三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記聯(lián)合彌散加權(quán)成像在腦膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)診斷中的應(yīng)用價(jià)值*

魏春燕，王丙聚,張利安

延安大學(xué)咸陽(yáng)醫(yī)院(咸陽(yáng)712000)

腦膠質(zhì)瘤(Brain glioma，BG)屬于臨床中主要的顱內(nèi)腫瘤之一，在我國(guó)的發(fā)病率約為每10萬(wàn)人中5～8例，BG患者多表現(xiàn)為頭暈、嘔吐、復(fù)視、癲癇等癥狀，手術(shù)致殘率高，5年生存率低，嚴(yán)重影響患者的生命健康[1]。目前臨床中通常根據(jù)WHO的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將BG分為四級(jí)，不同級(jí)別的BG，治療方法具有明顯差異，通過(guò)對(duì)BG進(jìn)行術(shù)前分級(jí)診斷，有助于治療方案的優(yōu)化[2]。磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)為BG診斷的常用方法，能夠?qū)G患者的腦解剖結(jié)構(gòu)、腫瘤位置、出血、占位效應(yīng)、侵襲范圍等進(jìn)行顯示，但是對(duì)BG分級(jí)診斷的準(zhǔn)確率較低，尤其是對(duì)于Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)BG[3]。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(Three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL)屬于新型的無(wú)創(chuàng)腦灌注成像技術(shù)，能夠有效避免磁敏感，對(duì)BG患者病灶處的血管和血供情況能夠進(jìn)行清晰顯示，進(jìn)而有助于對(duì)BG惡性程度的評(píng)價(jià)。MRI彌散加權(quán)成像(Diffusion weighted imaging，DWI)能夠?qū)颊呓M織的水分子交換運(yùn)動(dòng)進(jìn)行反映，BG患者顱內(nèi)腫瘤細(xì)胞間隙相對(duì)于正常腦組織偏低，使水分子運(yùn)動(dòng)受到影響，研究發(fā)現(xiàn)，不同級(jí)別的BG患者腫瘤組織水分子運(yùn)動(dòng)具有較大的差異[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，DWI聯(lián)合3D-ASL在BG患者術(shù)后復(fù)發(fā)診斷中的重復(fù)性好，操作簡(jiǎn)單，診斷價(jià)值較高，但是目前關(guān)于兩者在BG術(shù)前分級(jí)診斷中的研究較少[5]。因此，本研究納入BG患者142例，對(duì)此進(jìn)行了研究，以期為臨床應(yīng)用提供參考。

資料與方法

1 一般資料 回顧性分析2017年1月至2019年12月我院收治的BG患者142例，根據(jù)BG的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]，將Ⅰ-Ⅱ級(jí)納入低級(jí)別BG組，Ⅲ-Ⅳ級(jí)納入高級(jí)別BG組。其中低級(jí)別BG組64例，均為星形細(xì)胞瘤，男36例，女28例，年齡18～71歲，平均(45.97±12.45)歲。高級(jí)別BG組78例，間變膠質(zhì)瘤41例，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤37例，男47例，女31例，年齡23～70歲，平均(46.43±12.93)歲。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核后進(jìn)行。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)術(shù)后病理診斷，首次確診為BG；符合BG手術(shù)指征；知情同意；年齡≥18周歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：放化療史；合并其他顱內(nèi)腫瘤；臨床資料不全；顱內(nèi)手術(shù)史；精神障礙不能配合檢查；BG復(fù)發(fā)患者。

2 檢查方法 對(duì)所有BG患者均進(jìn)行MRI掃描，使用德國(guó)西門(mén)子MAGNETOM Skyra 3.0T超導(dǎo)型磁共振系統(tǒng)，選擇8通道頭部線(xiàn)圈進(jìn)行檢查。常規(guī)序列平掃后，首先進(jìn)行DWI檢查，使用EPI序列，參數(shù)設(shè)置為：視野200×192，TR5060 ms，層厚5.0 mm，TE66 ms，b值取0和1000 s/mm2，掃描48 s。3D-ASL檢查中，使用FSE序列，對(duì)患者顱底至顱頂進(jìn)行全面掃描，采集3D-Spiral全腦血流灌注圖像，參數(shù)設(shè)置為：矩陣96×91，TR4683.0 ms，層厚4.0 mm，帶寬62.5 kHz，TE10.5 ms，掃描216 s。隨后將圖像上傳至工作站進(jìn)行處理，使用兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行處理和評(píng)價(jià)。

