3.0T磁共振動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)檢查對(duì)腦膠質(zhì)瘤分級(jí)診斷及其預(yù)后評(píng)估的價(jià)值

黃琦，喻強(qiáng)，劉江，韓文彬

作者單位：宜賓市第一人民醫(yī)院放射科，四川宜賓644000

腦膠質(zhì)瘤作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)最為常見的惡性 腫瘤之一，約占中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的40%～50%。病理學(xué)上可將其分為低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤（Ⅰ、Ⅱ級(jí)）和高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤（Ⅲ、Ⅳ級(jí)），級(jí)別越高，惡性程度越大，術(shù)前明確其腫瘤分級(jí)對(duì)其治療及預(yù)后極為重要。

磁共振動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)檢查（DCE-MRI）通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)比劑在體內(nèi)吸收、代謝等動(dòng)力學(xué)過程，進(jìn)而獲取其血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而在細(xì)胞分子功能上反映其組織血管分布、血流灌注等情況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤中微血管通透性的無創(chuàng)評(píng)估。本研究通過對(duì)87例腦膠質(zhì)瘤病人進(jìn)行DCE-MRI檢查，分析其影像學(xué)資料，探討DCE-MRI在評(píng)估腦膠質(zhì)瘤病理分級(jí)及預(yù)后上的臨床應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

將宜賓市第一人民醫(yī)院于2015年3月至2018年1月收治的87例采用同一化療方案進(jìn)行治療的腦膠質(zhì)瘤病人作為研究對(duì)象，所有入選病人均經(jīng)病理學(xué)明確診斷為腦膠質(zhì)瘤，且均在病灶穿刺或手術(shù)治療前完成磁共振動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)檢查（DCE-MRI），所有病人在檢查前均未接受任何顱內(nèi)手術(shù)、放化療等治療。按照WHO病理學(xué)分級(jí)：Ⅰ級(jí)：13例，Ⅱ級(jí)：22例，Ⅲ級(jí)：36例，Ⅳ級(jí)：16例。組織細(xì)胞類型：毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤23例；多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤18例，少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤10例，間變性星形細(xì)胞瘤10例，彌漫性星形細(xì)胞瘤9例，間變性少突星性細(xì)胞瘤8例，混合性少突星形細(xì)胞瘤6例，間變性室管膜瘤3例。87例腦膠質(zhì)瘤病人當(dāng)中，男53例，女34例；年齡（51.58±7.19）歲，范圍為36～74歲。本研究符合《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)赫爾辛基宣言》相關(guān)要求，所有病人及近親屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

檢查儀器選擇美國GE公司生產(chǎn)的Discovery MR 750 3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，16通道頭顱相控陣列線圈。對(duì)所有受檢病人進(jìn)行DCE-MRI掃描，DCE-MRI掃描采用軸位基于T1加權(quán)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（LAVA）序列進(jìn)行掃描，首先對(duì)3°、5°、9°、12°、15°共計(jì)5個(gè)翻轉(zhuǎn)角的T1 Mapping進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)設(shè)置為：TR 3.6 ms，TE 2.2 ms，矩陣256×256，層厚4.0 mm。之后再進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，參數(shù)設(shè)置為：TR 3.6 ms，TE 2.2 ms，層厚4 mm，翻轉(zhuǎn)角15°，單次掃描時(shí)間為6 s，掃描范圍包括整個(gè)腫瘤及周圍水腫區(qū)域，連續(xù)掃描50個(gè)時(shí)相，其中第1～5個(gè)時(shí)相為蒙片，從第6個(gè)時(shí)相開始采用高壓注射器經(jīng)肘部靜脈以2 mL/s的速度注入釓噴酸葡銨（0.1 mmol/kg），對(duì)比劑注射完畢后，立即以同樣的速度再注入等量的0.9%氯化鈉容積進(jìn)行沖管，掃描時(shí)間約300 s，DCEMRI檢查的所有序列定位層面均保持一致。

將采集的多個(gè)翻轉(zhuǎn)角的T1 Mapping數(shù)據(jù)及DCE-MRI掃描數(shù)據(jù)分別傳輸至配套的后期工作站，利用GE公司動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)定量分析軟件（Ommi Kinetics Tool）中的Extended Tofts Linear Model兩室模型，采用3D非剛性自動(dòng)三維配準(zhǔn)形式，以上矢狀竇作為靶血管提取個(gè)性化血管輸入函數(shù)（VIF），獲得時(shí)間-濃度曲線。在T1加權(quán)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描圖像上標(biāo)記出面積為20～60 mm的圓形感興趣區(qū)（region of interest，ROI），包括腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、周圍水腫區(qū)，盡可能避開血管、囊變、壞死區(qū)域以保證選擇到病灶增強(qiáng)部位，經(jīng)軟件生成ROI內(nèi)定量參數(shù)彩圖及參數(shù)值，包括血漿與細(xì)胞外血管外間隙間容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、對(duì)比劑從血漿與細(xì)胞外血管外間隙返回到血管空間的速率常數(shù)（Kep）以及血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve），各參數(shù)取均重復(fù)測(cè)量3次取平均值。閱片工作由該院2名多年從事神經(jīng)外科和中樞神經(jīng)系統(tǒng)研究方向的放射科醫(yī)師負(fù)責(zé)進(jìn)行，采用雙盲法進(jìn)行閱片，閱片結(jié)果不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商統(tǒng)一意見。

1.3 觀察指標(biāo)

