三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)在膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)診斷中的價(jià)值

王 濤，周 鵬，田 沖，劉遠(yuǎn)成，段慶紅

（1.貴州醫(yī)科大學(xué)影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)系，貴州 貴陽 550000；2.貴州省人民醫(yī)院放射科，貴州 貴陽 550002；3.貴州省德江縣人民醫(yī)院放射科，貴州 德江 565206）

膠質(zhì)瘤是最常見的腦原發(fā)腫瘤，治療以手術(shù)為主［1］；低級別膠質(zhì)瘤預(yù)后相對較好，但仍有50%～75%的患者死于腫瘤進(jìn)展［2］，高級別膠質(zhì)瘤治療后存在復(fù)發(fā)可能。MRI 平掃及增強(qiáng)掃描對腫瘤復(fù)發(fā)的判斷主要依據(jù)是否出現(xiàn)新的強(qiáng)化區(qū)域，具有一定的局限性，與腫瘤治療后假性進(jìn)展、放射性損傷難以鑒別。三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）是近年新出現(xiàn)的MRI 灌注功能成像技術(shù)，無需外源性對比劑即可了解組織灌注信息，已應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤術(shù)前分級、腦缺血性疾病的診斷等。3D-ASL 灌注測量參數(shù)具有良好的可靠性和一致性，對膠質(zhì)瘤的灌注評估可代替動態(tài)磁敏感灌注成像［3］?，F(xiàn)收集貴州省人民醫(yī)院2015 年5 月至2017年12 月期間膠質(zhì)瘤術(shù)后定期行MRI 增強(qiáng)掃描及3D-ASL 檢查的15 例患者，回顧性分析術(shù)后放化療隨訪中出現(xiàn)新增異常強(qiáng)化區(qū)域的范圍變化、測定強(qiáng)化區(qū)灌注參數(shù)，即腦血流量值（cerebral blood flow，CBF）及腦血流量相對比值（relative cerebral blood flow，rCBF），分析灌注參數(shù)與術(shù)后復(fù)發(fā)的關(guān)系，以探討3D-ASL 對膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組15 例，其中男9 例，女6 例；年齡36～67 歲，中位年齡42 歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①膠質(zhì)瘤術(shù)后定期復(fù)查MRI 增強(qiáng)掃描及3D-ASL；②無對比劑過敏史，無腎功能受損，無明顯心臟疾??；③除去囊變、壞死、鈣化或出血后的病灶強(qiáng)化成分最短徑＞1.5 cm，經(jīng)第2 次手術(shù)切除或活檢證實(shí)復(fù)發(fā)。排除標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)動偽影使圖像質(zhì)量降低及無法配合檢查的患者。15 例中，WHO Ⅲ級7 例（46.7%），4 例為間變型星形細(xì)胞瘤，3 例間變少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤；Ⅳ級8 例（53.3%），均為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤?；颊邫z查前均簽署知情同意書。隨訪9 個(gè)月，在術(shù)后1 周內(nèi)行MRI 增強(qiáng)掃描，之后每隔3 個(gè)月（術(shù)后第3、6、9 個(gè)月）復(fù)查MRI 增強(qiáng)掃描及3D-ASL 檢查。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750W 3.0 T MRI 掃描儀及頭顱8 通道相控陣線圈。所有患者均先行頭部常規(guī)MRI 掃描，再行3D-ASL 全腦灌注成像，最后行T1WI 增強(qiáng)掃描。掃描范圍覆蓋全腦。掃描序列及參數(shù)：T1WI TE 36 ms，TR 1 748 ms，層厚6 mm；T2WI TE 118 ms，TR 4 213 ms，層厚6 mm，矩陣512×512；3D-ASL TE 33 ms，TR 2 187 ms，激發(fā)后采集時(shí)間2.0 s，層厚4 mm，矩陣512×512；SET1WI TE 33 ms，TR 2 187 ms，層厚4 mm。增強(qiáng)掃描對比劑采用順磁性對比劑Gd-DTPA，劑量0.2 mmol/kg體質(zhì)量，注射流率3 mL/s。