3 觀察指標(biāo) ①兩組DWI參數(shù)比較：對(duì)兩組DWI掃描后形成的圖像進(jìn)行分析，于病灶區(qū)域和健側(cè)腦白質(zhì)區(qū)獲得感興趣區(qū)(ROI)，獲得ROI時(shí)，應(yīng)注意勿選擇出血、壞死等的病變部位。隨后分別計(jì)算病灶區(qū)域和健側(cè)腦白質(zhì)區(qū)的表觀彌散系數(shù)(ADC)，并計(jì)算rADC，其中rADC為病灶區(qū)域與健側(cè)腦白質(zhì)區(qū)的ADC比值。 ②兩組3D-ASL參數(shù)比較：對(duì)兩組3D-ASL掃描后形成的腦血流圖像進(jìn)行分析，于病灶組織血流灌注最大的區(qū)域處獲得ROI，并測(cè)定BG腦血流最大值(TBF)和健側(cè)腦白質(zhì)血流(CBF)，根據(jù)公式計(jì)算rTBF，其中rTBF=TBF/CBF。③DWI聯(lián)合3D-ASL對(duì)BG術(shù)前分級(jí)的診斷價(jià)值：使用受試者工作(ROC)曲線(xiàn)，分別對(duì)DWI、3D-ASL以及DWI聯(lián)合3D-ASL對(duì)BG術(shù)前分級(jí)的診斷價(jià)值進(jìn)行分析。其中DWI聯(lián)合3D-ASL參數(shù)分別由ADC+TBF、rADC+rTBF表示。并記錄各參數(shù)的曲線(xiàn)下面積(AUC)、截?cái)嘀怠⒔財(cái)嘀迪蚂`敏度和特異度等信息。

結(jié) 果

1 兩組DWI參數(shù)比較 高級(jí)別BG組患者的ADC和rADC明顯低于低級(jí)別BG組(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組DWI參數(shù)比較

2 兩組3D-ASL參數(shù)比較 高級(jí)別BG組患者的TBF和rTBF均明顯高于低級(jí)別BG組(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 兩組3D-ASL參數(shù)比較

3 DWI聯(lián)合3D-ASL對(duì)BG術(shù)前分級(jí)的診斷價(jià)值 ROC曲線(xiàn)分析可得AUCrADC+rTBF>AUCrTBF>AUCTBF>AUCrADC>AUCADC+ TBF>AUCADC。rADC+rTBF的AUC為0.934，截?cái)嘀迪碌撵`敏度為92.30%，特異度為96.90%，優(yōu)于其他參數(shù),見(jiàn)表3。

表3 DWI聯(lián)合3D-ASL對(duì)BG術(shù)前分級(jí)的診斷價(jià)值

討 論

BG可產(chǎn)生占位效應(yīng)，導(dǎo)致患者發(fā)生頭暈、癲癇、頭痛等癥狀，其復(fù)發(fā)率高，患者術(shù)后生存期短，對(duì)患者生命健康產(chǎn)生較大影響[7-9]。臨床中將Ⅰ-Ⅱ級(jí)歸為低級(jí)別BG，Ⅲ-Ⅳ級(jí)歸為高級(jí)別BG，隨著級(jí)別的增加，BG患者腫瘤新生血管、血流量等均發(fā)生了明顯改變，使治療策略也有較大差別。影像學(xué)為BG診斷的常用方法，目前臨床中多采用MRI平掃和增強(qiáng)掃描進(jìn)行BG的術(shù)前診斷，其分辨率高，安全性好，然而，MRI僅能夠提供血腦屏障改變等的信息，在BG分級(jí)定量診斷以及新生血管發(fā)生中的診斷效果有限[6]。此外，在增強(qiáng)掃描中，對(duì)比劑的使用對(duì)部分患者的適用性較差，增加了腎臟損傷的風(fēng)險(xiǎn)。DWI和3D-ASL均屬于無(wú)創(chuàng)檢查手段，其中DWI能夠?qū)δX組織中的水分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，反映腫瘤細(xì)胞增殖、密度等結(jié)構(gòu)改變信息，為病變組織的診斷提供參考[10]。BG患者中腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移等均會(huì)導(dǎo)致新生血管的生成，研究發(fā)現(xiàn)，不同臨床分級(jí)的BG患者，其腫瘤新生血管數(shù)量、浸潤(rùn)程度等均具有較大的差異，導(dǎo)致血流灌注與正常組織相比，發(fā)生了明顯變化[11]。3D-ASL通過(guò)監(jiān)測(cè)內(nèi)源性示蹤劑的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到衡量組織灌注水平的檢測(cè)方法，研究發(fā)現(xiàn)，3D-ASL成像范圍大，能夠得到全腦三維圖像，同時(shí)，還能夠避免磁敏感偽影的產(chǎn)生，為BG術(shù)前分級(jí)診斷提供了良好的技術(shù)支持，能夠明顯提高M(jìn)RI常規(guī)診斷的準(zhǔn)確率[12]。研究發(fā)現(xiàn)，與MRI其他掃描模式相比，3D-ASL和DWI中均無(wú)需使用對(duì)比劑，因此更加安全，操作也更加簡(jiǎn)便，且重復(fù)性好[13]。