分析低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤（LGG）、高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤（HGG）兩組病人的Ktrans、Kep及Ve值。根據(jù)所有病人在放化療開始后的無進(jìn)展生存期（PFS）進(jìn)行分組，將PFS≥12個(gè)月的作為預(yù)后良好組（28例），將PFS在12個(gè)月以內(nèi)有殘留病灶增加＞25%或切除完全后復(fù)發(fā)的作為預(yù)后較差組（59例），并比較不同預(yù)后病人之間的Ktrans、Kep及Ve值。

采用受試者工作特征曲線（ROC曲線）分析Ktrans值、Ve值在評(píng)估腦膠質(zhì)瘤病人預(yù)后的曲線下面積（AUC）、最佳閾值，計(jì)算陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值、靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度。

2 結(jié)果

2.1 不同病理分級(jí)腦膠質(zhì)瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值

LGG、HGG病人的Kep值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）；LGG病人的Ktrans、Ve值明顯低于HGG病人（

P

＜0.05），見表1。

表1 不同病理分級(jí)腦膠質(zhì)瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值比較/±s

2.2 不同預(yù)后腦膠質(zhì)瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值

預(yù)后良好組和預(yù)后較差組的Kep值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05），預(yù)后良好組病人的Ktrans、Ve值明顯低于預(yù)后較差組（

P

＜0.05），見表2。

表2 不同預(yù)后腦膠質(zhì)瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值比較/±s

2.3 各指標(biāo)評(píng)價(jià)腦膠質(zhì)瘤病人預(yù)后的ROC曲線評(píng)價(jià)

ROC曲線顯示，Ktrans、Ve評(píng)價(jià)預(yù)后較差的腦膠質(zhì)瘤的AUC分別為0.962、0.916，最佳閾值分別為0.136、0.069，其靈敏度分別為78.85%、86.54%，特異度分別為74.29%、82.86%，準(zhǔn)確度分別為77.01%、85.06%，陽性預(yù)測(cè)值分別為82.00%、88.24%，陰性預(yù)測(cè)值分別為70.27%、80.56%。見圖1。

圖1 容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve）評(píng)價(jià)腦膠質(zhì)瘤預(yù)后的ROC曲線

3 討論

腦膠質(zhì)瘤源于神經(jīng)上皮組織，其腫瘤細(xì)胞分化程度各不相同。腦膠質(zhì)瘤病理分級(jí)存在差異時(shí)，其治療方案的選擇及其預(yù)后狀態(tài)也會(huì)隨之改變。臨床對(duì)于腦膠質(zhì)瘤病理分級(jí)診斷通常采用手術(shù)病理檢查或穿刺活檢進(jìn)行，然而上述兩種診斷方式均會(huì)對(duì)病人造成不可避免地創(chuàng)傷。加之腫瘤結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具有明顯異形性，病理取樣點(diǎn)往往無法代表腫瘤細(xì)胞分化的最高級(jí)別，尋求更加安全、有效的診斷方式對(duì)其病理分級(jí)診斷具有重要意義。

微血管增生作為腦膠質(zhì)瘤的重要組織學(xué)特征之一，不同病理分級(jí)、不同預(yù)后的腦膠質(zhì)瘤病人的神經(jīng)膠質(zhì)瘤微血管增生程度不盡相同，其通透性可預(yù)測(cè)其病理分級(jí)以及預(yù)后。據(jù)報(bào)道，腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展以及惡性程度與腫瘤新生血管的形成密切相關(guān)。通常情況下，高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的血管內(nèi)皮生長因子分泌較多，進(jìn)而導(dǎo)致血腦屏障開放，促使不成熟微血管的生成，微血管密度顯著增加。磁共振動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)檢查（DCE-MRI）利用高壓注射器快速注入對(duì)比劑前后進(jìn)行連續(xù)無間斷的T1WI增強(qiáng)掃描，選擇相應(yīng)的動(dòng)脈輸入函數(shù)后，利用兩室血流動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得到能夠反映其組織血管通透性的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)Ktran值、Kep值、Ve值等指標(biāo)，進(jìn)而對(duì)其血管通透性進(jìn)行定量測(cè)量。

Ktrans、Kep值與血流量、腫瘤細(xì)胞壁的通透性及表面積等因素密切相關(guān)，Ve值能過反映對(duì)比劑滲漏到血管外細(xì)胞外間隙的容積比，這些血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)能夠直觀地體現(xiàn)腫瘤微血管滲透性以及對(duì)比劑滲漏到血管外細(xì)胞、外間隙容積的增加。本研究結(jié)果顯示，低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤病人的Ve、Ktrans值明顯低于高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤病人，預(yù)后效果相對(duì)較好的病人，其Ve、Ktrans值明顯低于預(yù)后效果相對(duì)較差的病人。這一結(jié)果說明，腦膠質(zhì)瘤的惡性程度越高，預(yù)后效果越差，其Ktrans值、Ve值水平也越高。由此可見，DCE-MRI可用于鑒別高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤，對(duì)于其術(shù)前病理分級(jí)診斷具有重要意義。

經(jīng)ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，ROC曲線評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，Ktrans、Ve在評(píng)價(jià)預(yù)后較差的腦膠質(zhì)瘤上的AUC分別為0.846、0.906，當(dāng)其最佳閾值分別為0.136、0.069時(shí)，其靈敏度分別為78.85%、86.54%，特異度分別為74.29%、82.86%，準(zhǔn)確度分別為77.01%、85.06%。結(jié)果提示，Ve、Ktrans、rADC、tADC在判定腦膠質(zhì)瘤病人預(yù)后上具有較高價(jià)值。

綜上所述，3.0T磁共振動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)檢查及定量參數(shù)有助于高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的鑒別診斷，對(duì)于術(shù)前無創(chuàng)性評(píng)估腦膠質(zhì)瘤分級(jí)診斷及預(yù)后評(píng)估具有臨床指導(dǎo)價(jià)值。