1.3 圖像分析及后處理 將3D-ASL 原始圖像導(dǎo)入GE AW 4.6 工作站Functool 軟件中進(jìn)行校正、降噪及后處理。通過3D-ASL 與T1BRAVO 解剖像融合，以確保所選的ROI 與增強(qiáng)掃描圖像強(qiáng)化范圍一致。由2 名高年資主治醫(yī)師及1 名副主任醫(yī)師分別確定復(fù)查MRI 增強(qiáng)掃描圖像強(qiáng)化區(qū)域范圍，測量、記錄強(qiáng)化范圍大小，并根據(jù)MRI 增強(qiáng)掃描圖像、3D-ASL 圖像及兩者聯(lián)合圖像判斷是否復(fù)發(fā)；避開術(shù)后壞死、出血、囊變及大血管區(qū)域，分3 次測定可疑復(fù)發(fā)區(qū)域內(nèi)的CBF 值并取平均值，測定對側(cè)正常腦組織CBF 值，ROI 取10～30 mm2；為校正不同年齡、心率對灌注值的影響，將病變區(qū)CBF 除以正常對側(cè)CBF 得到rCBF。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以表示。對膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)區(qū)域3 次復(fù)查的CBF、rCBF 值分別行方差分析；并對第3、6、9 個(gè)月CBF、rCBF 值行兩兩配對t 檢驗(yàn)。對常規(guī)MRI 增強(qiáng)掃描、3D-ASL 及兩者聯(lián)合的診斷準(zhǔn)確率行χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

15 例術(shù)后第3、6、9 個(gè)月MRI 增強(qiáng)掃描出現(xiàn)異常強(qiáng)化病灶分別為5、11、13 例，其中第6 個(gè)月病灶強(qiáng)化擴(kuò)大者4 例，第9 個(gè)月新增2 例強(qiáng)化病灶。3D-ASL 示術(shù)后第3、6、9 個(gè)月時(shí)分別有8、12、13 例呈相對高灌注。

術(shù)后第3、6、9 個(gè)月CBF、rCBF 值行方差分析，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01）；其中第3 個(gè)月與第6 個(gè)月、第3 個(gè)月與第9 個(gè)月CBF 值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；第6 個(gè)月與第9 個(gè)月CBF 值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。第3 個(gè)月與第9 個(gè)月rCBF 值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（表1）。

表1 15 例膠質(zhì)瘤術(shù)后CBF、rCBF 值變化（）

表1 15 例膠質(zhì)瘤術(shù)后CBF、rCBF 值變化（）

注：CBF，腦血流量；rCBF，腦血流量相對比值。

術(shù)后第9 個(gè)月，13 例復(fù)發(fā)高灌注組中，Ⅳ級膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病變灌注參數(shù)CBF、rCBF 值與Ⅲ級比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01），提示膠質(zhì)瘤級別越高，復(fù)發(fā)時(shí)病灶的灌注血流越豐富（表2）。MRI 增強(qiáng)掃描與3D-ASL 對術(shù)后第6 個(gè)月復(fù)發(fā)的診斷準(zhǔn)確率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表3）。

表2 13 例高灌注不同病理類型的CBF、rCBF 值（）

表2 13 例高灌注不同病理類型的CBF、rCBF 值（）

典型膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的MRI 增強(qiáng)掃描及3D-ASL 表現(xiàn)見圖1，2。

圖1 男，48 歲，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，Ⅳ級 圖1a，1b 術(shù)后第3 個(gè)月復(fù)查MRI 增強(qiáng)掃描及三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)（3D-ASL），術(shù)區(qū)輕度環(huán)狀強(qiáng)化，無明顯高灌注 圖1c，1d 術(shù)后第6 個(gè)月復(fù)查，術(shù)區(qū)可見環(huán)形強(qiáng)化輕度增高，并呈高灌注改變，活檢病理證實(shí)為復(fù)發(fā) 圖2 男，50 歲，間變型膠質(zhì)細(xì)胞瘤，Ⅲ級 圖2a，2b 術(shù)后第6 個(gè)月復(fù)查MRI 增強(qiáng)掃描及3D-ASL，可見術(shù)區(qū)環(huán)形強(qiáng)化，未見明顯高灌注 圖2c，2d 術(shù)后第9 個(gè)月復(fù)查，新出現(xiàn)結(jié)節(jié)樣強(qiáng)化，并呈高灌注表現(xiàn)，第2 次手術(shù)證實(shí)為復(fù)發(fā)

