磁共振彌散張量成像技術(shù)在高級別膠質(zhì)瘤導(dǎo)航術(shù)中的應(yīng)用價值

夏 偉 楊應(yīng)明 陳偉強(qiáng)

1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科，廣東汕頭 515041；2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，廣東汕頭 515041

膠質(zhì)瘤易侵犯周圍正常的腦組織間隙，手術(shù)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(guān)，手術(shù)中神經(jīng)功能的保留是關(guān)系到術(shù)后患者生存質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。因此，最大限度地切除腫瘤的同時保護(hù)重要的功能區(qū)及傳導(dǎo)束已經(jīng)成為外科手術(shù)追求的最高目標(biāo)[2-3]。為了達(dá)到這一目的，大量的輔助手段應(yīng)用于神經(jīng)外科領(lǐng)域，如CT、PET等。但這些都不能提供白質(zhì)傳導(dǎo)束的解剖特征[4]。磁共振彌散張量成像（DTI）技術(shù)的出現(xiàn)給解決這一問題帶來了希望。DTI是從磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）上發(fā)展起來的分子影像學(xué)分析技術(shù)，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(zhì)纖維的組織結(jié)構(gòu)和走行，是目前唯一能活體非創(chuàng)傷性顯示腦白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)和病理改變的新技術(shù)[5]。DTI技術(shù)可清晰直觀地顯示腦膠質(zhì)瘤與周圍腦白質(zhì)纖維束的空間解剖關(guān)系，并可區(qū)分高級別膠質(zhì)瘤腫瘤病灶區(qū)、灶周水腫區(qū)及正常白質(zhì)區(qū)。DTI技術(shù)對提高膠質(zhì)瘤患者手術(shù)的安全性及評估術(shù)后患者功能的恢復(fù)具有重要價值，在神經(jīng)外科術(shù)前治療方案的確定以及手術(shù)風(fēng)險和患者臨床預(yù)后的評估具有重要的臨床應(yīng)用價值。現(xiàn)對汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院（以下簡稱“我院”）收治的27例高級別膠質(zhì)瘤患者臨床資料進(jìn)行分析，旨在探討DTI技術(shù)對高級別膠質(zhì)瘤手術(shù)治療的效果，為臨床提供治療依據(jù)。

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(zhì)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(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）2000中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病理學(xué)分級：Ⅲ級11例，Ⅳ級16例。臨床表現(xiàn)：頭痛19例，視力減退10例，記憶力降低11例，單側(cè)肢體肌力下降9例。本研究經(jīng)醫(yī)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。患者手術(shù)前均未進(jìn)行放、化療。

1.2 影像學(xué)檢查方法

使用Trio Tim經(jīng)典型 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀（德國Siemens公司），最大梯度場強(qiáng)≥33 mT/m，最大梯度切換率≥120 mT/（m·ms）。使用8通道頭頸聯(lián)合線圈，先作常規(guī)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(shù) 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(guī)增強(qiáng)T1WI掃描。圖像后處理將DTI原始圖像傳輸至AW 4.2工作站，經(jīng)functool2軟件后處理獲得平均彌散系數(shù)圖 （mean diffusivity，MD）、部分各向異性指數(shù)圖（fractional anisotropy，F(xiàn)A）。在相應(yīng)區(qū)域選取感興趣區(qū)（region of interest，ROI），分別測得MD值、FA值。

1.3 手術(shù)方法

患者均行常規(guī)MRI及DTI技術(shù)檢查，并進(jìn)行顯微外科治療。適應(yīng)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(shù)前KPS評分均≥70分。均行擇其手術(shù)。所有患者手術(shù)均在顯微鏡下完成。皮層切口根據(jù)術(shù)前DTI顯示的腫瘤與功能傳導(dǎo)束的關(guān)系，選擇避開傳導(dǎo)束的腦溝進(jìn)行。

1.4 觀察指標(biāo)

記錄分析27例高級別膠質(zhì)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(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膠質(zhì)瘤患者腫瘤病灶區(qū)、灶周水腫區(qū)及正常白質(zhì)區(qū)的MD值、FA值的比較

