于麗波 徐廣玲

腦膠質(zhì)瘤是腦外科臨床中較為常見的腫瘤，依據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)在2007年制定的分級標(biāo)準(zhǔn)，腦膠質(zhì)瘤按照嚴(yán)重程度可分為Ⅰ～Ⅳ級，其中Ⅰ～Ⅱ級為低級別腦膠質(zhì)瘤，Ⅲ～Ⅳ級為高級別腦膠質(zhì)瘤[1]。

腦膠質(zhì)瘤中全腦灌注成像的方法主要有動態(tài)敏感對比增強(qiáng)灌注成像(dynamic susceptibility contrast magnetic resonance imaging，DSC-MRI)和三維動脈自旋標(biāo)記(three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL)灌注成像兩種，其中DSC-MRI具有檢查方便，結(jié)果準(zhǔn)確、無創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，但需要使用到外源性對比劑二乙烯三氨基乙酸-脫氧葡萄糖(diethylenetriaminepentaacetic acid-deoxyglucose，GD-DTPA)；而3D-ASL灌注成像可以利用動脈血作為內(nèi)源性示蹤劑，在隨訪及腎功能衰竭患者中的應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)勢[2-4]。本研究采用前瞻性研究，探討全腦3D-ASL灌注成像技術(shù)在腦膠質(zhì)瘤的術(shù)前診斷和分級中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性研究選取2017年1月至2018年6月解放軍第211醫(yī)院神經(jīng)外科收治的18例顱內(nèi)膠質(zhì)瘤患者，其中男性10例，女性8例；年齡17～60歲，中位年齡39歲。所有患者均經(jīng)手術(shù)病理證實，其中10例高級別腦膠質(zhì)瘤、8例低級別腦膠質(zhì)瘤患者。本研究已獲得倫理道德委員會的同意，所有入選患者均已簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn):①患者均在同一MR掃描儀上同時完成DSC-MRI和3D-ASL檢查；②患者無腦腫瘤活檢及手術(shù)切除史；③患者及其家屬簽署知情同意書。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①患者有相關(guān)MR檢查禁忌證；②MR檢查前進(jìn)行過腦膠質(zhì)瘤的治療；③患有嚴(yán)重的心、肝、腎等器官疾??；④精神異常或意識模糊，不能或不愿配合本研究者。

1.3 MRI掃描方法

MRI掃描設(shè)備為3.0 T磁共振掃描儀(美國GE公司)，頭部8通道線圈。所有患者均進(jìn)行T1液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid attenuated inversion recovery，T1FLAIR)序列、T2加權(quán)成像(T2Weighted imaging，T2PROPELLER)序列、T2FLAIR序列、彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)Asset序列以及靜脈注射軋貝葡胺對比增強(qiáng)掃描。3D-ASL掃描采用偽連續(xù)式動脈自傳標(biāo)記技術(shù)，可在1.5 s內(nèi)實現(xiàn)1000次的連續(xù)標(biāo)記。上述序列具體參數(shù)見表1。

1.4 圖像分析及影像學(xué)評價

圖像后處理采用MR ADW4.6工作站的Functool軟件(美國GE)，獲得3D-ASL的腦血流圖。結(jié)合常規(guī)序列掃描圖像，瘤體實性最大層面為測量面。4個感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)分別設(shè)定在瘤體實性最大血流灌注區(qū)域、對側(cè)白質(zhì)、對側(cè)半球、對側(cè)灰質(zhì)，ROI約為35 mm2，每處測4次取其平均值，得出其相應(yīng)的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)值，隨后將最大腫瘤血流量(maximal tumor blood flow，TBFmax)值除相應(yīng)的CBF值，得出其比值，該值即為腫瘤的相對腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)，由兩位工作經(jīng)驗豐富的MRI醫(yī)師分析常規(guī)序列和3D-ASL灌注成像圖像。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)處理在SPSS 13.0統(tǒng)計軟件上進(jìn)行，結(jié)果以(x-±s)表示，檢驗rCBF數(shù)據(jù)的正態(tài)性，如呈正態(tài)分布則進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗；MRI常規(guī)序列和3D-ASL灌注成像技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用對腦膠質(zhì)瘤定性和分級診斷符合率的比較用卡方檢驗。以P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同腦腫瘤TBF與灰質(zhì)、白質(zhì)及半球的比值

