3.0T磁共振動態對比增強檢查對腦膠質瘤分級診斷及其預后評估的價值

黃琦，喻強，劉江，韓文彬

作者單位：宜賓市第一人民醫院放射科，四川宜賓644000

腦膠質瘤作為中樞神經系統最為常見的惡性 腫瘤之一，約占中樞神經系統腫瘤的40%～50%。病理學上可將其分為低級別腦膠質瘤（Ⅰ、Ⅱ級）和高級別腦膠質瘤（Ⅲ、Ⅳ級），級別越高，惡性程度越大，術前明確其腫瘤分級對其治療及預后極為重要。

磁共振動態對比增強檢查（DCE-MRI）通過動態監測對比劑在體內吸收、代謝等動力學過程，進而獲取其血流動力學參數，從而在細胞分子功能上反映其組織血管分布、血流灌注等情況，以實現對神經膠質瘤中微血管通透性的無創評估。本研究通過對87例腦膠質瘤病人進行DCE-MRI檢查，分析其影像學資料，探討DCE-MRI在評估腦膠質瘤病理分級及預后上的臨床應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

將宜賓市第一人民醫院于2015年3月至2018年1月收治的87例采用同一化療方案進行治療的腦膠質瘤病人作為研究對象，所有入選病人均經病理學明確診斷為腦膠質瘤，且均在病灶穿刺或手術治療前完成磁共振動態對比增強檢查（DCE-MRI），所有病人在檢查前均未接受任何顱內手術、放化療等治療。按照WHO病理學分級：Ⅰ級：13例，Ⅱ級：22例，Ⅲ級：36例，Ⅳ級：16例。組織細胞類型：毛細胞星形細胞瘤23例；多形性膠質母細胞瘤18例，少突膠質細胞瘤10例，間變性星形細胞瘤10例，彌漫性星形細胞瘤9例，間變性少突星性細胞瘤8例，混合性少突星形細胞瘤6例，間變性室管膜瘤3例。87例腦膠質瘤病人當中，男53例，女34例；年齡（51.58±7.19）歲，范圍為36～74歲。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求，所有病人及近親屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

檢查儀器選擇美國GE公司生產的Discovery MR 750 3.0T超導型磁共振掃描儀，16通道頭顱相控陣列線圈。對所有受檢病人進行DCE-MRI掃描，DCE-MRI掃描采用軸位基于T1加權動態增強掃描（LAVA）序列進行掃描，首先對3°、5°、9°、12°、15°共計5個翻轉角的T1 Mapping進行掃描，掃描參數設置為：TR 3.6 ms，TE 2.2 ms，矩陣256×256，層厚4.0 mm。之后再進行動態增強掃描，參數設置為：TR 3.6 ms，TE 2.2 ms，層厚4 mm，翻轉角15°，單次掃描時間為6 s，掃描范圍包括整個腫瘤及周圍水腫區域，連續掃描50個時相，其中第1～5個時相為蒙片，從第6個時相開始采用高壓注射器經肘部靜脈以2 mL/s的速度注入釓噴酸葡銨（0.1 mmol/kg），對比劑注射完畢后，立即以同樣的速度再注入等量的0.9%氯化鈉容積進行沖管，掃描時間約300 s，DCEMRI檢查的所有序列定位層面均保持一致。

將采集的多個翻轉角的T1 Mapping數據及DCE-MRI掃描數據分別傳輸至配套的后期工作站，利用GE公司動態對比增強定量分析軟件（Ommi Kinetics Tool）中的Extended Tofts Linear Model兩室模型，采用3D非剛性自動三維配準形式，以上矢狀竇作為靶血管提取個性化血管輸入函數（VIF），獲得時間-濃度曲線。在T1加權動態增強掃描圖像上標記出面積為20～60 mm的圓形感興趣區（region of interest，ROI），包括腫瘤實質區、周圍水腫區，盡可能避開血管、囊變、壞死區域以保證選擇到病灶增強部位，經軟件生成ROI內定量參數彩圖及參數值，包括血漿與細胞外血管外間隙間容量轉移常數（Ktrans）、對比劑從血漿與細胞外血管外間隙返回到血管空間的速率常數（Kep）以及血管外細胞外間隙容積分數（Ve），各參數取均重復測量3次取平均值。閱片工作由該院2名多年從事神經外科和中樞神經系統研究方向的放射科醫師負責進行，采用雙盲法進行閱片，閱片結果不一致時經協商統一意見。

1.3 觀察指標

分析低級別腦膠質瘤（LGG）、高級別腦膠質瘤（HGG）兩組病人的Ktrans、Kep及Ve值。根據所有病人在放化療開始后的無進展生存期（PFS）進行分組，將PFS≥12個月的作為預后良好組（28例），將PFS在12個月以內有殘留病灶增加＞25%或切除完全后復發的作為預后較差組（59例），并比較不同預后病人之間的Ktrans、Kep及Ve值。

