彌散張量成像技術輔助高級別腦膠質瘤切除術的效果

霍 利 陳偉強

1.河北省唐山市玉田縣醫院神經外科，河北玉田064100；2.汕頭大學醫學院第一附屬醫院神經外科，廣東汕頭515041

彌散張量成像技術輔助高級別腦膠質瘤切除術的效果

霍 利1陳偉強2▲

1.河北省唐山市玉田縣醫院神經外科，河北玉田064100；2.汕頭大學醫學院第一附屬醫院神經外科，廣東汕頭515041

目的探討彌散張量成像（DTI）技術輔助高級別腦膠質瘤切除術的效果。方法選擇2009年1月～2013年12月河北省玉田縣醫院（以下簡稱“我院”）收治的行DTI檢查的高級別腦膠質瘤患者27例為觀察組，選擇2006年1月～2008年12月我院20例高級別腦膠質瘤患者作為對照組。對照組患者行MRI常規及增強掃描檢查，所有患者手術均在顯微鏡下完成。觀察組手術入路：皮層切口根據DTI顯示的腫瘤與腦組織結構的關系，選擇避開功能區及傳導束的腦溝進入。對照組手術入路：根據患者術前MRI的結果，選擇距離腫瘤較近的腦溝進入。比較觀察組患者不同部位DTI的平均彌散系數（MD）及部分各向異性指數（FA）值，比較兩組患者腫瘤切除率及并發癥發生率。結果觀察組患者腫瘤病灶區、瘤周水腫區、正常白質區MD值分別為（1.270±0.259）×10-9、（1.130±0.135）×10-9、（0.819±0.090）×10-9mm2/s，腫瘤病灶區、瘤周水腫區的MD值均明顯高于正常白質區（P＜0.05），而腫瘤病灶區的MD值與瘤周水腫區比較差異無統計學意義（P＞0.05）。觀察組患者腫瘤病灶區、瘤周水腫區、正常白質區FA值分別為（0.169±0.023）、（0.219±0.030）、（0.410±0.050），與正常白質區比較，腦膠質瘤患者的腫瘤病灶區、瘤周水腫區FA值均明顯降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；瘤周水腫區FA值高于腫瘤病灶區，兩者比較差異有統計學意義（P＜0.05）。觀察組患者全切24例（88.9%），次全切3例（11.1%）；對照組全切16例（80.0%），次全切2例（10.0%），部分切除2例（10.0%）；兩組全切率比較差異無統計學意義（P＞0.05）。兩組患者手術功能損害發生率比較（0.0%比20.0%），差異有統計學意義（P＜0.05）。結論DTI技術可區別高級別腦膠質瘤腫瘤病灶區、瘤周水腫區及正常白質區，對確定手術治療方案，避免新的神經損傷等具有重要的臨床指導意義。

腦膠質瘤曰彌散張量成像技術曰顯微外科

腦膠質瘤是中樞神經系統最常見的惡性腫瘤，其發病率高，病情兇險，預后差，病死率居顱內腫瘤首位[1]。既要最大化地保護患者腦組織結構的重要功能區及傳導束，又要盡可能多的切除腫瘤組織，是臨床醫師手術治療的最大目標，因此，術前正確判斷腫瘤的性質、部位及其與周圍重要組織的關系顯得尤為重要。彌散加權成像（diffusion-weighted imaging，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[2-5]。磁共振彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是基于DWI技術發展而來，近年來備受關注。磁共振DTI是目前唯一能活體顯示腦白質纖維束走向的無創成像方法[6]。通過DTI技術了解膠質瘤病灶與周圍腦白質纖維束的位置關系等，制訂合適的手術方案，以降低手術對腦組織結構的損傷，提高手術切除率，改善了患者的生存質量。現對玉田縣醫院（以下簡稱“我院”）收治的高級別腦膠質瘤患者的臨床資料進行分析，旨在探討DTI技術對腦膠質瘤手術患者的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2009年1月～2013年12月我院收治的手術時采用DTI檢查顯示的腫瘤與功能傳導束的關系而選擇手術入路的腦膠質瘤患者27例作為觀察組，其中男17例，女10例；年齡20～72歲，平均（55.1± 29.7）歲。均經病理診斷確診，病理分級：Ⅲ級為15例，Ⅳ級為12例。臨床表現：顱內高壓癥狀23例，肢體運動障礙4例，感覺障礙3例。均行常規MRI及DTI檢查。以2006年1月～2008年12月我院收治的20例高級別腦膠質瘤患者作為對照組，行MRI常規及增強掃描檢查，其中男13例，女7例；年齡19～70歲，平均（54.5±29.0）歲；Ⅲ級為12例，Ⅳ級為8例。兩組患者的年齡、性別及病理分級比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05），具有可比性。入選標準：均無嚴重的心、肝、腎等重要臟器疾病，術前KPS評分均≥70分，術前均未行放、化療治療。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。

