腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)和放射性腦壞死磁共振彌散張量成像鑒別*

李永麗，連建敏，竇社偉，閆峰山，史大鵬，徐俊玲

河南省人民醫(yī)院放射科 鄭州 450003

傳統(tǒng)MRI技術(shù)對腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)和放射性腦壞死鑒別困難。磁共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是基于彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)發(fā)展而來的成像技術(shù)，可同時獲得反映水分子彌散特性的表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖和各相異性分數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)圖，并可通過ADC和FA定量分析組織微細結(jié)構(gòu)。應(yīng)用DWI鑒別腫瘤復(fù)發(fā)的研究近年來可見文獻報道，但研究結(jié)果卻存在較大差異[1-5]，而DTI對腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)和放射性腦壞死的鑒別研究目前國內(nèi)外報道尚少。作者自2006年12月開始，對河南省人民醫(yī)院收治的腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后常規(guī)MRI出現(xiàn)新強化病灶患者加做DTI檢查，以評價DTI對膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)和放射性腦壞死的鑒別價值。

1 對象與方法

1.1研究對象35例患者中男19例，女16例，年齡21～65歲。所有患者均滿足下列條件：①腦實質(zhì)內(nèi)腫瘤手術(shù)切除標(biāo)本經(jīng)組織學(xué)檢查證實為膠質(zhì)瘤(WHO組織學(xué)分級分別為2級4例，3級14例，4級17例)。②所有患者術(shù)后均行全程分割放射治療，放射總劑量48.0～68.8 Gy。③放射治療后6～52個月(中位時間17個月)，傳統(tǒng)MRI檢查在原病灶區(qū)或放療區(qū)再次出現(xiàn)新的強化病灶。④DTI檢查后至病變性質(zhì)確診前的隨訪期內(nèi)患者未再接受任何抗腫瘤治療。

1.2腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦壞死診斷標(biāo)準(zhǔn)腫瘤復(fù)發(fā)診斷標(biāo)準(zhǔn)為符合以下兩條之一：①腦組織活檢或二次手術(shù)后組織學(xué)檢查可見有活性的膠質(zhì)瘤細胞。②影像學(xué)隨訪強化病灶逐漸擴大，周圍水腫及占位效應(yīng)逐漸加重，患者臨床表現(xiàn)逐漸惡化。不能診斷為復(fù)發(fā)即診斷為放射性腦壞死。

1.3影像學(xué)檢查采用德國Siemens 3.0 T Trio 系統(tǒng)磁共振掃描儀。首先行頭顱軸位T1WI、T2WI及FLAIR序列掃描，層厚5 mm，間隔1 mm；視野230×230，矩陣128×128；T1WI：TR/TE，400 ms/15 ms；T2WI：TR/TE，3 500 ms/105 ms；FLAIR：TR/TE/TI，10 000 ms/175 ms/2 200 ms，激勵次數(shù)1次；DTI采用彌散加權(quán)單發(fā)射平面回波序列，64個方向施加敏感梯度；TR/TE/NEX：5 000 ms/97 ms/1 ms, b=0和1 000 s/mm2。層厚5 mm，間隔1 mm；視野230×230，矩陣128×128；掃描時間5 min 42 s。

1.4圖像后處理及病例分組將掃描原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡?，使用Siemens公司提供的Syngo MR B15軟件進行后處理，分別得到ADC圖和FA圖，在ADC圖和FA圖上的病變強化區(qū)和近側(cè)水腫區(qū)選擇感興趣區(qū)(region of interest，ROI)3～4 mm2，在對側(cè)大腦半球相應(yīng)腦白質(zhì)區(qū)選擇相同大小ROI作為對照，在每一病變區(qū)內(nèi)至少應(yīng)用5個ROI進行ADC值和FA值測量，計算強化區(qū)和水腫區(qū)的ADC比值(病變側(cè)ADC值/對照側(cè)ADC值)和FA比值(病變側(cè)FA值/對照側(cè)FA值)。最后行3D神經(jīng)纖維束重建。

1.5統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 11.5進行分析，應(yīng)用兩獨立樣本t檢驗比較腫瘤復(fù)發(fā)組和放射性腦壞死組間ADC比值和FA比值的差異；對病變強化區(qū)ADC比值和FA比值行受試者工作特征(receiver operating characteristics，ROC)曲線分析，計算曲線下面積(area under curve，AUC)，找出最佳診斷臨界值，計算DTI診斷復(fù)發(fā)的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

經(jīng)組織學(xué)檢查確診23例，臨床觀察結(jié)合反復(fù)的影像學(xué)隨訪確診12例。隨訪時間6～31個月，中位時間13個月。根據(jù)1.2項的診斷標(biāo)準(zhǔn)將35例患者分為腫瘤復(fù)發(fā)組(20例)和放射性腦壞死組(15例)。2組患者病變強化區(qū)和水腫區(qū)ADC值、ADC比值、FA值、FA比值結(jié)果見表1。代表性MRI圖、ADC圖、FA圖及3D神經(jīng)纖維束成像圖分別見圖1、2。

表1 2組患者病變強化區(qū)、水腫區(qū)ADC值、ADC比值及FA值、FA比值結(jié)果 ×10-3mm2/s

*t，檢驗。

圖1 左顳葉Ⅱ級星形細胞瘤術(shù)后放療后腫瘤復(fù)發(fā)

