多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖分析多發(fā)膠質(zhì)瘤影像異質(zhì)性與腫瘤生物學(xué)行為的關(guān)系

管秀紅

德州市第二人民醫(yī)院影像中心(山東 德州 253000)

膠質(zhì)瘤是臨床較常見(jiàn)的原發(fā)性惡性腫瘤，隨著腫瘤級(jí)別的升高，其惡性程度明顯增加[1]。膠質(zhì)瘤發(fā)生機(jī)制目前尚未完全明確，其中癌基因與抑癌基因?qū)?xì)胞周期及凋亡通路調(diào)節(jié)失控是其重要原因。多發(fā)性人腦膠質(zhì)瘤屬于中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見(jiàn)的腫瘤，具有較較廣泛的侵襲性及低級(jí)別向高級(jí)別轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。及早診斷是提升多發(fā)膠質(zhì)瘤預(yù)后的重要方法[2]。多模態(tài)MRI技術(shù)能較好的反映膠質(zhì)瘤結(jié)構(gòu)及功能狀態(tài)，指導(dǎo)臨床對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)，以制定合理的治療方案。然而任何單一檢測(cè)方法均不能完全有效反映疾病，需與其他指標(biāo)協(xié)同進(jìn)行。表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)直方圖在診斷腦部疾病上價(jià)值優(yōu)于常規(guī)影像學(xué)檢查[3]，能較好地顯示病灶部位、內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文選取醫(yī)院2015年1月至2020年1月收治的多發(fā)性腦膠質(zhì)瘤患者作為研究對(duì)象，采用多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷，現(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取醫(yī)院2015年1月至2020年1月收治的多發(fā)性腦膠質(zhì)瘤患者100例，患者均為首診，無(wú)其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。分級(jí)：低級(jí)別膠質(zhì)瘤71例、高級(jí)別膠質(zhì)瘤29例。類(lèi)型：星形細(xì)胞瘤腫瘤68例、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤32例。男性59例，女性41例，年齡18～80歲，平均年齡(43.24±10.59)歲。腫瘤部位：額葉26例、顳葉31例、枕葉20例、頂葉23例。臨床癥狀：癲癇27例、頭痛57例、頭暈10例、記憶障礙6例。膠質(zhì)瘤分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考WHO制定的國(guó)際中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤國(guó)際病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]。膠質(zhì)瘤分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)參考WHO制定的國(guó)際中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤國(guó)際病理分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，診斷標(biāo)準(zhǔn)參考WHO制定的多發(fā)性膠質(zhì)瘤診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：腫瘤最小直徑＞2cm；18歲～80歲患者；病理證實(shí)為多發(fā)性膠質(zhì)瘤；患者知情同意；病理確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：心臟支架或除顫器患者；腦疝患者；高血壓性腦出血患者；精神類(lèi)疾病患者；妊娠期、哺乳期患者。

1.2 方法多模態(tài)MRI檢查：所有患者先行MRI普通序列及增強(qiáng)掃描檢查。擴(kuò)散張量成像(DTI)掃描。采用頭顱8通道相控陣線圈，常規(guī)軸狀、矢狀、冠狀位及增強(qiáng)掃描。TIFLAIR掃描參數(shù)設(shè)置：TR/TE=2000ms/22ms。T2WI掃描參數(shù)設(shè)置：TR/TE=4500ms/22ms。DTI掃描使用SSE-EPI成像序列，軸狀位掃描。DTI參數(shù)設(shè)置：TR1=0000ms，b=0及1000s/ms，層厚=4mm。

1.3 圖像處理觀察患者病變部位、腫瘤數(shù)量、大小、形態(tài)及信號(hào)強(qiáng)度等情況。DTI圖像經(jīng)工作站處理后，獲得ADC直方圖，檢測(cè)ADC值，選定感興趣區(qū)，分別檢測(cè)患者腫瘤實(shí)體部位、周?chē)[帶、對(duì)側(cè)同層腦部白質(zhì)，確定ADC值，判斷腫瘤分級(jí)與類(lèi)型。利用Firevoxel軟件重建直方圖，計(jì)算ADC第5百分位(ADC-5th)、ADC第25百分位(ADC-25th)。