1.2 檢查方法

術前觀察組均行常規MRI及DTI檢查，對照組患者行MRI常規及增強掃描檢查。DTI方法：應用GE Signa ExciteⅡ3.0 TMR掃描儀，并用最新的8通道頭線圈以提高信噪比，自旋回波序列T1或T2加權像作為解剖背景圖像。DTI掃描參數如下：DW-EPI，TR 8000 ms，TE為Minmum，磁敏感梯度b為0 s/mm2和1000 s/mm2，15個彌散方向，矩陣128×130，單次激發，視野（FOV）24 cm×24 cm，層厚3～5 mm，層間距0～1 mm。圖像后處理：使用GE公司提供的SUN圖像工作站，用Functool軟件對掃描數據進行后處理。選取腫瘤病灶區、瘤周水腫區及鄰近正常白質區，分別測得平均彌散系數（MD）及部分各向異性指數（FA）值。由兩位高年資磁共振診斷醫師對圖像進行評價，根據纖維束位置、方向的改變將腫瘤對周圍白質纖維束的影響分為推移、浸潤和破壞3種表現。

1.3 手術方法

所有患者手術均在顯微鏡下完成。觀察組手術入路：皮層切口根據DTI顯示的腫瘤與腦組織結構的關系，選擇避開功能區及傳導束的腦溝進入。對照組手術入路：根據術前患者MRI的結果，明確腫瘤的位置及腫瘤的體積，選擇距離腫瘤較近的腦溝進入。

1.4 觀察指標

測量觀察組患者腫瘤不同部位的MD及FA值。比較兩組患者手術腫瘤切除率及術后并發癥。

1.5 統計學方法

采用SPSS 13.0統計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（x依s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗；計數資料用率表示，組間比較，采用χ2檢驗；以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 觀察組患者術前不同部位MD及FA值的比較

觀察組患者腫瘤病灶區、瘤周水腫區的MD值均明顯高于正常白質區（均P＜0.05），而腫瘤病灶區的MD值與瘤周水腫區比較差異無統計學意義（P＞0.05）。與正常白質區比較，腦膠質瘤患者的腫瘤病灶區、瘤周水腫區FA值均明顯降低，差異有統計學意義（均P＜0.05），瘤周水腫區FA值高于腫瘤病灶區，兩者比較差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 兩組腫瘤切除率的比較

兩組患者無一例手術死亡病例。觀察組患者全切24例（88.9%，24/27），次全切3例（11.1%，3/27）；對照組全切16例（80.0%，16/20），次全切2例（10.0%，2/ 20），部分切除2例（10.0%，2/20）；兩組全切率的比較差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.3 兩組患者術后并發癥的比較

觀察組患者術后未見新發神經功能缺損表現。對照組患者有2例術后肌力減退加重，2例視力減退加重。兩組患者手術功能損害發生率比較差異有統計學意義（0.0%與20.0%，P＜0.05）。

