磁共振DTI、DTT在腦膠質(zhì)瘤診斷和分級(jí)中的應(yīng)用及與病理分級(jí)的相關(guān)性研究

顱腦作為人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的組成部分，具有復(fù)雜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和完善的中樞調(diào)節(jié)功能。但顱內(nèi)的空間較小，一旦發(fā)生占位性病變即會(huì)引發(fā)壓迫或者侵犯其周圍腦組織[1]。腦膠質(zhì)瘤(brain glioma，BG)作為人體腦組織多發(fā)腫瘤之一，主要是浸潤式擴(kuò)散，導(dǎo)致與正常腦組織模糊界限，加大了手術(shù)切除的難度，而切除不完全又會(huì)加大復(fù)發(fā)的可能性，降低了臨床療效[2-3]。所以對(duì)BG進(jìn)行正確診斷及分級(jí)對(duì)于臨床治療具有重要的意義。磁共振成像檢查作為顱腦腫瘤定性診斷及定位治療的主要方法，具有電離輻射小、多參數(shù)多序列成像和分辨率高位等優(yōu)勢(shì)。擴(kuò)散張量成像是利用水分子擴(kuò)散原理對(duì)活體組織的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測的一種磁共振成像技術(shù)[4-6]。而擴(kuò)散張量纖維束示蹤成像從微觀水平分析腫瘤細(xì)胞對(duì)病人腦白質(zhì)纖維束的浸潤程度[7]。因此可從中獲得人體生理及病理組織中水分子的擴(kuò)散信息，反映出人體組織微環(huán)境中水分子的轉(zhuǎn)運(yùn)情況[8]。目前擴(kuò)散張量成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究中已得到了廣泛的應(yīng)用。本研究采用磁共振擴(kuò)散張量成像(DTI)及白質(zhì)纖維束成像(DTT)分析腦膠質(zhì)瘤病人的瘤體和瘤體周圍的水腫各參數(shù)在不同腦膠質(zhì)瘤中的異同，探討其診斷價(jià)值和病理分級(jí)的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年8月—2016年8月本院收治的88例腦膠質(zhì)瘤病人，其中男 57例，女31例，年齡12歲～67歲(43.5歲±8.4歲)。所有病人術(shù)前均未行化療、放療等抗腫瘤治療方法，經(jīng)組織病理研制均為膠質(zhì)瘤。病人術(shù)前均采用MRI進(jìn)行平掃和增強(qiáng)型掃描，并根據(jù)WHO于2007年制定的腦腫瘤評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)將其進(jìn)行分級(jí)[9]，低級(jí)別膠質(zhì)瘤27例(其中Ⅰ級(jí) 6例，Ⅱ級(jí)21例)，高級(jí)別膠質(zhì)瘤61例(其中Ⅲ級(jí)有26例，Ⅳ級(jí)有35例)。病人的臨床表現(xiàn)主要為惡心、頭暈、嘔吐、頭痛、抽搐、視物模糊、肢體麻木、肢體功能障礙及肌無力等。本研究所有病人均自愿參與，且均已簽署由本院倫理委員會(huì)編制的知情同意書。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 年齡小于70歲，MRI平掃和增強(qiáng)型掃描和DTI等影像學(xué)資料均較完整，且經(jīng)手術(shù)或者病理學(xué)檢測確定為腦膠質(zhì)瘤。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 帶有電子植入物、導(dǎo)線、神經(jīng)刺激器、人工關(guān)節(jié)、假牙及非鈦金屬脊柱固定物的病人；帶有腦動(dòng)脈瘤夾、動(dòng)脈夾及人造心臟瓣膜的病人；帶有線圈分流器、過濾器或金屬支架以及除顫器和心臟起搏器的病人；顱內(nèi)高壓或者腦疝及精神顯著異常的病人。