18例患者均獲得理想的MRI常規(guī)序列圖像及3D-ASL-CBF灌注圖，10例高級別腦膠質(zhì)瘤，腫瘤實性區(qū)域多呈高血流量灌注；8例低級別腦膠質(zhì)瘤，腫瘤實性區(qū)域多呈低流量灌注。3D-ASL灌注成像技術(shù)rCBF比值差異性分析顯示，低級別腦膠質(zhì)瘤和高級別腦膠質(zhì)瘤在腫瘤實性區(qū)域3D-ASL灌注成像技術(shù)測得的rCBF定量參數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.03，t=4.65，t=4.89；P＜0.05)，見表2。

表2 不同級別腦腫瘤患者TBF與對側(cè)灰質(zhì)、白質(zhì)及半球的比值(x-±s)

表1 MRI聯(lián)合3D-ASL灌注成像具體參數(shù)

2.2 兩種方法診斷結(jié)果與病理結(jié)果符合情況

比較常規(guī)掃描序列圖像的診斷結(jié)果和病理結(jié)果，聯(lián)合3D-ASL得出的診斷結(jié)果同病理結(jié)果分析，18例腦膠質(zhì)瘤患者中常規(guī)MRI和增強(qiáng)掃描圖像得出的診斷符合率為88.9%，聯(lián)合應(yīng)用3D-ASL的診斷符合率為100%。常規(guī)MRI掃描聯(lián)合3D-ASL灌注成像技術(shù)的診斷符合率有所提高，但二者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3 病例圖像分析

患者女性，62歲，手術(shù)前均行CT和MRI檢查，患者最終確診為右枕部腦膜瘤。T2WI及FLAIR(圖1a、b)表現(xiàn)為橢圓形稍高信號，信號不均勻，CET1WI(圖1c)輕-中度強(qiáng)化，3D-ASL(圖1d)灌注圖顯示不均勻的高灌注。

圖1 典型病例圖像

3 討論

腦膠質(zhì)瘤在顱腦所有原發(fā)性腫瘤中其發(fā)生率占比高達(dá)60%，以高發(fā)生率、高病死率、高復(fù)發(fā)率及低治愈率為顯著特點(diǎn)[5]。腦膠質(zhì)瘤的出現(xiàn)、浸潤和發(fā)展均和新生血管的出現(xiàn)及增長存在密不可分的關(guān)系。低級別腦膠質(zhì)瘤患者的腫瘤血管并不豐富，新生血管的發(fā)育也較為成熟，因此其血容量和血流量的水平較低。而高級別腦膠質(zhì)瘤患者的腫瘤血管十分豐富，血管的發(fā)育情況較差，具有較高的管壁通透性，因此其血容量和血流量的水平較高[6-8]。判斷腫瘤新生血管增殖及發(fā)育情況的兩個重要指標(biāo)是血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和腫瘤微血管密度(MVD)，而MRI灌注成像中的血流動力學(xué)參數(shù)CBF的表達(dá)和腦膠質(zhì)瘤的VEGF及MVD的水平存在一致性，所以CBF可以用來對腫瘤新生血管的發(fā)育情況進(jìn)行評估和預(yù)測[9]。

MRI的工作原理主要是利用相關(guān)定量及半定量參數(shù)對患者組織血流動力學(xué)的功能和信息的變化進(jìn)行反映，以達(dá)到對患者病變的進(jìn)展情況和生理機(jī)制進(jìn)行預(yù)測和評估[10-11]?，F(xiàn)階段腦膠質(zhì)瘤的診斷與分級中常用的方法有DSC和ASL兩種，相關(guān)研究認(rèn)為，使用這兩種方法所得出CBF的水平并不會存在明顯的差異[12]。常規(guī)MRI術(shù)前定位腦腫瘤的準(zhǔn)確率比較理想，對比增強(qiáng)掃描可明確腫瘤大小及占位效應(yīng)，并可清晰顯示病灶。一般而言，腫瘤生長速度及惡性程度與腫瘤血管生成密切相關(guān)，準(zhǔn)確評估腫瘤血管的生成情況是對腫瘤準(zhǔn)確定性的關(guān)鍵[13]。對比增強(qiáng)可提示腫瘤血腦屏障的破壞程度，但常規(guī)對比增強(qiáng)無法提供腫瘤血管生成的其他信息。