3 討論

WHO 2000年中樞神經系統腫瘤分級標準中將膠質瘤歸類為低級別膠質瘤（Ⅰ、Ⅱ級）和高級別膠質瘤（Ⅲ、Ⅳ級），對低級別膠質瘤患者手術時盡可能地保護正常腦白質纖維束，術后腦白質纖維束復位后，患者的臨床癥狀會得到明顯改善，生活質量得到明顯提高。對高級別膠質瘤患者，已受到浸潤、破壞的腦白質纖維束無法恢復，則盡可能多地切除腫瘤，以免術后復發。因此明確腫瘤與周圍腦組織結構的關系及腫瘤對周圍結構的侵犯程度，對制訂手術計劃很有幫助。

手術的治療目標是最大程度地切除腫瘤，保護腦組織的重要功能，避免造成新的神經損傷，提高患者的生活質量[7]。膠質瘤病灶多位于白質內，常規的MRI掃描序列無法清晰描述腦白質纖維束的形態結構。DTI技術能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，對于指導手術治療方案等具有重要指導意義，并可根據彌散張量纖維束成像提示的重要白質纖維束功能區與腫瘤的關系，預測預后[8-10]。磁共振DTI技術可直觀顯示膠質瘤周圍的白質纖維束的改變，手術時可避開移位的白質束，起到為手術導航的作用，避免損傷移位的白質束，保護腦組織的功能，以提高患者術后生活質量；并切除受損的白質束以免術后復發[11-12]。

本研究結果表明，觀察組患者膠質瘤不同部位的MD、FA值不同，與正常白質區比較，腫瘤病灶區、瘤周水腫區的MD值均明顯升高（均P＜0.05），而腫瘤病灶區的MD值與瘤周水腫區比較差異無統計學意義（P＞0.05）。與正常白質區比較，腦膠質瘤患者的腫瘤病灶區、瘤周水腫區FA值均明顯降低，差異有統計學意義（P＜0.05），瘤周水腫區FA值高于腫瘤病灶區，兩者比較差異有統計學意義（P＜0.05）。因此DTI的MD值和FA值可區分高級別膠質瘤腫瘤病灶區、瘤周水腫區及正常白質區，其結果與夏偉等[13]研究結果相符。觀察組與對照組腫瘤全切率比較差異無統計學意義（P＞0.05），而手術功能損害發生率比較差異有統計學意義（0.0%與20.0%，P＜0.05）。其結果說明磁共振DTI技術可起到為手術導航的作用，避免了新的神經損傷。

綜上所述，DTI技術可區別高級別腦膠質瘤腫瘤病灶區、瘤周水腫區及正常白質區，對確定手術切除范圍等具有重要的指導意義，并可根據彌散張量纖維束成像提示的重要白質纖維束功能區與腫瘤的關系，預測預后。

[1]曹朋，史克珊，李鋼，等.膠質瘤瘤周水腫的磁共振波譜和彌散張量成像研究進展[J].中華神經醫學雜志，2011，10（6）：643-645.

[2]Tien RD，Felsberg GJ，Friedman H，et al.MR imaging of high-grade cerebral gliomas：value of diffusion-weighted echoplannar pulse sequences[J].AJR，1994，162（3）：671-677.

[3]Castillo M，Smith KJ，Kwock L，et al.Apparent diffusion coefficientsinthe evaluationofhigh-gradecerebralgliomas[J]. AJNR，2001，22（1）：60-64.

[4]Kono K，Inoue Y，Nakayama K，et al.The role of diffusionweighted imaging in patients with brain tumors[J].Am J Neuroradiol，2001，22（6）：1081-1088.

[5]洪汛寧，沈天真，陳星榮.ADC值在星形細胞腫瘤診斷中的應用價值初探[J].中國醫學計算機成像雜志，2002，8（3）：145-148.

[6]王永杰，金彪，梁洪享，等.多層螺旋CT灌注對非小細胞肺癌放、化療療效價值的評估[J].中國醫學計算機成像雜志，2012，18（4）：303-306.

[7]江濤，陳信忠，謝堅，等.功能區膠質瘤的術中直接電刺激判斷核心手術技術[J].中國微侵襲神經外科雜志，2005，（10）：148-150.

