多參數磁共振成像在腦膠質瘤中的應用研究

許 超，俞 茜，王 鴻

(1.延安大學附屬醫院放射科，陜西 延安 716000；2.西安市高新醫院放射科，陜西 西安 710075)

腦膠質瘤是一種常見原發性顱腦腫瘤，是大腦、脊髓中膠質細胞發生癌變導致，由先天遺傳高危因素及后天外界致癌因素共用作用引起[1]。腦膠質瘤按照腫瘤細胞形態可分為星型細胞瘤、少枝細胞瘤、混合膠質瘤及室管膜瘤，按照腫瘤惡性程度分為低級別膠質瘤及高級別膠質瘤，按照腫瘤位置分為幕上膠質瘤、幕下膠質瘤及橋腦膠質瘤[2]。腦膠質瘤臨床病癥與其腫瘤占位效應及影響的腦部功能有關，通常會造成患者頭痛、癲癇、視線模糊等[3]。不同級別膠質瘤引起病癥速度也有所不同，低級別膠質瘤患者病史可長達幾年，高級別膠質瘤患者則幾個月內即出現明顯臨床癥狀。由于不同級別腦膠質瘤治療方案不同，因此術前準確分級十分關鍵[4]。磁共振成像(MRI)是常用影像學檢測手段[5]，隨著MRI技術發展，通過多種參數顯示，可更有效評估膠質瘤分級情況。

1 資料與方法

1.1 一般資料2016年1月到2018年1月到延安大學附屬醫院就診腦膠質瘤患者80例，年齡37～61歲[(43.38±4.55)歲]；男49例，女31例；按照不同惡化情況分為低級別組36例(I級膠質瘤10例，II級膠質瘤26例)，高級別組44例(III級膠質瘤28例，IV級膠質瘤16例)。納入標準：①經過病理學檢查確診為腦膠質瘤者；②患者及家屬知情并簽署知情同意書，醫院倫理委員會同意該研究。排除標準：①心血管疾病患者；②合并其他腦部疾病者；③糖尿病者；④肝腎功能嚴重異常者；⑤合并其他惡性腫瘤患者；⑥哺乳、妊娠期者；⑦精神疾病者；⑧對所用造影劑過敏者。

1.2 檢測方法所有患者均進行顱腦部位MRI平掃、彌散加權成像(DWI)、磁共振灌注成像(PWI)、定量動態對比加強磁共振(DCE-MRI)、多體素共振波譜(MRS)、擴散張量成像(DTI)。選擇德國西門子公司生產3.0 t MRI儀器(verio，32通道頭線圈)，患者呈仰臥位，檢查期間叮囑患者制動，避免出現運動偽影，依次進行MRI平掃、DWI、PWI、DCE-MRI、DTI、MRS檢查，平掃層厚選擇5 mm，層間距1.5 mm；多體素MRS檢查時應避免血管、顱骨、鈣化部位，以腫瘤最大截面為中心掃描；DTI掃描時選擇層厚5 mm，選擇層間距1.5 mm，彌散方向選擇15；患者進行動態加強掃描第二個加強期后通過高壓注射器向患者靜脈注射釓雙胺對比劑(國藥準字J20100061，通用電氣藥業上海有限公司，10 ml)，注射劑量0.2 ml/kg，注射速度3 ml/s；PWI采用二維測量，掃描參數為矩陣128×128，TR/TE為1200/23 ms，每個層面收集50時相，掃描80 s；感興趣區(ROI)按照常規MRI中T1 WI、T2 WI及增強T1 WI圖像共同確定放置，測量5次取平均值，腦實質區為T1 WI增強掃描中最大強化程度區域，腦周水腫區為腫瘤組織周圍T1 WI低信號而T2 WI高信號區域，并在病灶對側正常腦組織區域選擇大小相同ROI，ROI范圍為30像素左右，需避開血管、腦溝、腦池等影響。

1.3 觀察指標①統計兩組病灶處異性分數(FA)、平均擴散系數(DCavg)、表觀擴散系數(ADC)，膽堿(Cho)/N-乙酰天門冬氨酸(NAA)及膽堿(Cho)/肌酸(Cr)；②統計兩組病灶處滲透性參數(Ktrans)、血液回流常數(kep)、血漿容積(vp)、腦血流量(CBF)、腦血容量(CBV)及平均通過時間(MTT)；③統計兩組病灶處腫瘤實質部分相對腦血容量(rCBVt)、相對腦血流(rCBFt)，腫瘤周圍水腫部分rCBVe、rCBFe；④統計上述指標診斷閾值及多種參數MRI聯合診斷效能。

