3D動脈自旋標記全腦灌注成像技術在腦腫瘤診斷與分級中的應用價值

何漢 文海 陳佩儀 梁開文

腦腫瘤是常見的神經外科疾病,病理類型多,不同類型、不同級別的腦腫瘤治療方案存在差異性,且預后效果也不相同［1,2］,早期對腦腫瘤類型、分級進行鑒別診斷,便于臨床制定針對性的治療方案,以促進患者預后效果的提升［3］。MRI 是診斷腦腫瘤的常用影像學技術,但其在臨床診斷中仍存在漏診、誤診等情況,在腦腫瘤診斷、分級方面存在一定的不足。動脈自旋標記成像(arterial spin labeling,ASL) 技術是MRI 腦灌注成像的新技術［4］,可對組織微血管分布、血流灌注情況進行反映,同CT 灌注成像、MRI 動態磁敏感增強成像等進行比較,其安全性更高,但是傳統的ASL 序列成像存在信噪比低、掃描速度慢等不足,臨床應用存在局限性。而3D-ASL 技術具有掃描速度快、可重復性強等優勢,能夠達到全腦成像,故本文對3D-ASL 全腦灌注成像技術應用于腦腫瘤診斷、分級中的效果進行分析。闡述如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機擇取本院2018 年7 月～2019 年6 月期間經病理證實的腦腫瘤患者36 例作為研究對象。其中,男20 例,女16 例；年齡19～64 歲,平局年齡(42.65±7.89)歲。病理檢查結果：膠質瘤18 例,腦膜瘤8 例,轉移瘤10 例。納入標準：所有患者均自愿參與本次研究且臨床資料齊全；無相關檢查禁忌證。排除標準：既往存在腦腫瘤切除史的患者；存在急慢性感染、血液系統疾病的患者；存在精神異常、心理障礙的患者。

1.2 方法

1.2.1 檢查方法 儀器選用美國GE SIGNA Creator 1.5TMR 掃描儀以及8 通道頭頸聯合線圈。對患者進行常規MRI 平掃［T1WI、T2WI、彌散加權成像(DWI)、T2-FLAIR］、常規增強掃描以及3D-ASL 序列掃描。掃描參數：T1WI、T2WI 的回波時間(TE)分別為24、120 ms,重復時間(TR)分 別 為2000、4800 ms,視野(FOV)、矩陣均為24 cm×24 cm、256×256,層厚分別為1.2、6 mm,層數均為18 層,層間距均為1 mm,帶寬分別為15.63、41.66；DWI 的TE、TR、FOV、層厚、層間距、b 值分別為24 ms、5800 ms、24 cm×24 cm、5 mm、0 mm、1000 s/mm2,矩陣為256×256；T2-FLAIR 的TE、TR、FOV、層厚、層間距分別為145 ms、8400 ms、24 cm×24 cm、6 mm、1 mm,矩陣為256× 256；3D-ASL 掃描應用偽連續式動脈自轉標記技術以及三維容積采集技術,TE、TR 分別為10.5、4632 ms,層數36層,層厚4 mm,矩陣為96×96,激勵次數為3次,采集與標記時間間隔、掃描時間分別為1525 ms、4 min 29 s。以3.0 ml/s 的速率注入釓貝葡胺0.2 mmol/kg。

1.2.2 圖像處理 將獲得的圖像上傳至工作站進行處理,自動生成3D-ASL 的腦血流量(cerebral blood flower,CBF)圖,聯合常規序列掃描圖像確定瘤體實性最大層面,并設置4 個大小為35 mm2的感興趣區,得到相應的CBF 值,計算腫瘤的rCBF。同時由2 名以上具備豐富經驗的診斷醫師分析常規MRI 序列、3D-ASL 全腦灌注成像的圖像。

1.3 觀察指標 ①以手術病理檢查結果為金標準,比較MRI、3D-ASL 全腦灌注成像的診斷符合率。②比較不同腦腫瘤的rCBF。

1.4 統計學方法 采用SPSS21.0 統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差()表示,采用t 檢驗；計數資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 MRI、3D-ASL 全腦灌注成像的診斷符合情況比較 以手術病理診斷結果為金標準,MRI 的診斷符合率為80.56%(29/36),3D-ASL 全腦灌注成像的診斷符合率為91.67%(33/36)。兩種檢查方法的診斷符合率比較,差異無統計學意義(χ2=1.858,P=0.173＞0.05)。見表1。

表1 MRI、3D-ASL 全腦灌注成像的診斷符合情況比較(n)