1.4 方法 所有病人均需做好檢查前準(zhǔn)備工作，檢查時(shí)取仰臥位，病人上肢置于兩側(cè)，戴專用耳塞，并保持安靜狀態(tài)。然后采用超導(dǎo)型磁共振(由美國GE公司生產(chǎn)提供，型號(hào)為：Signa HD 3.0T)掃描儀和頭顱8通道相控陣線圈對(duì)其進(jìn)行常規(guī)性軸位、冠狀位、矢狀位和增強(qiáng)型掃描，并采用多方位、多序列和多參數(shù)進(jìn)行成像。其中T1FLAIR掃描參數(shù)設(shè)置：TE為22 ms，矩陣為320×192，TR為2 000 ms；FSE-T2WI參數(shù)設(shè)置：TE為100 ms，矩陣為256×256，TR為4 500 ms；T2FLAIR掃描參數(shù)設(shè)置：TE為140 ms，TR為9 000 ms，視野(Field of View，F(xiàn)OV)為24 cm×24 cm。然后對(duì)其注射對(duì)比劑，重復(fù)上述掃描，如有必要需采用冠狀位進(jìn)行檢查，其中增強(qiáng)型掃描采用MRI高壓注射器經(jīng)病人肘前靜脈注射馬根維顯作為對(duì)比劑，其注射劑量按體重為0.1 mmol/kg，之后快速注射15 mL生理鹽水，掃描參數(shù)具體如下：層數(shù)為20，層距為1.5 mm，層厚為5.0 mm，NEX為1。DTI掃描采用單激發(fā)自旋回波-回波平面成像序列行軸位掃描，參數(shù)具體如下：TE取最小值，擴(kuò)散梯度場取15個(gè)不同方向，矩陣為128×128，TR為10 000 ms，NEX為1，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，層厚為4 mm，敏感系數(shù)b值為0及1 000 s/mm2。將DTI原始圖像傳入工作站，并采用軟件處理獲取其ADC圖和FA圖，測定其ADC值和FA值。手術(shù)切除的樣本均采用10%甲醛進(jìn)行固定，采用石蠟進(jìn)行包埋，切4 μm 的厚度，采用HE染色，并在光鏡下進(jìn)行觀察，對(duì)其進(jìn)行分級(jí)、分組，其中低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤組包括Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，而高級(jí)別組包括Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)。

1.5 指標(biāo)監(jiān)測 對(duì)病人發(fā)生病變的形態(tài)、部位、大小、瘤體周圍水腫程度、信號(hào)強(qiáng)度、數(shù)目和強(qiáng)化程度進(jìn)行檢測。由于不同個(gè)體間具有客觀差異性，測量瘤體周圍水腫帶、瘤體部分和腦白質(zhì)區(qū)比值獲取其相對(duì)ADC(relative ADC，rADC)值和相對(duì)FA(relative FA，rFA)值。

擴(kuò)散張量纖維束成像對(duì)其腦白質(zhì)進(jìn)行成像，操作時(shí)采用連續(xù)示蹤法，即選取病人瘤體周圍對(duì)側(cè)纖維束作為種子區(qū)，將FA閾值設(shè)為0.18[10]，由兩名本院具有磁共振影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生進(jìn)行纖維束完整性和連續(xù)性的評(píng)定，并將評(píng)定結(jié)果分為移位、浸潤和破壞三個(gè)級(jí)別。

2 結(jié) 果

2.1 膠質(zhì)瘤病人病理學(xué)檢查結(jié)果 88例病人經(jīng)手術(shù)病理學(xué)均確診患有腦膠質(zhì)瘤，根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將其分為高級(jí)別組(27例)和低級(jí)別組(61例)。其中星形細(xì)胞瘤Ⅰ級(jí)1例，星形細(xì)胞瘤Ⅱ級(jí)15例，少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤Ⅱ級(jí)6例，間變性-星形細(xì)胞瘤Ⅲ級(jí)16例，髓母細(xì)胞瘤1例，間變性-少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤Ⅲ級(jí)10例，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤Ⅳ級(jí)30例。

2.2 膠質(zhì)瘤病人FA圖和ADC圖信號(hào)結(jié)果 FA圖結(jié)果顯示：病人纖維束發(fā)生變化，其中發(fā)生浸潤48例，其FA值下降，信號(hào)部分下降；發(fā)生推移13例，其信號(hào)未下降；而發(fā)生破壞27例，其信號(hào)明顯下降。ADC圖結(jié)果顯示：54例病人的瘤體為不均勻高信號(hào)或稍高信號(hào)，22例病人的瘤體為低信號(hào)或等信號(hào)，而12例病人的瘤體為稍低信號(hào)；78例病人的瘤體周圍水腫為高信號(hào)，10例無明顯水腫的病人為等信號(hào)；32例病人的壞死囊變區(qū)為高信號(hào)。

2.3 兩組病人rFA值比較 高級(jí)別組和低級(jí)別組瘤體部分和瘤體周圍水腫帶的rFA值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而組內(nèi)rFA值進(jìn)行比較，兩組病人腫瘤瘤體部分rFA值均小于瘤體周圍水腫帶的rFA值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 兩組病人的rFA值比較(±s)

