磁共振彌散張量成像技術在高級別膠質瘤導航術中的應用價值

夏 偉 楊應明 陳偉強

1.汕頭大學醫學院第一附屬醫院放射科，廣東汕頭 515041；2.汕頭大學醫學院第一附屬醫院神經外科，廣東汕頭 515041

膠質瘤易侵犯周圍正常的腦組織間隙，手術很難徹底切除病灶，而腫瘤的切除率與患者的生存期呈正相關，手術中神經功能的保留是關系到術后患者生存質量的關鍵[1]。因此，最大限度地切除腫瘤的同時保護重要的功能區及傳導束已經成為外科手術追求的最高目標[2-3]。為了達到這一目的，大量的輔助手段應用于神經外科領域，如CT、PET等。但這些都不能提供白質傳導束的解剖特征[4]。磁共振彌散張量成像（DTI）技術的出現給解決這一問題帶來了希望。DTI是從磁共振彌散加權成像（DWI）上發展起來的分子影像學分析技術，其利用組織中的水分子在三維空間彌散的異向性而描繪出白質纖維的組織結構和走行，是目前唯一能活體非創傷性顯示腦白質纖維結構和病理改變的新技術[5]。DTI技術可清晰直觀地顯示腦膠質瘤與周圍腦白質纖維束的空間解剖關系，并可區分高級別膠質瘤腫瘤病灶區、灶周水腫區及正常白質區。DTI技術對提高膠質瘤患者手術的安全性及評估術后患者功能的恢復具有重要價值，在神經外科術前治療方案的確定以及手術風險和患者臨床預后的評估具有重要的臨床應用價值?，F對汕頭大學醫學院第一附屬醫院（以下簡稱“我院”）收治的27例高級別膠質瘤患者臨床資料進行分析，旨在探討DTI技術對高級別膠質瘤手術治療的效果，為臨床提供治療依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2009年10月～2013年10月住院治療的27例高級別膠質瘤患者的臨床資料，其中男17例，女10例；年齡24～67歲；病程1.5～10.6個月。臨床診斷均經手術病理證實。根據世界衛生組織（WHO）2000中樞神經系統腫瘤分級標準進行病理學分級：Ⅲ級11例，Ⅳ級16例。臨床表現：頭痛19例，視力減退10例，記憶力降低11例，單側肢體肌力下降9例。本研究經醫院倫理委員會通過，患者或家屬均知情同意，并簽署知情同意書?；颊呤中g前均未進行放、化療。

1.2 影像學檢查方法

使用Trio Tim經典型 3.0T超導磁共振掃描儀（德國Siemens公司），最大梯度場強≥33 mT/m，最大梯度切換率≥120 mT/（m·ms）。使用8通道頭頸聯合線圈，先作常規MRI橫斷位T2WI、T1WI掃描，然后作DTI掃描，彌散梯度場取15個不同方向，彌散敏感系數 b值取 0、1000 s/mm2，層厚及層間距同 T2WI，分別為6.0 mm、1.0 mm，掃描完成每一層面可獲得16幀圖像，第1幀為b值為0的圖像，其余15幀為15個不同方向的b值等于1000 s/mm2的圖像，19個層面共獲得304層圖像，DTI掃描時間為4'37''。最后作3個方位的常規增強T1WI掃描。圖像后處理將DTI原始圖像傳輸至AW 4.2工作站，經functool2軟件后處理獲得平均彌散系數圖 （mean diffusivity，MD）、部分各向異性指數圖（fractional anisotropy，FA）。在相應區域選取感興趣區（region of interest，ROI），分別測得MD值、FA值。

1.3 手術方法

患者均行常規MRI及DTI技術檢查，并進行顯微外科治療。適應證：患者的心臟、肝臟及肺等重要臟器功能基本正常。一般狀況良好。術前KPS評分均≥70分。均行擇其手術。所有患者手術均在顯微鏡下完成。皮層切口根據術前DTI顯示的腫瘤與功能傳導束的關系，選擇避開傳導束的腦溝進行。