2.2 不同腦腫瘤的rCBF 比較 Ⅰ～Ⅱ級膠質瘤不同感興趣區(TBF/對側半球、TBF/對側白質、TBF/對側灰質)的rCBF 均低于Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤、腦膜瘤、轉移瘤,差異具有統計學意義(與Ⅰ～Ⅱ級膠質瘤比較,tⅢ～Ⅳ級膠質瘤=4.314、3.467、4.503,t腦膜瘤=3.906、3.495、4.514,t轉移瘤=3.329、3.773、4.658,P＜0.05)。Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤、腦膜瘤、轉移瘤不同感興趣區(TBF/對側半球、TBF/對側白質、TBF/對側灰質)的rCBF 兩兩比較,差異無統計學意義(與Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤進行比較,t腦膜瘤=0.602、0.391、0.525,t轉移瘤=1.101、0.640、0.820；與腦膜瘤比較,t轉移瘤=0.443、0.201、1.242,P＞0.05)。見表2。

表2 不同腦腫瘤的rCBF 比較()

表2 不同腦腫瘤的rCBF 比較()

注：與Ⅰ～Ⅱ級膠質瘤比較,aP＜0.05

3 討論

腦腫瘤的類型存在多樣化,不同類型腫瘤的治療方案、預后存在較大的差異性,臨床對腦腫瘤類型盡早準確診斷并進行規范化治療,對于患者預后及生存質量的改善具有重要意義。腦腫瘤主要包括腦膠質瘤、腦膜瘤、轉移瘤等類型,在無原發疾病史的情況下,單發轉移瘤同腦膠質瘤、腦膜瘤通過影像學檢查進行鑒別診斷具有一定的難度,因此選擇準確率高的影像學技術進行鑒別診斷具有重要意義。

常規MRI 檢查在腦腫瘤分級、腫瘤侵犯程度等方面存在不足,常規MRI 增強掃描雖能夠對腦腫瘤血腦屏障的破壞程度進行反映［5］,但無法提供更多的腫瘤血管生成信息,而MRI 灌注成像技術可對腫瘤的血流量進行測量,進而有助于評估腦腫瘤組織的血流分布情況。3D-ASL 全腦灌注成像具有操作簡單、無創、掃描速度快、可重復性等優勢［6］,其突破了傳統2D-ASL 的各種局限,通過整合改進,能夠在快速自旋回波架構下偽連續標記和螺旋采集,能夠促使圖像變形情況大大減少,促使圖像信噪比提高［7］,消除圖像偽影,且掃描范圍更廣,能覆蓋全腦,獲得腦組織血流灌注信息,便于對腫瘤內部微血管分布以及周圍血流分布情況進行清晰顯示［8］,便于對腫瘤內部不均勻的微血管分布進行觀察,有利于臨床判斷腦腫瘤的類型以及對膠質瘤進行分級。

本文研究數據顯示,3D-ASL 全腦灌注成像技術的診斷符合率雖比MRI 檢查高,但差異不明顯,說明了3D-ASL 全腦灌注成像技術的診斷價值高。另外Ⅰ～ Ⅱ級膠質瘤的rCBF 值最低,分析原因在于,Ⅰ～Ⅱ級膠質瘤血流為低灌注；Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤的惡變程度高,新生血管生成會促使灌注量增加［9,10］,呈現高灌注,因此臨床可按照血流灌注情況對腫瘤進行分級；腦膜瘤無血腦屏障,且血供豐富,MRI 增強顯示均勻強化,腦灌注成像以高灌注為表現,偽彩圖上可觀察到均勻的紅黃色。腦惡性膠質瘤ASL 序列的rCBF 值比低級別膠質瘤低,提示膠質瘤級別同CBF 值密切相關。偽彩圖上顯示低級別膠質瘤實性部分為藍綠色,而高級別膠質瘤實性部分中央、周圍部位分別呈黃紅色、藍綠色,可見明顯的不均勻灌注情況。轉移瘤為繼發腦腫瘤,其血供特點與原發腫瘤的特征有關,因囊變、出血、壞死等情況的出現會引起高灌注。另外轉移瘤組織來源的不同會導致腫瘤的血供豐富程度存在差異。王穎［11］的研究中顯示,3D-ASL 全腦灌注成像技術的診斷符合率為91.68%,稍高于MRI 檢查的83.33%,數據相差不大,3D-ASL 全腦灌注成像技術具有較高的診斷效果,而本次研究所得結論與其一致,佐證了本次研究結果真實可靠。但擺位等因素也可能導致CBF 計算錯誤,因此需要由經過培訓的專業影像科醫生負責操作。同時本次研究由于樣本量較少,未對其他腦腫瘤類型診斷中3D-ASL 全腦灌注成像技術的應用價值進行探究,因此需要在今后加強此方面的研究。

總之,在腦腫瘤的診斷與分級中3D-ASL 全腦灌注成像技術具有較高的臨床應用價值。