劉鐵軍 鄭英杰

(廣西柳州市人民醫(yī)院放射科，柳州市 545006)

DWI及1H-MRS在腦膠質(zhì)瘤伽瑪?shù)吨委熀蟑熜ьA(yù)測中的應(yīng)用價值▲

劉鐵軍 鄭英杰

(廣西柳州市人民醫(yī)院放射科，柳州市 545006)

目的 探討彌散加權(quán)成像(DWI)及磁共振波譜成像(1H-MRS)在腦膠質(zhì)瘤伽瑪?shù)吨委熀蟑熜ьA(yù)測中的應(yīng)用價值。方法 40例腦膠質(zhì)瘤患者，多次行DWI和1H-MRS檢查；首先測量伽馬刀手術(shù)前一周內(nèi)的DWI和1H-MRS數(shù)據(jù)，分別獲得手術(shù)前腫瘤實質(zhì)區(qū)的Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr和ADC值和瘤周水腫區(qū)的ADC值，并根據(jù)二次手術(shù)或隨訪(隨訪時間大于6個月)結(jié)果，將患者分為復(fù)發(fā)組和非復(fù)發(fā)組，分析兩者之間各個參數(shù)是否存在顯著性差異，并應(yīng)用ROC曲線判斷各個參數(shù)的診斷價值，以確定各個參數(shù)療效預(yù)測的有效性。結(jié)果 伽瑪?shù)吨委熐皬?fù)發(fā)組和非復(fù)發(fā)組腫瘤實質(zhì)區(qū)的值分別為Cho/Cr(2.15±0.41，2.0±0.64，P=0.445)、Cho/NAA(2.23±0.70，1.89±0.76，P=0.183)、NAA/Cr(1.0±0.37，1.09±0.39，P=0.512)，兩組腫瘤實質(zhì)區(qū)的ADC值分別為(881±145)×10-6mm2/s，(1260±212)×10-6mm2/s，P<0.001)，水腫區(qū)的ADC值分別為(1225±244)×10-6mm2/s，(1529±469)×10-6mm2/s；ROC曲線分析表明，腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的曲線下面積分別為0.973和0.696。結(jié)論 膠質(zhì)瘤術(shù)前腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的ADC值對于治療后的療效預(yù)測具有重要的價值，而1H-MRS的所有參數(shù)均無意義，ADC值對于提高伽馬刀的治療效率具有重要參考價值，有助于輔助臨床制定更加合理的治療方案。

彌散加權(quán)成像；磁共振波譜成像；伽瑪?shù)?；腦膠質(zhì)瘤

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是發(fā)病率最高的顱內(nèi)腫瘤，約占大腦腫瘤的40.0%，其呈現(xiàn)出浸潤生長的特點(diǎn)，生長范圍往往不受大腦功能區(qū)的限制，呈侵襲性生長并破壞正常腦組織，無法與正常腦組織區(qū)別開來，是最難治愈的一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤[1]。如能在術(shù)前通過影像學(xué)參數(shù)提前預(yù)測腫瘤的治療效果，采取更加有效的差異性治療方法，將顯著提高患者的術(shù)后生存期[4，5]。本研究將腦膠質(zhì)瘤診斷當(dāng)中最為常見的彌散加權(quán)成像(DWI)及磁共振波譜(1H-MRS)技術(shù)結(jié)合起來，分析各個參數(shù)與術(shù)后療效之間的相關(guān)性，評價伽瑪?shù)对谥委熌z質(zhì)瘤術(shù)后當(dāng)中的療效，以進(jìn)一步輔助臨床制定更加合理的治療方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集我院或外院手術(shù)病理確診為腦膠質(zhì)瘤并在我院行頭部伽瑪?shù)吨委煹幕颊?0例，伽瑪?shù)吨委熐凹爸委熀蟀肽昙耙荒暌陨希写殴舱?H-MRS、DWI檢查。入組病例平均年齡(43±7.8)歲，根據(jù)二次手術(shù)病理或隨訪(隨訪時間大于6個月)確認(rèn)，非復(fù)發(fā)組患者25例，腫瘤復(fù)發(fā)患者15例。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伽瑪?shù)吨委熀髸r間較短，未達(dá)半年及以上；②病變部位特殊，病灶接近顱頂及顱底骨質(zhì)，易造成磁場不均勻，影響檢查結(jié)果準(zhǔn)確性；③患者有起搏器置入及其他磁共振檢查禁忌證。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) ①非復(fù)發(fā)組的診斷標(biāo)準(zhǔn)：手術(shù)病理未見腫瘤細(xì)胞；影像學(xué)定期隨診無病灶或病灶無變化或病灶縮小，水腫減輕；臨床表現(xiàn)逐漸好轉(zhuǎn)。②腫瘤復(fù)發(fā)的診斷標(biāo)準(zhǔn)：手術(shù)病理找到腫瘤細(xì)胞或影像學(xué)定期隨診病灶進(jìn)行性增大；臨床表現(xiàn)逐漸惡化。