1.4 統計學方法采用SPSS 17.0軟件處理數據。計量資料比較采取t檢驗；采用ROC曲線分析診斷閾值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組FA、DCavg、ADC、Cho/NAA、Cho/Cr水平比較高級別組Cho/NAA、Cho/Cr水平高于低級別組，ADC水平低于低級別組(P<0.05)；ADC診斷閾值為1.02×10-3mm2/s，ROC下面積0.905；Cho/NAA診斷閾值為2.03，ROC下面積0.787；Cho/Cr診斷閾值為2.10，ROC下面積0.810；兩組FA、DCavg水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1，圖1、圖2。

表1 兩組FA、DCavg、ADC、Cho/NAA、Cho/Cr水平比較

圖1 ADC參數的ROC曲線

圖2 Cho/NAA、Cho/Cr的ROC曲線

2.2 兩組Ktrans、kep、vp、CBF、CBV、MTT水平比較高級別組Ktrans、CBF、CBV高于低級別組(P<0.05)；Ktrans診斷閾值為0.25 mm2/s，ROC下面積0.782；CBF診斷閾值為1.51 ml/(g·min)，ROC下面積0.870；CBV診斷閾值為0.19 ml/g，ROC下面積0.742；兩組kep、vp比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2，圖3。

圖3 Ktrans、CBF、CBV的ROC曲線

2.3 兩組rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平比較

高級別組rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平均高于低水平組(P<0.05)；rCBVt診斷閾值為2.33 ml/g，ROC下面積0.833；rCBFt診斷閾值為2.08 ml/(g·min)，ROC下面積0.843；rCBVe診斷閾值為1.04 ml/g，ROC下面積0.784；rCBFe診斷閾值為0.96 ml/(g·min)，ROC下面積0.813。見表3，圖4。

表2 兩組Ktrans、kep、vp、CBF、CBV、MTT水平比較

表3 兩組rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平比較

圖4 rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe的ROC曲線

2.4 多種參數MRI聯合診斷效能與病理學標準比較，多種參數MRI聯合診斷效能準確率為92.50%，靈敏度94.44%，特異度90.91%。

3 討論

原發性腦腫瘤為腫瘤相關死亡十大原因之一，在全身腫瘤中占比5%左右，在全身惡性腫瘤導致死亡中占比3%左右[6]。腦膠質瘤是最常見發生于腦實質中原發腫瘤，占比45%，多見于40歲以上人群[7]。隨著惡性程度加重將影響治療方式及預后，低級別腫瘤可僅采取保守治療及隨訪，高級別腫瘤則需進行手術治療及放化療方式，且高級別腫瘤預后更差[8]。臨床上需要根據分級結果選擇治療方式及評估預后，因此需準確對患者術前進行分級。單純MRI掃描在膠質瘤分級上存在局限，無法通過強化程度準確判斷腫瘤惡性程度。

功能MRI是新型成像技術，包括PWI、DTI、MRS等，對腫瘤生理代謝、血流動力學及彌散等可進行全面評估。DTI技術是通過水分子擴散存在各向異性得到FA及DCavg等參數，其中FA值取決于不同組織微結構，DCavg取決于腫瘤細胞密集程度[9]。MRS可顯示腫瘤內部代謝狀況，得到NAA、Cho等代謝產物參數進行分析[10]。DWI是目前成像方法中唯一可微觀反應水分子擴散運動成像方式，通過ADC值可量化水分子彌散能力，有研究顯示ADC值與膠質瘤惡性程度負相關[11]。PWI可評估患者組織微血管分布及血流灌注情況，患者生存期與膠質瘤血管化程度有關，因此可利于評估患者預后[12]。DCE-MRI是基于血容量、細胞外液成分等影響血腦屏障通透性，從而提供血管滲透性等參數信息[13]。

本研究發現高級別組ADC值更低，可能原因為高級別腦膠質瘤細胞分布密集，導致水分彌散受限；高級別組Cho/NAA、Cho/Cr水平更高，可能原因為高級別腫瘤細胞增殖能力更強，細胞膜轉換速率更快，馮貴堂等[14]研究發現高級別腦膠質瘤患者ADC值低于低級別腦膠質瘤患者，Cho/NAA、Cho/Cr高于低級別腦膠質瘤患者。本研究發現高級別組Ktrans、CBF、CBV水平更高，可能原因為高級別膠質瘤患者腫瘤血管生成更多，血管通透性更高，提升腦部血流量及血容量，孫勝杰等[15]研究發現通過DCE-MRI聯合灌注多參數分析高級別腦膠質瘤患者Ktrans、CBF、CBV水平均高于低級別患者。本研究發現高級別組rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平均更高，說明高級別患者腫瘤實質及周圍水腫部分血容量及血流量更高。

綜上所述，通過多參數MRI檢測腦膠質瘤患者，高級別患者Cho/NAA、Cho/Cr水平高于低級別組，ADC水平低于低級別組；Ktrans、CBF、CBV高于低級別組；rCBVt、rCBFt、rCBVe、rCBFe水平均高于低水平組。