表3 MRI 增強(qiáng)掃描與3D-ASL 對術(shù)后復(fù)發(fā)診斷正確率比較

3 討論

腦膠質(zhì)瘤以手術(shù)為首選治療方法，但手術(shù)常難以完全切除，存在殘留和復(fù)發(fā)可能；高級別膠質(zhì)瘤術(shù)后行放療及聯(lián)合化療的綜合治療，但20%～40%的患者會復(fù)發(fā)。Sanghera 等［4］進(jìn)行的一項(xiàng)大樣本研究表明，約26%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者術(shù)后復(fù)發(fā)；復(fù)發(fā)患者2、5 年無進(jìn)展生存期分別占11%和4%［5］。目前缺乏對膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)統(tǒng)一的治療方案，但研究［6-7］表明復(fù)發(fā)患者能從早期放射治療中獲益，因此復(fù)發(fā)患者的早期診斷具有重要意義。腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的常規(guī)MRI 增強(qiáng)掃描表現(xiàn)與放療后腦損傷、假性進(jìn)展類似，鑒別困難［8］。隨著fMRI 廣泛應(yīng)用于膠質(zhì)瘤術(shù)前分級及術(shù)后評估，多模態(tài)影像學(xué)無創(chuàng)檢查成為膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)查的重要手段。

ASL 是一種無創(chuàng)性MRI 灌注成像技術(shù)，無需對比劑即能獲得組織灌注信息。既往研究［9］表明，ASL能夠評估腫瘤血管，在膠質(zhì)瘤灌注程度及術(shù)前膠質(zhì)瘤的分級上能夠取代動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)灌注成像技術(shù)，3D-ASL 是近幾年在ASL 技術(shù)上發(fā)展而來的偽連續(xù)式動脈自轉(zhuǎn)標(biāo)記（pseudocontinuous arterial spin labeling，pCASL）技術(shù)，具有成像速度快、質(zhì)量高、可重復(fù)性較好，以及可定量測量CBF 的優(yōu)勢，可應(yīng)用于缺血性卒中、腦腫瘤等領(lǐng)域。本研究采用3D-ASL 技術(shù)及MRI 增強(qiáng)掃描對15 例高級別膠質(zhì)瘤術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)區(qū)域的CBF、rCBF 值分析發(fā)現(xiàn)，3D-ASL 較MRI增強(qiáng)掃描對腫瘤復(fù)發(fā)與治療效應(yīng)的鑒別更具有診斷價(jià)值，在術(shù)后隨訪過程中不斷出現(xiàn)強(qiáng)化區(qū)域的增大和（或）新強(qiáng)化區(qū)域，與Xu 等［9］的研究結(jié)果接近。有學(xué)者［10］報(bào)道，應(yīng)用11C-膽堿鑒別腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死比18F-FDG PET 更敏感，但PET-CT 費(fèi)用昂貴，復(fù)查成本高。白雪菲等［12］采用PWI 及DWI 分析膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)患者發(fā)現(xiàn)，PWI 中相對腦血容量（rCBV）、rCBF 值對膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)有鑒別價(jià)值。Sunwoo 等［12］應(yīng)用ASL 鑒別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤及轉(zhuǎn)移瘤，發(fā)現(xiàn)其腫瘤內(nèi)及瘤周的CBF 值有明顯差異。

