號衰減在所有回波中保持一致，且保持TE為常數(shù)可以將彌散效應(yīng)降至最低，更有利于對靜脈血容量得到更準確的定量OEF值[5]。

目前，腦組織OEF值的大小依然尚未統(tǒng)一，既往報道多集中在40%左右，但有部分研究報道為30%左右[16-17]。最新3.0 T MRI研究表明正常白質(zhì)和灰質(zhì)區(qū)相對OEF分別為0.6和0.9[18]，有別于既往報道的0.4，研究表示采用MRI絕對定量相對腦血容量（rCBV）、T2和T2*仍然存在一定的困難，但標準化、可重復的rCBV、T2和T2*測量對于獲得有意義的相對OEF是可行的。我們觀察到對側(cè)正常組織和腫瘤組織的OEF值分別為19.17和18.28，相較于既往的研究報道測量結(jié)果偏低。2003年An等[5]在ASE測量OEF研究中采用b=120 s/mm2，測得正常腦組織的OEF為46.5%。由于磁場中水分子的彌散運動可引起MR信號改變且b值過小可能只能部分消除血管內(nèi)MR信號的影響，本研究中采用了b= 20 s/mm2也許能部分解釋差異存在。組織缺氧可能會導致低估OEF值，對定量Bold信號進行校正可能會有助于準確測量OEF值[19]，但ASE如何能更精確探測OEF有待于進一步探究。

3.3研究的局限性

本研究成功地采用ASE序列對高低級別膠質(zhì)瘤進行了鑒別診斷研究，但仍存在以下不足。首先，納入的病例不夠， 其中Ⅲ級膠質(zhì)瘤僅僅包含了5例，本研究中OEF尚不能區(qū)別Ⅲ、Ⅳ級膠質(zhì)瘤，仍有待進一步補充相關(guān)病例進行論證。其次，由于PET檢查費用昂貴且具有放射性，本研究未與PET成像進行對照，一定程度上降低了研究的論證力度。

綜上所述，ASE序列能夠檢測到氧含量較高的動脈血通過毛細血管后的信號改變，可用于無創(chuàng)性測量腫瘤組織OEF值，相關(guān)定量信息能準確地鑒別高低級別膠質(zhì)瘤，且能在一定程度上反映腫瘤的增殖活性，可作為臨床無創(chuàng)性腫瘤術(shù)前分級的生物學標志物。本研究為基于非對稱自旋回波的OEF成像技術(shù)在星型膠質(zhì)瘤應(yīng)用中的初探，如何獲得更加精準的OEF定量指標仍有待進一步開發(fā)，OEF的臨床應(yīng)用價值值得期待。

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The application of MR oxygen extraction fraction imaging in astrocytoma grading

SU Chang-liang1, ZHANG Jia-xuan1, ZHANG Shun1, JIANG Jing-jing1, JIANG Rifeng1, LIU Cheng-xia1, ZHANG Ju1, LIN Hui2, ZHAO Ling-yun1*, ZHU Wen-zhen1

1Department of Radiology of Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China

2GE （China） Medical Group Wuhan Offce， Wuhan 430022， China

*Correspondence to: Zhao LY, E-mail: yummyqq@126.com

Objective: To explore the feasibility of quantitative measuring glioma oxygen extraction fraction (OEF) with OEF-imaging based on asymmetric spinecho and to evaluate the diagnostic performance of OEF-related quantitative index in differentiating low- and high-grade gliomas. Materials and Methods: Thirtytwo patients who were diagnosed with glioma via histopathology were recruited in the study, among which 16 cases were astrocytoma (grade Ⅱ), 5 cases of anaplastic astrocytoma and 11 cases of glioblastoma. The informed consent forms were obtained before the patients received MR scanning and the protocol employs axial T1WI、T2WI、T2FLAIR、SE-DWI、T1WI+C and ASE-OEF. The OEF of solid part of tumor and contralateral white matter was manually measured by. The statistic analysiswas based on independent-sample t-test and one-way ANOVA, to identify the manifestation and diagnostic performance in low- and high-grade gliomas, the Pearson correlation analysis was applied to analyze the correlation between OEF and Ki-67 labeling index (Ki-67 LI). Results: In enhancement scanning, nonenhancement showed in ten of 16 low-grade gliomas, while only one patient showed nonenhancement， the difference of enhancement in low- and high-grade glioma was signifcant （P=0.002). The OEF in highgrade glioma was signifcantly higher than that in low-grade glioma （17.00±2.47 VS 20.46±2.98， P＜0.01), the intra-class correlation coeffcient was 0.89 indicating a good consistency in measurement results. The difference of Ki-67 LI in gliomas was signifcant（48±54.01, 5.8±8.76, P=0.01) and the Ki-67 LI was mildly correlated with OEF (r=0.406, P＜0.05). The AUC of qualitative index depending on enhancement or nonenhancement in tumor solid part was 0.781 with 93.8% sensitivity and 62.5% specifcity， while the AUC of OEF in differentiating low-and high-grade gliomas was 0.852 at a best threshold value of 19.55 with 81.3% sensitivity and 87.5% specifcity. Conclusions: The ASE-MRI based on EPI can be applied in non-invasive measurement of glioma OEF. The quantitative parameter OEF is a excellent biomarker in differentiating high- and low-grade gliomas with good diagnstic performance and partly refects the tumor proliferations. The potential application value of OEF in the diagnosis and management of glioma is worthwhile.

Oxygen extraction fraction imaging; Magnetic resonance imaging; Glioma; Neoplasm grading

28 May 2016, Accepted 23 Aug 2016

國家自然科學基金(編號：8157021103、81171308)；國家十二五支撐計劃(編號：2011BAI08B10)

1. 華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科，武漢 430030

2. 通用電氣醫(yī)療集團 通用電氣(中國)醫(yī)療集團武漢辦事處，武漢 430022

趙凌云，E-mail：yummyqq@126.com

2016-05-28

接受日期：2016-08-23

R445.2；R739.41

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.09.001

蘇昌亮, 張佳旋, 張順, 等. MR氧攝取分數(shù)成像在星形細胞瘤分級的應(yīng)用研究. 磁共振成像, 2016, 7(9): 641-646.