[8]Laundre BJ，Jellison BJ，Badie B，et al.Diffusion tensor imaging of the corticospinal tract before and after mass resection as correlated with clinical motorfindings：preliminary data[J].AJNR，2005，26：791-796.

[9]余敏，陶玲，錢志余，等.基于彌散張量成像的腦結構網絡參數研究[J].北京生物醫學工程，2014，33（5）：446-451.

[10]姚旭峰，盧延鑫.磁共振彌散張量成像在臨床診療中的應用[J].北京生物醫學工程，2013，32（3）：312-314，329.

[11]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.

[12]孫勝杰，李鳳琪，錢海峰，等.MRI-DTI成像DTT技術及FA值對腦膜瘤術前的指導和術后的評價作用[J].浙江中醫藥大學學報，2012，36（6）：662-665.

[13]夏偉，楊應明，陳偉強，等.磁共振彌散張量成像技術輔助高級別膠質瘤導航術中的效果[J].中國醫藥導報，2014，11（21）：77-80.

Effect of diffusion tensor imaging assisted resection of high grade glioma

HUO Li1CHEN Weiqiang2▲
1.Department of Neurosurgery,Hospital of Yutian County in Tangshan City,Hebei Province,Yutian064100,China; 2.Department of Neurosurgery,the First Affiliated Hospital to Medical College of Shantou University,Guangdong Province,Shantou515041,China

ObjectiveTo discuss the effect of diffusion tensor imaging assisted resection of high grade glioma.Meth-odsTwenty-seven cases of high grade gliomas with DTI examination from January 2009 to December 2013 in the Hospital of Yutian County in Hebei Province(“our hospital”for short)were as observation group.20 cases of high grade gliomas from January 2006 to December 2008 in our hospital were selected as control group.The patients of the control group were done MRI and enhanced scan.All patients underwent operation under a microscope.Observation group:the skin incision was chosen to avoid tracts sulci and function area according to the relationship between preoperative tumor DTI display and function tracts;control group:according to the results of the preoperative MRI,clear the location and size of tumor they were chosen from the trench into the brain tumor closer.The average diffusion coefficient(MD) and fractional anisotropy index(FA)in different parts of glioma DTI of patients in observation group were observed. The rates of tumor resection post operative nerve function damage of patients in two groups were observed.ResultsIn the observation group,MD values of tumor lesions,peritumoral edema,normal white matter were(1.270±0.259)×10-9, (1.130±0.135)×10-9,(0.819±0.090)×10-9mm2/s,respectively.MD values of tumor lesions and peritumoral edema were significantly higher than those of normal white matter(P＜0.05),but there was no statistically significant difference in the MD value between tumor lesion and peritumoral edema region(P＞0.05).FA values of tumor lesions,peritu-moral edema,normal white matter was(0.169±0.023),(0.219±0.030),(0.410±0.050),respectively.Compared with the normal white matter in patients with cerebral glioma,FA value of tumor lesions,peritumoral edema region decreased obviously,the difference was statistically significant(P＜0.05);FA value of peritumoral edema region was higher than the tumor lesion,there was statistically significant difference between the two groups(P＜0.05).There were 24 patients (88.9%)in the observation group who were totally removed,subtotal resection in 3 cases(11.1%).The control group were totally removed in 16 cases(80.0%),subtotal resection in 2 cases(10.0%),partial resection in 2 cases(10.0%), there was not statistically significant difference between the total removal rate of the two groups(P＞0.05).The rate of damage in patients with operation function of the two groups has significant difference(0.0%vs 20.0%,P＜0.05).ConclusionDTI can distinguish high-grade gliomas tumor region,peritumoral edema region and normal white matter regions.There is clinical guiding significance to determine the extent of resection operation and avoid new nerve injury.

Glioma;Diffusion tensor imaging;Microsurgery

R730.264

A

1673-7210（2015）04（b）-0077-04

2014-12-30本文編輯：任念）

廣東省科技計劃項目（編號2009B030801327）。

▲通訊作者