DCE-MRI在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中的應用價值分析

陳彩美 夏桂芳

腦膠質瘤是較為常見的神經系統(tǒng)惡性腫瘤，根據(jù)組織病理學特征對腦膠質瘤進行分級，是評估腫瘤惡性程度、明確治療方案、提高患者生存率的關鍵[1-2]。腦組織活檢是診斷腦膠質瘤分級的“金標準”，但該檢查方法屬于有創(chuàng)操作，在腫瘤的立體定位、術前診斷中的應用有一定局限性[3]。動態(tài)對比增強磁共振成像（DCE-MRI）可通過分析病灶組織的血流動力學特征，提高腫瘤疾病的診斷準確率，是近年來發(fā)展較快的惡性腫瘤診斷方法[4]。當前，有關DCE-MRI 在腦膠質瘤診斷中的應用較多[5]，但其在腦膠質瘤病變范圍界定中的報道較少。本研究主要分析了DCE-MRI 在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中的應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019 年6 月-2021 年12 月中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九〇八醫(yī)院收治的經手術病理證實的72 例腦膠質瘤患者的臨床資料。納入標準：（1）術中組織學病理檢查符合腦膠質瘤的診斷標準[6]；（2）患者性別不限，年齡≥18 歲；（3）術前接受MRI 掃描，相關資料完整。排除標準：（1）在接受MRI 檢查前進行過放化療、手術或穿刺等有創(chuàng)操作；（2）存在其他顱內病變。根據(jù)術中組織學病理檢查結果將患者分為低級別組（Ⅱ級，n=29）和高級別組（Ⅲ、Ⅳ級，n=43）。本研究經醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 MRI 掃描 采用Philips Achieva 3.0T TX 型磁共振掃描儀、8 通道頭部線圈進行掃描，掃描中心位置為胼胝體下緣，掃描范圍為自頭頂至顱底。檢查時取仰臥位，頭先進，掃描過程中囑患者自然呼吸。掃描序列，（1）橫軸位T1WI：TR 1 750 ms，TE 25.2 ms，層厚4 mm，矩陣320×256；（2）橫軸位T2WI：TR 4 080 ms，TE 91 ms，層厚5 mm，矩陣512×512；（3）T2FLAIR：TR 8 400 ms，TE 147 ms，層厚5 mm，矩陣256×160；（4）DCE-MRI：采用3D肝臟容積快速采集技術，掃描參數(shù)：TR 4.1 ms，TE 2.0 ms，矩陣256×192，激勵次數(shù)0.68。掃描1 期后，依次以2 mL/s 注射速度于肘靜脈注射0.1 mmol/kg釓噴酸葡胺注射液（生產廠家：上海旭東海普藥業(yè)有限公司，批準文號：國藥準字H19991368，規(guī)格：20 mL∶9.38 g）、20 mL 生理鹽水；掃描50期，采集時間共7 min 18 s。

1.2.2 圖像分析 采用Omnikinetics 軟件進行圖像分析，于對比劑強化區(qū)畫出感興趣區(qū)（ROI），注意避開壞死、出血、囊變及鈣化部位；生成個ROI 的容積轉移常數(shù)（Ktrans）、血管外細胞外空間容積分數(shù)（Ve）、速率常數(shù)（Kep）、腦血容量（CBV），計算相對血容量（rCBV）=腫瘤CBV/對側正常腦組織CBV。每個腫瘤實質中心區(qū)和水腫區(qū)（僅瘤周1 cm內）進行3 次測量，以3 次測量結果的平均值為最終結果。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以（）表示，比較采用t檢驗；計數(shù)資料以率（%）表示，行χ2檢驗或Fisher 確切概率檢驗；應用MedCalc15.1 統(tǒng)計學軟件繪制受試者工作特征曲線（ROC），評價DCE-MRI 定量參數(shù)對腦膠質瘤病理分級的診斷價值。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 兩組一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組一般資料比較

表1（續(xù)）

2.2 高、低級別腦膠質瘤患者MRI 圖像特征分析 29 例低級別腦膠質瘤（Ⅱ級）患者MRI 顯示腫瘤邊界不清，T1WI、T2WI 呈不均勻高信號，瘤周輕度水腫，局部輕度占位，伴隨囊變、出血，增強后強化不明顯或呈輕度不均勻強化，見圖1。43 例高級別腦膠質瘤（Ⅲ、Ⅳ級）患者MRI 顯示T1WI 呈不均勻高信號，T2WI 可見明顯指狀水腫影，占位征象明顯，伴瘤體壞死或囊變、出血，增強后呈明顯花環(huán)狀、結節(jié)樣強化，見圖2、3。

圖1 低級別腦膠質瘤（Ⅱ級）患者DCE-MRI圖像

圖2 高級別腦膠質瘤患者（Ⅲ級）DCE-MRI圖像。

圖3 高級別腦膠質瘤患者（Ⅳ級）DCE-MRI圖像

2.3 高、低級別組實質中心區(qū)DCE-MRI 定量參數(shù)比較 低級別組患者實質中心區(qū)的Ktrans、Ve、Kep和rCBV 值均小于高級別組患者（P＜0.05），見表2。