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

表1 高級別膠質(zhì)瘤患者不同部位各指標(biāo)的比較（±s）

表1 高級別膠質(zhì)瘤患者不同部位各指標(biāo)的比較（±s）

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

部位 例數(shù) MD值（×10-9mm2/s） FA值腫瘤病灶區(qū)瘤周水腫區(qū)正常白質(zhì)區(qū)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(shù)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(zhì)瘤是由神經(jīng)外胚葉衍化而來的膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生的腫瘤，是腦腫瘤中發(fā)病率最高、預(yù)后最差的腫瘤，占腦腫瘤總數(shù)的45.3%，年發(fā)病率（5～8）/10萬[6]。 高級別膠質(zhì)瘤占顱內(nèi)膠質(zhì)瘤的一半以上，是人類顱內(nèi)最主要的惡性腫瘤，對高級膠質(zhì)瘤由于其特殊的病理特點(diǎn)和生長方式，治療效果一直不甚理想[7]。

膠質(zhì)瘤手術(shù)切除的原則是在保護(hù)重要功能結(jié)構(gòu)的前提下盡量做到全切，對于Ⅲ、Ⅳ級膠質(zhì)瘤浸潤、破壞相鄰腦白質(zhì)纖維束的患者，因破壞的腦白質(zhì)纖維束無法恢復(fù)，術(shù)中不用擔(dān)心已受到破壞的腦白質(zhì)纖維束及術(shù)后可能造成的新的功能缺陷，手術(shù)時應(yīng)盡可能多地切除腫瘤。研究認(rèn)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(shù)切除程度與患者預(yù)后密切相關(guān)[8]。有研究對1973～2007年21 783例膠質(zhì)瘤患者的臨床資料進(jìn)行分析，手術(shù)全切腫瘤的患者較次全切除患者預(yù)后好、生存期長[9]。Stummer等[10]對243例惡性膠質(zhì)瘤患者臨床資料的研究發(fā)現(xiàn)，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(zhì)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(jié)構(gòu)的侵犯程度，對術(shù)前確定手術(shù)切除范圍，選擇治療方案、制定最佳手術(shù)計劃，提高治療效果、改善預(yù)后具有重要的指導(dǎo)意義[11]。DWI的表觀彌散系數(shù)圖（apparent diffusion coefficient，ADC）可幫助劃定腫瘤界限，但存在爭議。與傳統(tǒng)MR技術(shù)相比，DTI技術(shù)能清晰顯示白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并能分辨神經(jīng)傳導(dǎo)束的走向[12]，達(dá)到了髓磷脂特殊染色技術(shù)在大腦切片上顯示的效果[13]。DTI能區(qū)別灰質(zhì)和白質(zhì)，很好地顯示白質(zhì)纖維的走行，可了解膠質(zhì)瘤對腦組織的浸潤、白質(zhì)纖維束受壓情況及其破壞，為術(shù)者提供合理的手術(shù)入路，為術(shù)中精確的影像導(dǎo)航提供充分的保證，使術(shù)者在不損傷腦功能結(jié)構(gòu)的前提下盡可能的切除腫瘤組織。

徐庚等[4]對41例腦內(nèi)實(shí)質(zhì)瘤患者隨機(jī)分為兩組，研究組皮層切口采用據(jù)DTI影像顯示腫瘤與功能傳導(dǎo)束的相對關(guān)系，選擇避開傳導(dǎo)束的腦溝進(jìn)行。而對照組皮層切口未參照術(shù)前DTI影像，而是選擇距離腫瘤較近的腦溝內(nèi)。結(jié)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(shù)者術(shù)前掌握了傳導(dǎo)束的走行，不再擔(dān)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(zhì)瘤患者膠質(zhì)瘤不同部位DTI的MD值和FA值有所不同，與正常白質(zhì)區(qū)比較，腫瘤病灶區(qū)與水腫區(qū)的MD值均明顯升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。而腫瘤病灶區(qū)、瘤周水腫區(qū)、正常白質(zhì)區(qū)3個不同部位的FA值逐漸升高，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；FA圖清晰顯示腫瘤鄰近白質(zhì)纖維受壓情況。本資料中，顯微外科手術(shù)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(shù)可顯示膠質(zhì)瘤患者白質(zhì)傳導(dǎo)束的走向，對選擇適宜的手術(shù)途徑，最大限度地切除腫瘤的同時保護(hù)了腦組織結(jié)構(gòu)重要的功能區(qū)及傳導(dǎo)束，延長患者的生存期，真正的實(shí)現(xiàn)最大化切除病變（maximum removal）， 最小化損傷神經(jīng)功能（minimum injury）和最佳術(shù)后效果（marvelous recovery）的“3M”目標(biāo)，為下一步的綜合治療打下基礎(chǔ)。

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