圖2 右額頂葉間變性星形細胞瘤術(shù)后放療后放射性腦損傷

ROC曲線(圖3)分析結(jié)果顯示，病變強化區(qū)ADC比值的AUC為0.86，最佳診斷界值為1.65；FA比值的AUC為0.85，最佳診斷界值為0.36。將患者病變強化區(qū)ADC比值<1.65和(或)FA比值>0.36作為腫瘤復(fù)發(fā)判斷標(biāo)準(zhǔn)時，3例腫瘤復(fù)發(fā)和2例非腫瘤復(fù)發(fā)被錯誤分類。故DTI對腫瘤復(fù)發(fā)的診斷敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為85.0%(17/20)、86.7%(13/15)和85.7%(30/35)。

圖3 腫瘤復(fù)發(fā)者ROC曲線

3 討論

膠質(zhì)瘤術(shù)后極易復(fù)發(fā)，放射治療是膠質(zhì)瘤術(shù)后為防止或延緩腫瘤復(fù)發(fā)最常用的輔助治療方法。放射性腦壞死是膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后最常見的非腫瘤復(fù)發(fā)病變，常見于照射總劑量大于50 Gy患者，可在放療后數(shù)月至數(shù)年發(fā)生，臨床癥狀和常規(guī)影像學(xué)表現(xiàn)均與復(fù)發(fā)非常相似，二者鑒別一直是臨床治療面臨的難題。長期隨訪可發(fā)現(xiàn)腦壞死組織病變逐漸吸收好轉(zhuǎn)，而腫瘤復(fù)發(fā)病變則進展擴大，雖可將二者加以鑒別，但會延誤腫瘤復(fù)發(fā)患者的治療時機。二次手術(shù)或腦穿刺活檢是最準(zhǔn)確的鑒別方法，但會給患者帶來巨大風(fēng)險和創(chuàng)傷。功能性磁共振技術(shù)可從不同角度反映腫瘤復(fù)發(fā)特點，為鑒別診斷提供更多信息，對膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)有重要的鑒別價值[1-3]。DTI可敏感反映活體組織內(nèi)水分子的微觀擴散運動，同時獲得反映水分子彌散特性的ADC圖和FA圖，可更全面反映不同病變之間水分子彌散狀態(tài)的差異。理論上膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦壞死的組織結(jié)構(gòu)、生化特性和血管供應(yīng)等都有顯著不同，這兩種病理狀態(tài)下水分子的彌散能力也應(yīng)該不同，從而產(chǎn)生不同的ADC值和FA值，據(jù)此有望將兩種病變加以區(qū)別。

根據(jù)病理組織學(xué)分析，復(fù)發(fā)腫瘤組織內(nèi)含有密集的膠質(zhì)瘤細胞，限制了水的彌散，而壞死組織水分子彌散能力較前者大，應(yīng)具有較大的ADC值；星形細胞腫瘤內(nèi)，正常纖維和細胞結(jié)構(gòu)均可被腫瘤細胞破壞，導(dǎo)致水彌散方向性減低，F(xiàn)A值顯著低于正常腦組織，而壞死組織內(nèi)則幾乎無正常纖維和細胞結(jié)構(gòu)，故而具有更低FA值[4-5]。以往應(yīng)用DWI獲得的ADC值或ADC比值進行的類似研究中，多數(shù)學(xué)者[4-6]也認為腫瘤復(fù)發(fā)ADC比值低于放射性腦損傷。Hein等[4]應(yīng)用平均ADC值和ADC比值對比研究了18例原發(fā)高度惡性膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后的強化病變，6例復(fù)發(fā)膠質(zhì)瘤平均ADC值和ADC比值均明顯低于12例放射性腦壞死，該研究顯示ADC比值大于1.62僅見于放射性腦壞死，小于1.62僅見于腫瘤復(fù)發(fā)。但也有少部分學(xué)者[7-8]得出了相反結(jié)果，認為腫瘤復(fù)發(fā)的ADC值高于放射性腦壞死。Sundgren等[8]分析認為造成腫瘤復(fù)發(fā)高ADC值的原因可能與細胞外間隙擴大及高級別膠質(zhì)瘤內(nèi)易發(fā)壞死有關(guān)，而放射性腦壞死彌散減低則可能與病變區(qū)膠質(zhì)增生和纖維化限制了水分子的彌散有關(guān)。FA值在以往腫瘤組織學(xué)類型和分級診斷中已顯示價值[9-10]，但將其用于膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦壞死鑒別目前尚僅見少數(shù)個案報道[11]。Kashimura等[11]曾對3例膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后患者的新強化病灶進行FA值測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2例腫瘤復(fù)發(fā)FA值分別為0.29和0.27，1例放射性腦損傷FA值為0.17，其結(jié)果與前述理論相一致，但其研究例數(shù)太少。作者此次的研究結(jié)果顯示，腫瘤復(fù)發(fā)組病變強化區(qū)ADC比值低于放射性腦壞死組，F(xiàn)A比值高于放射性腦壞死組。ROC曲線分析顯示，強化區(qū)ADC比值和FA比值診斷復(fù)發(fā)有一定的應(yīng)用價值，AUC分別為0.86和0.85；將病變強化區(qū)ADC比值<1.65和(或)FA比值>0.36作為腫瘤復(fù)發(fā)判斷標(biāo)準(zhǔn)時，DTI的診斷敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為85.0%、86.7% 和85.7%。說明DTI對腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)具有很高的診斷價值。該研究未單純應(yīng)用病變區(qū)ADC值或FA值，而是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的ADC比值和FA比值作為鑒別診斷參考指標(biāo)，避免了不同研究之間因所用設(shè)備、技術(shù)方法及患者個體差異等可能帶來的誤差，更能合理評價病變區(qū)域的彌散狀態(tài)，具有更大的參考和應(yīng)用價值。

綜上所述，MR DTI檢查對膠質(zhì)瘤術(shù)后放射后復(fù)發(fā)的檢出具有很大價值；但該方面研究目前尚處于探索階段，其臨床應(yīng)用價值尚有待更深入的探討。

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