Ki-67表達(dá)檢測(cè)：經(jīng)手術(shù)獲得組織送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行免疫組化學(xué)鏈霉素抗生物素蛋白-過(guò)氧化酶(SP)檢測(cè)多發(fā)性膠質(zhì)瘤患者病理組織中Ki-67表達(dá)。陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)以膠質(zhì)瘤腫瘤細(xì)胞核中出現(xiàn)棕褐色染色為準(zhǔn)。采用400倍高倍鏡檢查，隨機(jī)選擇5個(gè)視野進(jìn)行計(jì)算，以Ki-67平均值作為陽(yáng)性細(xì)胞百分比。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法本文所有數(shù)據(jù)資料均使用SPSS 27.00軟件分析，急性腦梗塞患者的年齡、NIHSS評(píng)分及血流動(dòng)力學(xué)等計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差以()形式表示，組間及組內(nèi)采用t檢驗(yàn)。患者的性別、臨床療效使用(%)表示，其中性別采用卡方檢驗(yàn)，臨床療效采用秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05表示數(shù)據(jù)比較結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤分級(jí)與病理符合率比較分析發(fā)現(xiàn)，多模態(tài)MRI診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤低級(jí)別符合率92.96%、高級(jí)別符合率82.76%；ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤低級(jí)別符合率90.14%、高級(jí)別符合率79.31%；多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤低級(jí)別符合率98.59%、高級(jí)別符合率93.10%；多模態(tài)MRI、ADC直方圖、多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤低級(jí)別、高級(jí)別符合率差異比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表1。

表1 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤分級(jí)與病理符合率比較[n(%)]

2.2 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤類(lèi)型與病理符合率比較多模態(tài)MRI診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤星形細(xì)胞瘤腫瘤符合率88.23%、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤符合率78.13%；ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤星形細(xì)胞瘤腫瘤符合率91.18%、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤符合率75%；多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤星形細(xì)胞瘤腫瘤符合率97.06%、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤符合率87.50%；多模態(tài)MRI、ADC直方圖、多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤星形細(xì)胞瘤腫瘤、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤符合率差異比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表2。

表2 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤類(lèi)型與病理符合率比較[n(%)]

2.3 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤部位與病理符合率比較多模態(tài)MRI診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤病位額葉符合92.31%、顳葉82.87%、枕葉60%、頂葉73.91%；ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤病位額葉符合76.92%、顳葉74.19%、枕葉80%、頂葉82.61%；多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤病位額葉符合92.31%、顳葉90.32%、枕葉90%、頂葉95.65%；多模態(tài)MRI、ADC直方圖、模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤部位符合率差異比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表3。

表3 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤部位與病理符合率比較[n(%)]

2.4 多發(fā)性膠質(zhì)瘤不同級(jí)別ADC值比較高級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤ADC-5th(1.41±0.22)、ADC-25th(0.32±0.02)低于低級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤(P＜0.05)，見(jiàn)表4。

表4 多發(fā)性膠質(zhì)瘤不同級(jí)別ADC值比較

2.5 多發(fā)性膠質(zhì)瘤不同級(jí)別Ki-67陽(yáng)性表達(dá)比較高級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤Ki-67陽(yáng)性指數(shù)(45.27±2.19)%高于低級(jí)別(P＜0.05)，見(jiàn)表5。

表5 多發(fā)性膠質(zhì)瘤不同級(jí)別Ki-67陽(yáng)性表達(dá)比較(%)

2.6 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)膠質(zhì)瘤異質(zhì)性診斷效能比較多模態(tài)MRI+ADC直方圖曲線下面積、Cut-off值、靈敏度、特異度最高，見(jiàn)表6。

表6 多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合直方圖診斷多發(fā)膠質(zhì)瘤異質(zhì)性診斷效能比較(%)

2.7 影像學(xué)特征分析多模態(tài)MRI圖像特征：100例患者T2信號(hào)表現(xiàn)為高信號(hào)或稍高信號(hào)。TIELAIR信號(hào)表現(xiàn)為等信號(hào)、低信號(hào)、混雜信號(hào)。其中21例患者信號(hào)不均勻，出現(xiàn)囊性壞死區(qū)。增強(qiáng)掃描發(fā)現(xiàn)，61例患者圖像表現(xiàn)不規(guī)則，并有強(qiáng)化現(xiàn)象。42例患者出現(xiàn)占位性效應(yīng)，伴有不同程度的水腫。ADC圖像特征：低級(jí)別膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為低信號(hào)，瘤體周?chē)?jiàn)輕度水腫信號(hào)，且呈高信號(hào)；高級(jí)別的膠質(zhì)瘤信號(hào)為等信號(hào)或稍低信號(hào)，分界較清楚(見(jiàn)圖1)。

圖1 多模態(tài)MRI圖像。圖1A：T呈等低信號(hào)；圖1B：SWI見(jiàn)曲線狀低信號(hào)；圖1C：DWI低信號(hào)；圖1D：DTT病灶周?chē)w維束浸潤(rùn)、推移。