1.4 觀察指標

記錄分析27例高級別膠質瘤患者不同病變部位DTI的MD值和FA值。觀察腫瘤全切除率及患者的生存時間。

1.5 統計學方法

采用SPSS 17.0統計軟件進行統計分析，正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 膠質瘤患者腫瘤病灶區、灶周水腫區及正常白質區的MD值、FA值的比較

27例高級別膠質瘤患者膠質瘤不同部位DTI的MD值和FA值不同，與正常白質區比較，腫瘤病灶區與水腫區的MD值明顯升高，差異均有統計學意義（P<0.05）。而腫瘤病灶區、瘤周水腫區、正常白質區3個不同部位的FA值逐漸升高，兩兩比較差異均有統計學意義（P<0.05）。 見表 1。

表1 高級別膠質瘤患者不同部位各指標的比較（±s）

表1 高級別膠質瘤患者不同部位各指標的比較（±s）

注：與正常白質區比較，aP<0.05；與瘤周水腫區比較，bP<0.05；MD：平均彌散系數；FA：部分各向異性指數

部位 例數 MD值（×10-9mm2/s） FA值腫瘤病灶區瘤周水腫區正常白質區P值27 27 27 1.260±0.268a 1.129±0.143a 0.830±0.091 0.177±0.026ab 0.221±0.034a 0.401±0.047 0.0120.010

2.2 治療效果

27例患者全切25例，近全切除2例，全切除率為92.6%（25/27）。術后患者臨床癥狀改善不明顯。27例患者中位生存時間為10.0個月。

3 討論

膠質瘤是由神經外胚葉衍化而來的膠質細胞發生的腫瘤，是腦腫瘤中發病率最高、預后最差的腫瘤，占腦腫瘤總數的45.3%，年發病率（5～8）/10萬[6]。 高級別膠質瘤占顱內膠質瘤的一半以上，是人類顱內最主要的惡性腫瘤，對高級膠質瘤由于其特殊的病理特點和生長方式，治療效果一直不甚理想[7]。

膠質瘤手術切除的原則是在保護重要功能結構的前提下盡量做到全切，對于Ⅲ、Ⅳ級膠質瘤浸潤、破壞相鄰腦白質纖維束的患者，因破壞的腦白質纖維束無法恢復，術中不用擔心已受到破壞的腦白質纖維束及術后可能造成的新的功能缺陷，手術時應盡可能多地切除腫瘤。研究認為腫瘤的全切除對于提高患者的生存期有著重要意義，手術切除程度與患者預后密切相關[8]。有研究對1973～2007年21 783例膠質瘤患者的臨床資料進行分析，手術全切腫瘤的患者較次全切除患者預后好、生存期長[9]。Stummer等[10]對243例惡性膠質瘤患者臨床資料的研究發現，腫瘤全切組患者的生存時間長于腫瘤殘留組（16.7、11.8個月，P ＜0.01）。

清晰地界定高級別膠質瘤腫瘤組織與瘤周水腫組織、正常組織的界限，明確腫瘤對周圍結構的侵犯程度，對術前確定手術切除范圍，選擇治療方案、制定最佳手術計劃，提高治療效果、改善預后具有重要的指導意義[11]。DWI的表觀彌散系數圖（apparent diffusion coefficient，ADC）可幫助劃定腫瘤界限，但存在爭議。與傳統MR技術相比，DTI技術能清晰顯示白質結構，并能分辨神經傳導束的走向[12]，達到了髓磷脂特殊染色技術在大腦切片上顯示的效果[13]。DTI能區別灰質和白質，很好地顯示白質纖維的走行，可了解膠質瘤對腦組織的浸潤、白質纖維束受壓情況及其破壞，為術者提供合理的手術入路，為術中精確的影像導航提供充分的保證，使術者在不損傷腦功能結構的前提下盡可能的切除腫瘤組織。