2.4 兩組病人rADC值比較 高級(jí)別組病人瘤體部分和瘤體周圍水腫帶的rADC值，與低級(jí)別組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。組內(nèi)rADC值比較，兩組病人的腫瘤瘤體部分rADC值均小于周圍水腫帶rADC值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組病人rADC值比較(±s)

2.5 兩組病人腦膠質(zhì)瘤DTT比較 膠質(zhì)瘤腦白質(zhì)纖維束DTT結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤的級(jí)別越高，其纖維束浸潤和破壞的程度也越嚴(yán)重，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-3.713，P=0.000)。詳見表3。

表3 兩組病人腦膠質(zhì)瘤DTT比較 例

3 討 論

DTI和磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)技術(shù)作為在活體水平對(duì)水分子的擴(kuò)散進(jìn)行分析的定量方法，可以研究人體大腦的病變狀況。在腦實(shí)質(zhì)中，由于組織結(jié)構(gòu)特性和局部微環(huán)境的不同，水分子擴(kuò)散受到許多因素的制約，顱內(nèi)水分子可以沿其白質(zhì)纖維的走行進(jìn)行擴(kuò)散，所以各向異性擴(kuò)散是DTI的成像基礎(chǔ)，并對(duì)組織內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測，將其組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散程度進(jìn)行量化，在分子水平觀察其組織解剖學(xué)和病理學(xué)情況[11]。

近年來，DTI技術(shù)已在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中得到了廣泛的應(yīng)用，從診斷、預(yù)后及治療方案的制定等過程中均具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。FA值反映神經(jīng)纖維解剖學(xué)的完整性，ADC值反映細(xì)胞間隙大小[12-13]。如病人顱內(nèi)具有腫瘤性病變，其白質(zhì)纖維束與局部腦組織中水分子的擴(kuò)散水平會(huì)改變，所以可以將FA值和ADC值作為星形細(xì)胞瘤和周圍組織學(xué)特性的判定方法。當(dāng)病人顱內(nèi)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞癌變后，其細(xì)胞會(huì)發(fā)生水腫或浸潤，局部腦組織中水分子的擴(kuò)散會(huì)變化，使ADC值發(fā)生變化。本研究中，高級(jí)別膠質(zhì)瘤組瘤體的ADC值明顯比低級(jí)別組低，是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞生長不同，即當(dāng)瘤細(xì)胞惡性程度越高，其細(xì)胞數(shù)目越多，排列也越緊密、間隙越小，使水分子的擴(kuò)散能力受限，降低其ADC值。而兩組組內(nèi)瘤體部分與周圍水腫帶的rADC值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，推測是因?yàn)槟[瘤實(shí)質(zhì)部分與周圍水腫部分的細(xì)胞構(gòu)成及組織結(jié)構(gòu)均不同，導(dǎo)致其水分子的擴(kuò)散能力不同，由此可見rADC值可對(duì)腫瘤實(shí)質(zhì)與周圍水腫帶進(jìn)行界定[14-15]。在人體的腦組織中，F(xiàn)A值反映了人體神經(jīng)纖維的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。本研究中，將FA值的閾值定為0.18，兩組病人的瘤體部分和周圍水腫帶的rFA值差異均不明顯，表明FA值無法對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)。但本研究結(jié)果表明，兩組病人組內(nèi)的瘤體部分與周圍水腫帶的rFA值差異明顯，可見rFA值對(duì)瘤體部分與周圍水腫帶的區(qū)分具有較高的意義。

本研究中，低級(jí)別組病人瘤體周圍纖維束主要是推移及浸潤，而纖維束被破壞的不多；而高級(jí)別組的瘤體周圍的纖維束主要是浸潤和破壞，兩組之間的差異明顯，可見其腫瘤發(fā)生更高程度的惡化時(shí)，其纖維束被破壞也越突出，與文獻(xiàn)報(bào)道相符[16]。

綜上所述，rADC值對(duì)膠質(zhì)瘤的分級(jí)及診斷均具有重要意義，采用DTT技術(shù)對(duì)病人的白質(zhì)纖維束受侵程度進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)于臨床治療方案的制定作用明顯，此外，還可對(duì)其預(yù)后進(jìn)行評(píng)價(jià)。DTI成像的不足是圖像分辨率不高，且各向異性較差，各參數(shù)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果隨機(jī)器型號(hào)、操作人員水平等都有關(guān)系。但在顱內(nèi)白質(zhì)纖維微觀結(jié)構(gòu)方面仍比其他方法能提供更多的解剖學(xué)信息和功能性信息，可廣泛應(yīng)用于臨床。

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