楊 濤，程敬亮，張余勝，林 濤，王 偉，周 華，張慧群

(1.上海市浦東新區(qū)周浦醫(yī)院影像科，上海 201318；2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院磁共振科，河南 鄭州 450000)

3.0T磁共振DTI成像在腦膠質(zhì)瘤分級中的臨床應(yīng)用評價

楊 濤1，程敬亮2，張余勝1，林 濤1，王 偉1，周 華1，張慧群1

(1.上海市浦東新區(qū)周浦醫(yī)院影像科，上海 201318；2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院磁共振科，河南 鄭州 450000)

目的 評價MR擴(kuò)散張量成像(DTI)在腦膠質(zhì)瘤分級中的應(yīng)用價值。方法對27例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行DTI分析，測定ADC值及FA值，感興趣區(qū)選定在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)及對側(cè)正常腦白質(zhì)三個區(qū)域，并計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)與對側(cè)腦白質(zhì)區(qū)的比值得到相對FA(rFA)值和相對ADC(rADC)值。利用纖維束追蹤技術(shù)重組腫瘤周圍纖維束三維圖，評價纖維束狀態(tài)。結(jié)果27例膠質(zhì)瘤患者，其中低級別膠質(zhì)瘤12例，高級別膠質(zhì)瘤15例。rFA值在高級、低級別膠質(zhì)瘤腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，而rADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；纖維束的狀態(tài)在高級、低級別膠質(zhì)瘤之間差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論DTI可清楚顯示腫瘤與周圍纖維束的關(guān)系，rADC值對膠質(zhì)瘤分級具有一定價值。

擴(kuò)散張量成像；膠質(zhì)瘤；分級

膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的腫瘤，手術(shù)和放療是治療的主要手段，膠質(zhì)瘤的正確分級對指導(dǎo)臨床治療方案的制定及評價預(yù)后具有重要意義。彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)是在彌散加權(quán)成像(Diffusion weighted imaging，DWI)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新的成像方法，可全面評估水分子的彌散運(yùn)動，從微觀上推斷腫瘤細(xì)胞對白質(zhì)纖維束受壓、浸潤和破壞的程度[1]。本文收集經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的膠質(zhì)瘤27例，均行DTI檢查，旨在評價DTI在膠質(zhì)瘤分級中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院2011年6月至2012年11月經(jīng)手術(shù)及組織病理證實(shí)的膠質(zhì)瘤27例，其中男性16例，女性11例，年齡18～67歲，平均48歲。根據(jù)2007年WHO腦腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)，其中低級別膠質(zhì)瘤12例，高級別膠質(zhì)瘤15例。27例患者術(shù)前主要表現(xiàn)為肢體麻木、肌力減低等，術(shù)前均未接受任何治療。所有患者均簽有知情同意書。

1.2 掃描方法 27例患者均采用GE Siggna HD3.0T超導(dǎo)MR儀，首先行常規(guī)MRI SE-T1WI、FSE-T2WI、FLAIR掃描，再行DTI掃描。DTI采用SE-EPI序列，彌散梯度場取15個不同方向，掃描參數(shù)：TR 10 000 ms，TE最小，矩陣128×128，F(xiàn)OV 24 cm，NEX 1，彌散敏感系數(shù)b值取0、1 000 s/mm2，層厚4 mm。

1.3 DTI圖像數(shù)據(jù)后處理 將DTI原始圖像傳至AW4.4工作站，采用Function tool軟件進(jìn)行后處理，獲得ADC圖及FA圖。選擇腫瘤最大層面，ROI選擇在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)及對側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)，大小為20 mm2，測定ADC值及FA值，以上每個項(xiàng)目重復(fù)測量3次，取平均值，并計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)與對側(cè)腦白質(zhì)區(qū)的比值得到相對FA(relative FA，rFA)和相對ADC(Relative ADC，rADC)。彌散張量纖維束成像使用連續(xù)跟蹤法，選取瘤周毗鄰及對側(cè)的纖維束為種子區(qū)，F(xiàn)A的閾值設(shè)置為0.18，纖維束的狀態(tài)(連續(xù)性和完整性)由兩名副主任醫(yī)師共同進(jìn)行分析，以對側(cè)正常纖維束為參照，纖維束類型包括：推移(擠壓)，表現(xiàn)為纖維束只有移位；浸潤，可見部分纖維束被破壞而中斷，表現(xiàn)為稀疏；破壞，表現(xiàn)為纖維束連續(xù)性中斷。