1.3 檢查方法 使用PhilipsAchieva 3.0 TTX/GE singa HDE 1.5 T磁共振成像系統(tǒng)、8通道相控陣線圈進(jìn)行掃描。檢查序列包括常規(guī)T1WI、T2WI、DWI和1H-MRS。具體成像參數(shù)：T1WI，層厚7 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣192×256，NEX=2，T1-FLAIR序列，TR/TE=2 100 ms/9.0ms，TI=750 ms，成像時間90 s；T2WI，層厚7 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣192×256，NEX=2，TSE/FSE序列，TR/TE=3 000 ms/95 ms，成像時間110 s；DWI：采用SE平面成像技術(shù)，3個垂直平面彌散梯度，b值取0、1 000 s/mm，TR/TE=8 000 ms/120 ms，層厚/間隔6 mm/1 mm，成像時間約60 s。在常規(guī)增強(qiáng)完成后行1H-MRS掃描，采用3D/2D Press序列，反轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 12 cm×12 cm，體素10×10 mm，TR 1 000 ms，NSA=1，用時6 min 10 s，體素放置區(qū)盡量避開囊變、壞死等部位。

1.4 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用MR Extended Workspace(EWS)工作站后處理軟件進(jìn)行1H-MRS和DWI分析。

1.4.11H-MRS分析方法 將MRS原始圖像導(dǎo)入工作站，軟件完成信號平均、基線校正、相位循環(huán)、代謝物識別及峰值計算，分別獲得實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)域的CHo/Cr、CHo/NAA和NAA/Cr值。

1.4.2 DWI分析方法 將DWI圖像導(dǎo)入工作站，自動計算出ADC圖，ADC值的實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)測量應(yīng)盡量與1H-MRS體素放置區(qū)保持一致。本研究中經(jīng)3次測量，取標(biāo)準(zhǔn)差最小的一組數(shù)據(jù)的平均值，水腫區(qū)的ADC值測量主要參考T1增強(qiáng)圖和DWI圖，選取區(qū)域與實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)位于同一層面。實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)的確定需結(jié)合T1增強(qiáng)圖像，并由兩位有10年以上臨床經(jīng)驗的醫(yī)生共同確定，選取實質(zhì)強(qiáng)化區(qū)最大層面，并盡量避開囊變、壞死、出血等區(qū)域。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件分析，計量資料比較用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

對于腫瘤復(fù)發(fā)病例，ADC值明顯降低，而非復(fù)發(fā)組ADC與對側(cè)正常去相比呈等信號甚至更高，瘤周水腫區(qū)域也表現(xiàn)出相同的特征，二者具有統(tǒng)計學(xué)意義；見圖1、圖2。復(fù)發(fā)組Cho/Cr和Cho/NAA值雖然也略高于非復(fù)發(fā)組，但不具有統(tǒng)計學(xué)意義；而NAA/Cr值在兩組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

圖1 患者為54歲男性，腦質(zhì)瘤放射治療結(jié)束3個月后隨訪發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)，所有圖像均在伽馬刀治療前1周內(nèi)的拍攝。圖A：MRT2WI圖像，左側(cè)額頂葉信號混雜，局部見類圓形稍高信號(箭頭)；圖B：T1常規(guī)增強(qiáng)，左側(cè)額葉病灶呈中度強(qiáng)化；圖C：為ADC圖，ADC值較低，提示彌散受限嚴(yán)重；圖D：為MRS波譜圖，與對側(cè)正常區(qū)域相比，提示病灶區(qū)病灶區(qū)NAA、Cr明顯減低，NAA/Cho比值減低。

圖2 患者為57歲男性，腦質(zhì)瘤放射治療結(jié)束隨訪1年以上，病情穩(wěn)定，所有圖像均在其伽馬刀治療前1周內(nèi)的拍攝。圖A：為伽瑪?shù)吨委?年后復(fù)查，MRT2WI圖像，左側(cè)額頂葉類圓形稍高信號未見明顯顯示；圖B：T1常規(guī)增強(qiáng)，左側(cè)額葉未見異常強(qiáng)化病灶；圖C：為ADC圖，未見明顯受限；圖D：為MRS圖像，左側(cè)額葉感興趣區(qū)MRS提示Cho、NAA、Cr均減低，未提示惡性腫瘤譜線。

表1 DWI及1H-MRS參數(shù)的檢驗結(jié)果

進(jìn)一步對腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的ADC值進(jìn)行ROC分析，二者的曲線下面積分別為0.973和0.696，具有較高的臨床診斷價值，ROC曲線見圖3。