近年來，廣泛關(guān)注的MR灌注技術(shù)在活體準(zhǔn)確測量CBF，從而評價腫瘤組織的灌注異常[4]。現(xiàn)有的MR灌注技術(shù)分兩種[14]:一種是經(jīng)靜脈團(tuán)注外源性對比劑，通過分析對比劑經(jīng)過毛細(xì)血管床的弛豫或磁敏感效應(yīng)引發(fā)的信號變化來測定組織的灌注信息，即動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)；另一種為3D-ASL全腦灌注成像，即通過內(nèi)源性對比劑定量測定灌注情況。3D-ASL提供腦組織血流灌注信息無創(chuàng)而且便捷，對腦腫瘤的診斷有很高的應(yīng)用價值。

腦腫瘤的灌注情況隨腦部血流灌注的改變而變化，但傳統(tǒng)的二維非增強(qiáng)動脈自旋標(biāo)記技術(shù)測定CBF易受圖像變性和低信噪比的感染，而且無法定量測量，臨床應(yīng)用十分受限[15]。本研究分析的3D-ASL技術(shù)作為全新的容積灌注成像技術(shù)，克服了傳統(tǒng)2D-ASL的多種局限，從多個方面進(jìn)行整改，通過偽連續(xù)標(biāo)記和螺旋采集在快速自旋回波架構(gòu)下進(jìn)行，可以大幅度地降低圖像變性并提高圖像信噪比，具有圖像偽影小、掃描范圍廣的特點(diǎn)，真正實現(xiàn)了成像技術(shù)上的飛躍。3D-ASL磁標(biāo)記動脈血，以此作為內(nèi)源性對比劑定量測量灌注，在時間和空間分辨率上都優(yōu)于其他測量技術(shù)，3D容積采集實現(xiàn)真正意義上的全腦灌注，使得3D-ASL可以常規(guī)應(yīng)用于臨床，準(zhǔn)確判斷腦腫瘤定性及分級。

DSC和ASL灌注成像技術(shù)在術(shù)前評估腦腫瘤中的巨大價值已得到廣泛認(rèn)可，但3D-ASL在腦腫瘤術(shù)前評估中研究較少[16]。本研究分析不同高低級別膠質(zhì)瘤患者的ASL-CBF圖像及其測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)3D-ASL灌注成像除了能顯示正常腦組織的血流分布情況及病灶異常的血流灌注，還可以反映腫瘤內(nèi)部分布不均勻的微血管，因此3D-ASL灌注成像對腦膠質(zhì)瘤的準(zhǔn)確分級意義重大。此外，少數(shù)高級別腦膠質(zhì)瘤腫瘤實性部分存在不明顯的強(qiáng)化，但在3D-ASL-CBF圖像上為高灌注區(qū)，這可能是因為腫瘤的惡性程度與生成血管密切相關(guān)，惡性程度最高的部分并非瘤體強(qiáng)化最明顯的區(qū)域[17]。有學(xué)者指出，高達(dá)40%高級別膠質(zhì)瘤對比增強(qiáng)掃描時呈微強(qiáng)化或強(qiáng)化不明顯，但不能表明就是低級別膠質(zhì)瘤，明顯強(qiáng)化也未必就是高級別膠質(zhì)瘤[18]。因此，僅僅通過病灶的強(qiáng)化程度作為膠質(zhì)瘤分級的標(biāo)準(zhǔn)是不準(zhǔn)確的[19-21]。3D-ASL作為常規(guī)序列成像方法的有效補(bǔ)充，能夠準(zhǔn)確反映腫瘤血管的生成及侵襲情況，對判斷腫瘤性質(zhì)意義重大。3D-ASL與病理結(jié)果對比后發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合應(yīng)用3D-ASL可提高常規(guī)MRI及增強(qiáng)掃描圖像得出的診斷符合率。

3D-ASL技術(shù)是一種無創(chuàng)、方便的全腦灌注成像方法，重復(fù)性強(qiáng)且簡單易行。3D-ASL作為腫瘤病變灌注成像的一種突破性的方法，可準(zhǔn)確評估腦腫瘤的灌注水平及腫瘤血管生成及侵襲情況，對準(zhǔn)確制定腦腫瘤治療方案有重要的參考價值，值得臨床推廣。