1.4 手術(shù)病理 手術(shù)切除標(biāo)本經(jīng)10%中性福爾馬林固定，石蠟包埋，連續(xù)4μm厚度切片，經(jīng)HE染色光鏡下觀察，病理級別根據(jù)2007年版WHO腦腫瘤國際分類及分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS15.0進(jìn)行分析，低級別與高級別膠質(zhì)瘤之間rFA、rADC值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組有序變量資料的比較采用秩和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 高、低級別膠質(zhì)瘤rFA值及rADC值的特征 高、低級別膠質(zhì)瘤腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rFA值分別為(0.35±0.17)、(0.39±0.12)，瘤周水腫區(qū)rFA值分別為(0.42±0.19)、(0.48±0.11)。高低級別膠質(zhì)瘤組間腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rFA值比較，t=0.72，P=0.48，組間瘤周水腫區(qū)rFA值比較，t=0.74，P=0.48，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。高、低級別膠質(zhì)瘤組間腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rADC值分別為(1.51±0.26)、(1.81±0.24)，瘤周水腫區(qū)rADC值分別為(1.42±0.19)、(1.68±0.27)。高低級別膠質(zhì)瘤組間腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rADC值比較t=3.04，P=0.01，瘤周水腫區(qū)rADC值比較t=2.91，P=0.01，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 高、低級別膠質(zhì)瘤白質(zhì)纖維束狀態(tài)特征 瘤周纖維束三維成像表現(xiàn)為推移、浸潤及破壞3種類型，其中，低級別膠質(zhì)瘤中：推移7例，侵潤4例，破壞1例；高級別膠質(zhì)瘤中(圖1)：推移2例，侵潤8例，破壞5例；膠質(zhì)瘤級別越高，纖維束侵潤及破壞程度越嚴(yán)重。秩和檢驗(yàn)結(jié)果顯示纖維束的狀態(tài)在低級別與高級別膠質(zhì)瘤之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-2.439，P=0.02)，見表1。

表1 高、低級別膠質(zhì)瘤周圍纖維束狀態(tài)差異(例)

圖1 女，42歲，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,WHO-Ⅳ級

3 討論

隨著磁共振成像設(shè)備和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展，以分子擴(kuò)散為成像基礎(chǔ)的DWI已廣泛應(yīng)用于臨床[2]。DTI是基于擴(kuò)散加權(quán)成像發(fā)展起來的一種磁共振擴(kuò)散成像新技術(shù)，既能反映出人體生理及病理組織中體素內(nèi)的水分子擴(kuò)散的三維信息[3]，又能反映活體組織的空間結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)、外微環(huán)境中水分子的轉(zhuǎn)運(yùn)等變化，迄今為止在臨床疾病的診斷和研究中得到廣泛的推廣[4]。

表觀彌散系數(shù)(Apparent diffusion coefficient，ADC)值是用來表述水分子在各種因素綜合影響下擴(kuò)散運(yùn)動的速度和范圍[5]。由于腫瘤細(xì)胞生長并不完全一致，膠質(zhì)瘤惡性程度越高，細(xì)胞數(shù)目越多，細(xì)胞間隙越小，且細(xì)胞異形性越高，核漿比較大，導(dǎo)致水分子彌散更加受限，ADC值越低；而低級別膠質(zhì)瘤瘤體腫瘤細(xì)胞較少，有絲分裂和血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖不明顯，因而細(xì)胞外間隙相對較寬，水分子易擴(kuò)散，ADC值升高[6]。本組中，高、低級別膠質(zhì)瘤組間腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)及瘤周水腫區(qū)的rADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但是ADC值的影響因素較多，因此其真正的生物學(xué)意義并未完全清楚。