圖3 腫瘤實質(zhì)區(qū)和水腫區(qū)ADC值的ROC曲線

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤作為顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤，其生長方式大多沿白質(zhì)纖維束呈浸潤性生長，由于瘤周水腫區(qū)的存在使得腫瘤的邊界更加難以確定，因而腫瘤的實際邊界可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)影像學(xué)的可見程度。因此，術(shù)前明確膠質(zhì)瘤分級、確定腫瘤邊界對治療方案的制訂、治療效果的評估及預(yù)后有重要意義[6，7]。

擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)是目前唯一能夠直接在活體組織上測量水分子擴(kuò)散運(yùn)動與成像的方法，可通過DWI間接了解細(xì)胞的密度、功能狀態(tài)及微觀結(jié)構(gòu)的改變。因此，可通過ADC值的測量來定量研究水分子擴(kuò)散運(yùn)動的大小[8]。在腫瘤組織中，細(xì)胞排列越緊密，密度越大，細(xì)胞間隙相對越狹窄，細(xì)胞內(nèi)水分子擴(kuò)散就越受到限制，故低級別膠質(zhì)瘤的DWI表現(xiàn)為等或低信號，ADC值相對增高，而高級別膠質(zhì)瘤的DWI表現(xiàn)為高信號，ADC值較低[9]。在復(fù)發(fā)組中，其術(shù)前腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的ADC值都更低，一方面腫瘤實質(zhì)區(qū)的低ADC值預(yù)示腫瘤的惡性程度越高，另一方面瘤周水腫區(qū)的ADC值較低，也預(yù)示這一塊組織的腫瘤惡性程度越高、侵襲性越強(qiáng)，應(yīng)在手術(shù)當(dāng)中采取更加激進(jìn)的治療手段，切斷腫瘤的復(fù)發(fā)通路。Randy等[10]的研究也發(fā)現(xiàn)，瘤周水腫區(qū)和腫瘤實質(zhì)區(qū)的HIF-1和VEGF都與患者的全局生存期和無進(jìn)展生存期相關(guān)，與本研究結(jié)論一致。伽馬刀治療后的腫瘤復(fù)發(fā)與非復(fù)發(fā)組的ADC值有明顯統(tǒng)計學(xué)差異，腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)有顯著相關(guān)性，因此在進(jìn)行手術(shù)方案制定時，可聯(lián)合二者分析制定手術(shù)計劃。

1H-MRS是目前唯一無創(chuàng)的反映活體組織病理生理及生化變化的技術(shù)，可檢測出常規(guī)MRI不能顯示的組織代謝情況。磁共振波譜技術(shù)反映腦組織代謝的化合物主要有N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)、肌酸(Cr)等。由于腫瘤細(xì)胞增殖旺盛，細(xì)胞代謝加快，細(xì)胞膜及細(xì)胞器的崩解可釋放游離的膽堿，1H-MRS表現(xiàn)為Cho峰升高；腫瘤細(xì)胞呈浸潤性生長，神經(jīng)細(xì)胞遭到破壞，故其NAA峰降低[11]。余光宏等[6]、柏根基等[7]的研究都表明，在腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者中的術(shù)前圖像中，其1H-MRS典型表現(xiàn)為NAA顯著降低，Cr稍下降，Cho不同程度升高，Cho/Cr、Cho/NAA均升高，而NAA/Cr的值比較難以預(yù)測。本研究結(jié)果顯示，各個參數(shù)均與療效均無相關(guān)性，這可能和以下三個因素有關(guān)：一是數(shù)據(jù)量較小，復(fù)發(fā)組的Cho/Cr和Cho/NAA雖然是高于非復(fù)發(fā)組，但是由于標(biāo)準(zhǔn)差太大，造成結(jié)果無意義；二是腫瘤在生長過程中會不斷增值分化，形成乏氧、壞死等等區(qū)域，而1H-MRS圖像分辨率較低，影響感興趣區(qū)域的選擇，造成結(jié)果誤差較大；三是Cr的值同膠質(zhì)瘤級別相關(guān)，本研究中并未考慮該影響因素。

本研究存在以下局限性：①數(shù)據(jù)量太小，因此數(shù)據(jù)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差太大；②沒有探討腫瘤分級與腫瘤術(shù)后療效之間的關(guān)系，并不能確定究竟這些參數(shù)與腫瘤病理之間是否相關(guān)及與患者的生存期之間是否相關(guān)，這有待進(jìn)一步研究。本研究初步證實了腫瘤實質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的ADC數(shù)值對于伽馬刀治療后療效的預(yù)測能力，這將為臨床手術(shù)方案的制定提供新的參數(shù)。

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廣西區(qū)衛(wèi)生廳科研計劃課題(編號：Z2013648)

劉鐵軍(1969～)，男，在職研究生，副主任醫(yī)師，研究方向：神經(jīng)系統(tǒng)、胸部疾病影像診斷。

R 739.41

B

1673-6575(2016)04-0579-04

10.11864/j.issn.1673.2016.04.32

2016-04-25

2016-06-22)