腫瘤的生成依賴于血供的形成。本研究中增強(qiáng)掃描無明顯強(qiáng)化但3D-ASL 表現(xiàn)為高灌注者，其原因可能在于釓對比劑無法進(jìn)入正常血-腦脊液屏障，因此對于無血-腦脊液屏障破壞的腫瘤患者，MRI 增強(qiáng)掃描腫瘤可無強(qiáng)化。但3D-ASL 為內(nèi)源性對比劑，不依賴于血-腦脊液屏障是否完整，能較客觀地評價(jià)腫瘤血供情況。因此，MRI 增強(qiáng)掃描聯(lián)合3D-ASL 更有助于評價(jià)腫瘤復(fù)發(fā)。Thomas 等［13］亦認(rèn)為，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病變內(nèi)也常混合治療后進(jìn)展，單純應(yīng)用MRI 增強(qiáng)掃描對膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷效能不高。另有研究［14-16］表明，ASL 檢查能夠評估腫瘤灌注情況，間接反映腫瘤毛細(xì)血管密度，在評估膠質(zhì)瘤灌注程度及術(shù)前膠質(zhì)瘤的分級上能夠取代動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)灌注成像，且對復(fù)發(fā)后治療效果評估也有一定價(jià)值［17］。研究［18-20］表明，利用3D-ASL技術(shù)對膠質(zhì)瘤患者術(shù)前腫瘤區(qū)域CBF 值的測量并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后發(fā)現(xiàn)低級別與高級別膠質(zhì)瘤間存在明顯差異，能夠很好地鑒別兩者。還有研究［21-22］表明，因無需對比劑，ASL 更能準(zhǔn)確反映腫瘤內(nèi)灌注，且測得腫瘤實(shí)質(zhì)的rCBF 與血管內(nèi)皮生長因子、微血管密度表達(dá)程度呈正相關(guān)，可間接反映腫瘤新生血管。本研究在第9 個(gè)月觀察終點(diǎn)時(shí)，13 例明顯強(qiáng)化；術(shù)后第3～9 個(gè)月，53.3%～86.7%的復(fù)發(fā)患者出現(xiàn)灌注增加；通過強(qiáng)化區(qū)域CBF的測量及rCBF 的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)后CBF 顯著增加，第3、6、9 個(gè) 月平均CBF 值為（68.46±17.01）、（76.45±17.50）、（80.21±18.11）］mL/（100 g·min），且隨著復(fù)查時(shí)間延長，CBF、rCBF 有明顯增加趨勢；該趨勢與腫瘤內(nèi)新生毛細(xì)血管增加相關(guān)或由于腫瘤復(fù)發(fā)的時(shí)間點(diǎn)不同所致，需進(jìn)一步研究，但在術(shù)后復(fù)查過程中CBF、rCBF 值的高低，以及不斷升高的變化趨勢為腫瘤復(fù)發(fā)的診斷提供了重要依據(jù)。15 例中不同級別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)灌注參數(shù)CBF、rCBF 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01），提示腫瘤惡性程度與病灶血流量有明顯相關(guān)性，這與既往研究［20］一致。但當(dāng)術(shù)后患者病變區(qū)CBF 值＞78.8 mL/（100 g·min）時(shí)應(yīng)高度考慮腫瘤復(fù)發(fā)。本研究發(fā)現(xiàn)，3D-ASL 判斷腫瘤復(fù)發(fā)準(zhǔn)確率高于常規(guī)MRI 增強(qiáng)掃描，尤其聯(lián)合兩者圖像時(shí)，能夠明顯提高腫瘤復(fù)發(fā)的診斷準(zhǔn)確率。

綜上所述，3D-ASL 技術(shù)能可靠測量膠質(zhì)瘤術(shù)后患者的CBF 及rCBF 值，對評價(jià)膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)具有重要診斷價(jià)值；動態(tài)追蹤C(jī)BF 及rCBF 值變化規(guī)律有利于評價(jià)膠質(zhì)瘤術(shù)后放化療的療效；聯(lián)合MRI增強(qiáng)掃描更有利于提高膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷準(zhǔn)確率。但本研究存在不足之處：樣本量偏少、復(fù)查時(shí)間間隔過長，其中2 例腫瘤復(fù)發(fā)患者3D-ASL 呈低灌注，是否與后標(biāo)記延遲時(shí)間設(shè)定及腫瘤非頸內(nèi)動脈供血有關(guān)，需進(jìn)一步追蹤復(fù)查。隨訪超過9 個(gè)月復(fù)發(fā)患者未納入，今后將增大樣本量進(jìn)一步研究。