FA值是一個各向異性指標(biāo)，它反映水分子擴(kuò)散各向異性的程度[7]。FA值所測量的是單個體素內(nèi)的各向異性值，F(xiàn)A值的范圍是0～1，0表示最大程度的各向同性擴(kuò)散，1表示最大程度的各向異性擴(kuò)散[8]。在FA圖中，一般腦白質(zhì)各向異性高，F(xiàn)A值大，表現(xiàn)為高信號，而各向異性最小、FA值小的腦脊液則顯示為低信號。在腦組織中，F(xiàn)A值主要反映神經(jīng)纖維解剖結(jié)構(gòu)的完整性，由于病變組織內(nèi)神經(jīng)元的軸突排列失去正常的方向性與順序性，導(dǎo)致病變區(qū)域的FA值降低[9]。本組研究表明，高、低級別膠質(zhì)瘤組組間腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)及瘤周水腫區(qū)FA值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，由此可見，F(xiàn)A值在膠質(zhì)瘤的分級中價值不明顯，但本組納入病例數(shù)不是很多，可能存在較為明顯的選擇性偏倚，這可能對于數(shù)據(jù)的分析有不利影響。

DTI三維纖維束成像是利用每個體素內(nèi)水分子的彌散特性間接地指示腦白質(zhì)纖維束的方向，并非真正意義上的顯示腦白質(zhì)纖維束[10]，但其可在一定程度上代表腦白質(zhì)纖維束的空間方向，可直觀顯示腫瘤病變對周圍纖維束的影響，是目前活體顯示纖維束最有效的手段[11]，可以讓臨床醫(yī)生直觀的觀察到腫瘤周圍的重要纖維束的走形及毗鄰關(guān)系，指導(dǎo)手術(shù)入口和腫瘤切除范圍。本組病例結(jié)果顯示低級別膠質(zhì)瘤周圍纖維束多表現(xiàn)為受壓推移，而高級別膠質(zhì)瘤周圍纖維束多表現(xiàn)為破壞中斷，且兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，與文獻(xiàn)報道基本一致[10-11]。

綜上所述，rADC值測定有助于對膠質(zhì)瘤的分級，三維纖維束成像可評價白質(zhì)纖維束的受侵情況，指導(dǎo)臨床制定合理手術(shù)方案，對評價患者預(yù)后具有重要的指導(dǎo)作用。

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Clinical application and evaluation of 3.0T magnetic resonance diffusion tensor imaging in grading cerebral gliomas.

YANG Tao1,CHENG Jing-liang2,ZHANG Yu-sheng1,LIN Tao1,WANG Wei1,ZHOU Hua1,ZHANG Hui-qun1.1.Department of Imaging,Zhoupu Hospital of Pudong New District of Shanghai,Shanghai 201318,CHINA; 2.Department of Magnetic Resonance,the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University,Zhengzhou 450000,Henan, CHINA

ObjectiveTo study the application value of magnetic resonance diffusion tensor imaging(DTI)in grading cerebral gliomas.MethodsDTI analysis was performed on 27 patients of glioma confirmed by operation and pathology,and ADC value and FA value were determined.The region of interest selected were in the tumor region,peritumoral edema and the contralateral cerebral white matter,and relative FA and relative ADC were calculated by the ratio of tumor region,peritumoral edema region and the contralateral cerebral white matter.Fiber beam tracking technology was used to restructure 3D graph of fiber bundle around tumor,and the state of fiber bundle was evaluated.ResultsIn the 27 patients of glioma,there were 12 patients of low grade gliomas and 15 patients of high grade gliomas.rFA values between high,low grade glioma tumor region,peritumoral edema region showed no significant difference(P＞0.05),while the rADC values had significant differences(P＜0.05).The state of fiber bundles also had statistically significant difference between high,low grade glioma.ConclusionDTI can clearly display the relationship between tumor and surrounding fiber bundle.rADC value has a certain value in the classification of gliomas.

Diffusion tensor imaging(DTI);Glioma;Classification

R739.4

A

1003—6350（2015）17—2540—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.17.0920

2014-07-29)

程敬亮。E-mail:cjr.chjl@vip.163.com