徐庚等[4]對41例腦內實質瘤患者隨機分為兩組，研究組皮層切口采用據DTI影像顯示腫瘤與功能傳導束的相對關系，選擇避開傳導束的腦溝進行。而對照組皮層切口未參照術前DTI影像，而是選擇距離腫瘤較近的腦溝內。結果兩組鏡下腫瘤全切除率分別90%與74%，研究組的腫瘤全切除率明顯高于對照組，這可能是由于術者術前掌握了傳導束的走行，不再擔心將其損傷而大膽切除腫瘤的緣故。

本研究27例高級別膠質瘤患者膠質瘤不同部位DTI的MD值和FA值有所不同，與正常白質區比較，腫瘤病灶區與水腫區的MD值均明顯升高，差異均有統計學意義（P<0.05）。而腫瘤病灶區、瘤周水腫區、正常白質區3個不同部位的FA值逐漸升高，兩兩比較差異均有統計學意義（P<0.05）；FA圖清晰顯示腫瘤鄰近白質纖維受壓情況。本資料中，顯微外科手術全切25例，近全切除2例，全切除率為92.6%（25/27）。27例患者中位生存時間為10.0個月。

綜上所述，DTI技術可顯示膠質瘤患者白質傳導束的走向，對選擇適宜的手術途徑，最大限度地切除腫瘤的同時保護了腦組織結構重要的功能區及傳導束，延長患者的生存期，真正的實現最大化切除病變（maximum removal）， 最小化損傷神經功能（minimum injury）和最佳術后效果（marvelous recovery）的“3M”目標，為下一步的綜合治療打下基礎。

[1]陸云濤，漆松濤，歐陽輝，等.復發難治部位惡性膠質瘤的手術及治療策略[J].中國現代神經疾病雜志，2012，12（6）：682-690.

[2]周勁旭，陳菊祥，徐濤，等.影響島葉膠質瘤預后的多因素分析[J].中華神經醫學雜志，2013，12（11）：1136-1140.

[3]中國腦膠質瘤協作組.喚醒狀態下切除腦功能區膠質瘤手術技術的專家共識[J].中國微侵襲神經外科雜志，2013，18（3）：143-144,后插 1-后插 5.

[4]徐庚，葉明，凌鋒，等.彌散張量磁共振成像在腦實質內腫瘤手術中的作用[J].中華神經醫學雜志，2006，5（9）：918-921.

[5]李祥，于如同，徐凱，等.磁共振彌散張量成像在腦膠質瘤手術前后的臨床應用價值[J].中華醫學雜志，2009，89（19）：1300-1304.

[6]史玉泉，周孝達.實用神經病學[M].3版.上海：上?？茖W技術出版社，2004：600.

[7]別黎，張博，金錚，等.微小染色體維持蛋白家族在中樞神經系統主要類型腫瘤中的研究進展[J].中華臨床醫師雜志：電子版，2012，6（5）：1275-1277.

[8]李晉江，許百男，陳曉雷.顱內腫瘤切除術中腦移位檢測和評估方法[J].中國神經精神疾病雜志，2013，39（5）：318-320,封3.

[9]蔣宇鋼，劉博，周倩，等.顱內膠質瘤的治療策略及進展[J].中華臨床醫師雜志：電子版，2013，7（14）：6245-6247.

[10]Stummer W，Reulen HJ Meinel T，et al.Extent of resection and survival in glioblastoma multiforme:identification of andadjustmentforbias[J].Neurosurgery，2008，62（3）：564-576.

[11]安冬會，趙榮，史斌，等.CT灌注成像在腦膠質瘤診斷中的應用價值[J].河北醫學，2013，19（2）：166-168.

[12]Wakana S，Caprihan A，Panzenboeck MM，et al.Reproducibility of quantitative tractography methods applied to cerebral white matter[J].Neuroimage，2007，36（3）：630-644.

[13]Mamata H，Mamata Y，Westin CF，et al.High-resolution line scan diffusion tensor Mr imaging of white matter fiber tract anatomy[J].AJNR Am J Neuroradiol，2002，23（1）：67-75.