ADC為DWI診斷中的重要參數(shù)，能夠有效反映組織中水分子的活動(dòng)，并隨著水分子活躍度的增加，ADC提高。本研究中發(fā)現(xiàn)，與低級(jí)別BG組相比，高級(jí)別BG組患者的ADC和rADC明顯偏低，這可能是由于高級(jí)別BG患者中腫瘤細(xì)胞增殖快，數(shù)量多，使細(xì)胞間隙降低，水分子運(yùn)動(dòng)減慢，ADC下降更為明顯。有研究中對(duì)DWI在BG患者中的診斷價(jià)值發(fā)現(xiàn)，ADC1.45為BG分級(jí)的臨界值[14]。本研究中發(fā)現(xiàn)，ADC取值1.23時(shí)，可對(duì)BG低級(jí)別和高級(jí)別病變進(jìn)行良好的診斷，兩者之間的差異可能是樣本的不同，同時(shí)，MRI設(shè)備、檢測(cè)參數(shù)的差異也會(huì)使ADC值表現(xiàn)出一定的差異[15]。為了降低個(gè)體差異，減少測(cè)量誤差，本研究同時(shí)納入rADC進(jìn)行分析，結(jié)果表明AUCrADC>AUCADC，提示rADC在反映BG分級(jí)診斷中具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

TBF為3D-ASL定量診斷的常用指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)，其可對(duì)腫瘤組織新生血管性質(zhì)、侵襲性等進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，并與微血管密度等腫瘤血管指標(biāo)具有良好的一致性[16]。由于TBF極易受到個(gè)體差異的影響，因此本研究中另選取rTBF進(jìn)行了分析，以排除個(gè)體差異。本研究發(fā)現(xiàn)，與低級(jí)別BG組相比，高級(jí)別BG組患者的TBF和rTBF明顯更高，提示3D-ASL在BG診斷中不僅能夠直觀反映患者病灶組織的血流灌注情況，還能夠進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，進(jìn)而有助于對(duì)BG的分級(jí)診斷。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分低級(jí)別組患者表現(xiàn)為腫瘤血流高灌注，這可能是由于血管分流以及部分腫瘤細(xì)胞基因突變所致[17]。有部分高級(jí)別組患者表現(xiàn)為腫瘤血流低灌注，這可能是由于部分患者腫瘤血管發(fā)生迂曲，使在3D-ASL中的血流信號(hào)發(fā)生延遲所致[18]。本研究進(jìn)一步對(duì)3D-ASL參數(shù)在BG分級(jí)中的診斷價(jià)值使用ROC曲線(xiàn)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，AUCrTBF>AUCTBF，提示rTBF在衡量3D-ASL對(duì)BG術(shù)前診斷效能中，具有更高的應(yīng)用價(jià)值。有研究中發(fā)現(xiàn)，在對(duì)BG分級(jí)診斷中，TBF的截?cái)嘀禐?5 ml/(min·100 g)時(shí)診斷價(jià)值最高，本研究中TBF截?cái)嘀禐?2.49 ml/(min·100 g)時(shí)，診斷靈敏度為84.60%，特異度為79.70%，差異的產(chǎn)生可能是由于樣本、儀器等的不同所致，關(guān)于TBF在BG分級(jí)診斷中的應(yīng)用，還需擴(kuò)大樣本進(jìn)行更為深入的研究[19]。

本研究中，通過(guò)ROC曲線(xiàn)分析，3D-ASL的診斷價(jià)值優(yōu)于DWI，這可能是由于DWI在檢查中更易受到組織灌注、掃描序列、擴(kuò)散系數(shù)等多方面因素的影響，而使其在BG分級(jí)中的診斷價(jià)值下降，而3D-ASL在掃描中，通過(guò)使用FSE序列、螺旋采集等技術(shù)，明顯減少了圖像變性和偽影，并增加了圖像的信噪比，進(jìn)一步擴(kuò)大了掃描范圍，使其分辨率明顯優(yōu)于DWI。此外，本研究對(duì)DWI和3D-ASL聯(lián)合應(yīng)用在BG分級(jí)診斷中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了進(jìn)一步分析，結(jié)果表明，rADC+rTBF的診斷價(jià)值優(yōu)于其他參數(shù)，AUC為0.934，在截?cái)嘀?.03下，靈敏度達(dá)92.30%，特異度達(dá)96.90%，提示聯(lián)合應(yīng)用DWI和3D-ASL提高了對(duì)BG分級(jí)的診斷價(jià)值。分析原因，可能是與DWI能夠反映BG患者腫瘤細(xì)胞密度，3D-ASL能夠反映腫瘤組織的血流灌注、血管侵襲等情況，兩者聯(lián)合應(yīng)用下，能夠減少單一方法不足對(duì)診斷產(chǎn)生的影響，進(jìn)而使診斷準(zhǔn)確率有所提高[20]。

綜上所述，DWI和3D-ASL均可作為BG術(shù)前分級(jí)診斷中的重要無(wú)創(chuàng)檢測(cè)手段，與DWI相比，3D-ASL在BG術(shù)前分級(jí)中的診斷價(jià)值更高，聯(lián)合應(yīng)用DWI和3D-ASL下，能夠?qū)崿F(xiàn)兩種診斷方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使診斷價(jià)值進(jìn)一步提高。