采用受試者工作特征曲線（ROC曲線）分析Ktrans值、Ve值在評估腦膠質瘤病人預后的曲線下面積（AUC）、最佳閾值，計算陽性預測值、陰性預測值、靈敏度、特異度、準確度。

2 結果

2.1 不同病理分級腦膠質瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值

LGG、HGG病人的Kep值比較，差異無統計學意義（

P

＞0.05）；LGG病人的Ktrans、Ve值明顯低于HGG病人（

P

＜0.05），見表1。

表1 不同病理分級腦膠質瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值比較/±s

2.2 不同預后腦膠質瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值

預后良好組和預后較差組的Kep值比較，差異無統計學意義（

P

＞0.05），預后良好組病人的Ktrans、Ve值明顯低于預后較差組（

P

＜0.05），見表2。

表2 不同預后腦膠質瘤病人的Ktrans、Kep及Ve值比較/±s

2.3 各指標評價腦膠質瘤病人預后的ROC曲線評價

ROC曲線顯示，Ktrans、Ve評價預后較差的腦膠質瘤的AUC分別為0.962、0.916，最佳閾值分別為0.136、0.069，其靈敏度分別為78.85%、86.54%，特異度分別為74.29%、82.86%，準確度分別為77.01%、85.06%，陽性預測值分別為82.00%、88.24%，陰性預測值分別為70.27%、80.56%。見圖1。

圖1 容量轉移常數（Ktrans）、血管外細胞外間隙容積分數（Ve）評價腦膠質瘤預后的ROC曲線

3 討論

腦膠質瘤源于神經上皮組織，其腫瘤細胞分化程度各不相同。腦膠質瘤病理分級存在差異時，其治療方案的選擇及其預后狀態也會隨之改變。臨床對于腦膠質瘤病理分級診斷通常采用手術病理檢查或穿刺活檢進行，然而上述兩種診斷方式均會對病人造成不可避免地創傷。加之腫瘤結構較為復雜，具有明顯異形性，病理取樣點往往無法代表腫瘤細胞分化的最高級別，尋求更加安全、有效的診斷方式對其病理分級診斷具有重要意義。

微血管增生作為腦膠質瘤的重要組織學特征之一，不同病理分級、不同預后的腦膠質瘤病人的神經膠質瘤微血管增生程度不盡相同，其通透性可預測其病理分級以及預后。據報道，腦膠質瘤的發生、發展以及惡性程度與腫瘤新生血管的形成密切相關。通常情況下，高級別腦膠質瘤的血管內皮生長因子分泌較多，進而導致血腦屏障開放，促使不成熟微血管的生成，微血管密度顯著增加。磁共振動態對比增強檢查（DCE-MRI）利用高壓注射器快速注入對比劑前后進行連續無間斷的T1WI增強掃描，選擇相應的動脈輸入函數后，利用兩室血流動力學模型計算得到能夠反映其組織血管通透性的血流動力學參數Ktran值、Kep值、Ve值等指標，進而對其血管通透性進行定量測量。

Ktrans、Kep值與血流量、腫瘤細胞壁的通透性及表面積等因素密切相關，Ve值能過反映對比劑滲漏到血管外細胞外間隙的容積比，這些血流動力學參數能夠直觀地體現腫瘤微血管滲透性以及對比劑滲漏到血管外細胞、外間隙容積的增加。本研究結果顯示，低級別腦膠質瘤病人的Ve、Ktrans值明顯低于高級別腦膠質瘤病人，預后效果相對較好的病人，其Ve、Ktrans值明顯低于預后效果相對較差的病人。這一結果說明，腦膠質瘤的惡性程度越高，預后效果越差，其Ktrans值、Ve值水平也越高。由此可見，DCE-MRI可用于鑒別高、低級別腦膠質瘤，對于其術前病理分級診斷具有重要意義。

經ROC曲線分析發現，ROC曲線評價結果顯示，Ktrans、Ve在評價預后較差的腦膠質瘤上的AUC分別為0.846、0.906，當其最佳閾值分別為0.136、0.069時，其靈敏度分別為78.85%、86.54%，特異度分別為74.29%、82.86%，準確度分別為77.01%、85.06%。結果提示，Ve、Ktrans、rADC、tADC在判定腦膠質瘤病人預后上具有較高價值。

綜上所述，3.0T磁共振動態對比增強檢查及定量參數有助于高、低級別腦膠質瘤的鑒別診斷，對于術前無創性評估腦膠質瘤分級診斷及預后評估具有臨床指導價值。