表2 兩組實質中心區(qū)DCE-MRI定量參數(shù)比較（）

表2 兩組實質中心區(qū)DCE-MRI定量參數(shù)比較（）

2.4 高、低級別組水腫區(qū)DCE-MRI 定量參數(shù)比較 低級別組水腫區(qū)的rCBV 值小于高級別組患者（P＜0.05）。兩組水腫區(qū)Ktrans、Ve、Kep值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩組水腫區(qū)DCE-MRI定量參數(shù)比較（）

表3 兩組水腫區(qū)DCE-MRI定量參數(shù)比較（）

2.5 DCE-MRI 定量參數(shù)對腦膠質瘤病理分級的診斷價值分析 ROC 曲線分析結果顯示，DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans、Ve、Kep和rCBV 診斷不同病理分級腦膠質瘤的AUC 值分別為0.795、0.840、0.881；當Ktrans、Ve、Kep和rCBV 的值分別為0.410/min、0.184、0.946/min、3.395時，Younden’s 指數(shù)最大。各指標的敏感度和特異度見表4、圖4。

表4 DCE-MRI定量參數(shù)在腦膠質瘤病理分級診斷中的價值分析

圖4 DCE-MRI定量參數(shù)診斷腦膠質瘤病理分級的ROC曲線

3 討論

腦膠質瘤病理分級的不同，其病情進展、治療方案及患者預后也存在差異。對于低級別腦膠質瘤，手術治療即可獲得良好的預后，而單純的手術切除無法明顯改善高級別膠質瘤患者的生存率，術后需輔以放化療。因此，術前診斷腦膠質瘤的分級，對術后治療方案的選擇具有重要意義。DCE-MRI 主要依據(jù)對比劑在病灶組織中的濃度變化，量化分析其血流動力學特征，從而實現(xiàn)對腫瘤惡性程度的鑒別診斷[7]。一項有關DCE-MRI 診斷腦膠質瘤的研究發(fā)現(xiàn)，DCE-MRI 定量參數(shù)對于腦膠質瘤的分級診斷具有重要的診斷價值，聯(lián)合細胞增殖相關核蛋白抗原檢測可進一步提高診斷的敏感度[8]。

本研究發(fā)現(xiàn)，不同病理等級的腦膠質瘤，其MRI 特征存在明顯差異，具體表現(xiàn)為：低級別腦膠質瘤瘤周水腫、占位情況較輕，增強后強化不明顯或呈輕度不均勻強化；高級別腦膠質瘤可見明顯水腫影，占位征象明顯，與既往研究結論一致[9]，證實腦膠質瘤病理分級不同會導致MRI 表現(xiàn)存在差異。隨著腦膠質瘤病理分級的增加，瘤周水腫及壞死囊變程度加重，微血管密度發(fā)生變化，使得T1、T2信號影發(fā)生改變，強化程度不同。

本研究發(fā)現(xiàn)，低級別組實質中心區(qū)的Ktrans、Ve、Kep和rCBV 均小于高級別組（P＜0.05）。細胞學研究發(fā)現(xiàn)，新生血管數(shù)量增加是腫瘤細胞生長過程中的重要改變，這一變化會導致血管密度增加，并在血管內皮生長因子的過表達、腫瘤細胞的異構性等的影響下，使血管通透性發(fā)生改變，進而引起血管滲漏[10]。腦膠質瘤病理分級越高，微血管密度與血管通透性越高，導致血管外細胞外間隙的對比劑濃度差進一步增大，進而影響對比劑的交換速度[11]。此外，腫瘤細胞往往存在細胞間隙偏大、排列混亂等情況，從而使得Ktrans、Ve、Kep、rCBV 值較高[12]。ROC 曲線分析結果顯示，Ktrans、Ve、Kep和rCBV 診斷不同病理分級腦膠質瘤的AUC 分別為0.795、0.840、0.881，提示DCE-MRI 定量參數(shù)在腦膠質瘤病理分級方面具有較高的診斷價值，臨床可通過對腦膠質瘤患者DCE-MRI 定量參數(shù)的檢查進行病情評估和分級診斷。

既往研究表明，腦膠質瘤的周圍往往伴有不同程度的水腫。本研究發(fā)現(xiàn)，低級別組水腫區(qū)的rCBV 小于高級別組（P＜0.05）[13]。新生腫瘤血管血腦屏障不規(guī)則、破壞等會導致局部形成血管源性水腫；高級別腫瘤細胞生長時，瘤周水腫區(qū)可能部分或全部浸潤至腫瘤組織，使水腫區(qū)新生血管的數(shù)量顯著增多，血管滲透性改變后導致rCBV 繼發(fā)性升高[14-15]。而對于瘤周1 cm 以外的水腫區(qū)來說，該區(qū)域以細胞毒性水腫為主，因此不同級別腦膠質瘤患者水腫區(qū)的rCBV 值無明顯差異，rCBV 在腦膠質瘤病變范圍的界定方面具有一定的應用價值[16-20]。本研究中，兩組患者水腫區(qū)的Ktrans、Ve、Kep無明顯差異，考慮與兩種級別膠質瘤患者瘤周水腫區(qū)毛細血管相對完整有關。

綜上所述，DCE-MRI 在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中均具有良好的應用價值，定量參數(shù)Ktrans、Ve、Kep和rCBV 是鑒別高、低級別腦膠質瘤的可靠指標，rCBV 在病變范圍的界定方面更具有診斷價值。