3 討論

多發(fā)性膠質(zhì)瘤發(fā)生及發(fā)展的過(guò)程中有多種基因參與[6]。這些基因以復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)形式相互作用。膠質(zhì)瘤發(fā)生過(guò)程中主要涉及3個(gè)基因通路變化，分別是p53、p14、p21[7]。這些基因通路變化在星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤發(fā)生及發(fā)展過(guò)程中起到非常重要的作用。陳孟達(dá)等[8]研究認(rèn)為小鼠雙微粒體2基因是膠質(zhì)瘤中重要的致癌基因，與p53端反式激活區(qū)結(jié)合抑制P53轉(zhuǎn)錄因子的活性，進(jìn)而影響其抑癌作用。細(xì)胞增殖標(biāo)記物Ki-67目前主要用于腫瘤分型、分期及分化[9-10]。Ki-67抗原存在增殖細(xì)胞核中的一組蛋白性核心蛋白。Ki-67表達(dá)隨著細(xì)胞周期不同而不同[11]。陳圖南等[12]研究發(fā)現(xiàn)，Ki-67陽(yáng)性指數(shù)從低級(jí)別星形細(xì)胞瘤至成膠質(zhì)細(xì)胞瘤上表現(xiàn)為較明顯的上升趨勢(shì)。不同級(jí)別腳趾樓之間存在顯著的陽(yáng)性表達(dá)差異。有學(xué)者認(rèn)為Ki-67陽(yáng)性計(jì)數(shù)在10% 及以上是表示為預(yù)后差[13]。通過(guò)分析Ki-67陽(yáng)性計(jì)數(shù)情況能較好的降星形膠質(zhì)瘤細(xì)胞惡性程度分為不同級(jí)別。影像學(xué)是診斷多發(fā)膠質(zhì)瘤重要方法。磁共振彌散成像技術(shù)(DWI)基于人體水分子彌散機(jī)制。人體隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)是各個(gè)方向同性的，在每個(gè)方向上的彌散程度是相同的。彌散結(jié)構(gòu)成為多膜態(tài)MRI彌散成像的基礎(chǔ)。常規(guī)MRI序列中加入彌散梯度突出彌散效應(yīng)，即為彌散加權(quán)成像[14]。DWI能反映腫瘤細(xì)胞水平的微觀世界及微觀結(jié)構(gòu)。ADC直方圖是一種較新型的影像學(xué)分析方法。熊飛等[15]研究發(fā)現(xiàn)，ADC直方圖的ADC值增大，表示水分子的彌散增加。多發(fā)性膠質(zhì)瘤分為低級(jí)別、高級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤，腫瘤部位多見(jiàn)額葉、顳葉、枕葉、頂葉。常規(guī)MRI雖能診斷出膠質(zhì)瘤的部位，但容易出現(xiàn)誤診或漏診現(xiàn)象。

準(zhǔn)確鑒別多發(fā)膠質(zhì)瘤類(lèi)型及分級(jí)是提升預(yù)后的關(guān)鍵途徑。本研究結(jié)果顯示，多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤低級(jí)別符合率98.59%、高級(jí)別符合率93.10%，明顯高于單一診斷。多模態(tài)MRI能發(fā)現(xiàn)異常病灶，找出異常病灶的特征。多模態(tài)MRI檢測(cè)模式下高級(jí)別膠質(zhì)瘤更容易伴有壞死及水腫現(xiàn)象。ADC直方圖通過(guò)ADC值反映腫瘤周邊浸潤(rùn)情況，以診斷膠質(zhì)瘤分級(jí)。多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤星形細(xì)胞瘤腫瘤符合率97.06%、少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤符合率87.50%，說(shuō)明聯(lián)合診斷能提升多發(fā)性膠質(zhì)瘤類(lèi)型的準(zhǔn)確性，有利于臨床制定個(gè)性化治療方案。多模態(tài)MRI+ADC直方圖診斷多發(fā)性膠質(zhì)瘤病位額葉符合92.31%、顳葉90.32%、枕葉90%、頂葉95.65%，說(shuō)明在多模態(tài)MRI檢查基礎(chǔ)上分析ADC直方圖結(jié)果可明確腫瘤部位，這助于手術(shù)清掃。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，高級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤的ADC-5th、ADC-25th均高于低級(jí)別，說(shuō)明ADC值與多發(fā)性膠質(zhì)瘤分級(jí)有關(guān)。ADC值越低，腫瘤分級(jí)越高。分析膠質(zhì)瘤生物學(xué)行為發(fā)現(xiàn)，高級(jí)別多發(fā)性膠質(zhì)瘤Ki-67陽(yáng)性指數(shù)較高。Ki-67是常用的細(xì)胞增殖動(dòng)力學(xué)標(biāo)記物，能直觀的反映腫瘤細(xì)胞的增殖活性。Ki-67陽(yáng)性高表達(dá)表示腫瘤惡性程度高。最后聯(lián)合診斷效能較高，有利于診斷不同級(jí)別、同級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤體部分及水腫區(qū)別，指導(dǎo)治療。

綜上所述，多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合ADC直方圖診斷多發(fā)膠質(zhì)瘤既能明確影腫瘤分級(jí)、類(lèi)型，又能明確分級(jí)與腫瘤生物學(xué)行為的關(guān)系，提升診斷效能。