磁共振動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像對(duì)腦膠質(zhì)瘤分級(jí)、腦微循環(huán)狀態(tài)評(píng)估的價(jià)值研究

張?zhí)熘?劉 楓 劉文軍

腦膠質(zhì)瘤是腦外科常見(jiàn)腫瘤，近年來(lái)其發(fā)病率逐漸升高，嚴(yán)重影響我國(guó)人民的健康，WHO將其分為4個(gè)級(jí)別，其中Ⅰ、Ⅱ級(jí)為低級(jí)別膠質(zhì)瘤，Ⅲ、Ⅳ級(jí)歸為高級(jí)別膠質(zhì)瘤，即使進(jìn)行手術(shù)、放化療，高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后情況也不理想，因此術(shù)前確定腫瘤惡性程度對(duì)患者治療方案及預(yù)后具有重要意義[1-2]。隨著磁共振灌注加權(quán)成像(magnetic resonance perfusion weighted imaging，MR-PWI)技術(shù)的發(fā)展，其在腦腫瘤方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，能夠從分子水平觀察組織的血流灌注特點(diǎn)[3]。而其中的動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像(arterial spinlabeling，ASL)通過(guò)標(biāo)記自體動(dòng)脈血成像，具有無(wú)創(chuàng)且便捷的特點(diǎn)，對(duì)腦腫瘤的診斷具有較高的應(yīng)用價(jià)值[4]。因此本文將常規(guī)MRI與ASL進(jìn)行聯(lián)合使用，探究其在腦膠質(zhì)瘤分級(jí)、腦微循環(huán)狀態(tài)評(píng)估中的意義，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2017年1月至2019年11月來(lái)我院收治初步診斷為腦膠質(zhì)瘤并擬行手術(shù)治療的患者81例，術(shù)前采用常規(guī)磁共振成像，并加掃ASL。術(shù)后病理檢查證實(shí)為腦膠質(zhì)瘤74例，男性43例，女性31例，年齡為25～71歲，平均(46.23±8.15)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均在同一臺(tái)MRI儀器上進(jìn)行檢查；②所有患者均為首次發(fā)病；③患者及家屬均知情并同意參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有MRI檢查禁忌證；②伴有嚴(yán)重心臟、腎、肝功能疾病患者；③伴有精神障礙患者；④MRI檢查前患者進(jìn)行過(guò)腦膠質(zhì)瘤治療；⑤存在腦腫瘤活檢及手術(shù)切除史。術(shù)后病理：低級(jí)別組(Ⅰ級(jí)7例，Ⅱ級(jí)22例)；高級(jí)別組(Ⅲ級(jí)35例，Ⅳ10級(jí))。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意。

1.2 方法

應(yīng)用GE公司3.0T磁共振掃描儀器進(jìn)行檢查，頭部8通道現(xiàn)錢(qián)，所有患者均行T1W1、T2W1、FLAIR、DWI、ASL，并靜脈注射Gd-DTPA(0.2 mmol/kg)進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)掃描。參數(shù)：T1W1、T2W1、FLAIR、T1W1C+、ASL的TR/TE分別為250/2.5 ms、6000/93 ms、8000/97 ms、250/2.5 ms、2500/13 ms；前四項(xiàng)的矩陣分別為ASL的FOV為256×320，ASL的矩陣為64×64；掃描時(shí)間分別為118 s、113 s、135 s、130 s、269 s；FOV均為220×220 mm，層厚均為5 mm。ASL采用pCASL技術(shù)，應(yīng)用絕熱頻偏校正反轉(zhuǎn)脈沖。

1.3 圖像分析

用工作站處理數(shù)據(jù)，觀測(cè)所得各組灌注圖，結(jié)合常規(guī)MRI圖像，在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域及對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)，設(shè)定4個(gè)感興趣區(qū)(ROI)，測(cè)量3次腦血流量(cerebral blood flow，CBF)，計(jì)算平均值。腫瘤的相對(duì)腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)=最大腫瘤血流量(maximal tumor blood flow，TBFmax)值/對(duì)側(cè)CBF值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 不同級(jí)別膠質(zhì)瘤的的TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球比值

TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球比值在高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤中，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同級(jí)別膠質(zhì)瘤的的TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球比值

2.2 各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級(jí)別的ROC曲線分析

采用各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級(jí)別時(shí)，TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球的AUC分別為0.848、0.782、0.887，結(jié)果見(jiàn)表2、圖1。

表2 各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級(jí)別的ROC分析

圖1 各組血流量灌注指標(biāo)的ROC曲線分析

2.3 患者的MRI及ASL圖像

74例患者均獲得理想MRI及ASL-CBF灌注圖，其中29例低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者常規(guī)掃描多呈稍長(zhǎng)T1、T2信號(hào)改變，其膠質(zhì)瘤邊界清楚，血供一般，很少破壞血-腦屏障，增強(qiáng)掃描僅呈輕度強(qiáng)化，ADL-CBF顯示腫瘤實(shí)性區(qū)域多呈低流量灌注。45例高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者常規(guī)掃描內(nèi)部信號(hào)不明顯，增強(qiáng)掃描呈明顯不均勻強(qiáng)化；邊界不清楚，血供豐富，易發(fā)生出血、囊變、壞死；ADL-CBF顯示腫瘤實(shí)性區(qū)域分呈高流量灌注，且灌注程度高于低級(jí)別患者，具體圖像見(jiàn)圖2、3。

①為增強(qiáng)T1WI，信號(hào)欠均勻；②為ADL-CBF圖病灶表現(xiàn)為低血流灌注；③為病理圖切片圖。

①為增強(qiáng)T1WI，病灶實(shí)性區(qū)見(jiàn)花環(huán)狀明顯不均勻強(qiáng)化；②為ADL-CBF圖顯示病灶區(qū)域呈現(xiàn)高血流灌注；③為病理圖切片。

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見(jiàn)的原發(fā)腫瘤，可發(fā)生于任何年齡，具有高病死率、低治愈率，且男性發(fā)病率稍高于女性[5]。由于膠質(zhì)瘤惡性程度的不同，其治療方法不同，因此術(shù)前正確判斷其病理分級(jí)對(duì)其預(yù)后有重要意義[6]。常規(guī)的磁共振能夠顯示顱內(nèi)腫瘤形態(tài)學(xué)，但卻難以獲取腫瘤的病理學(xué)分級(jí)及腫瘤微血管生成信息。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，已有多種磁共振成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像、灌注加權(quán)成像等技術(shù)用于腦腫瘤的研究，其中灌注成像因其能夠在活體中從評(píng)價(jià)組織微循環(huán)灌注狀況，而被人關(guān)注[7-8]。灌注成像主要分為動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)(DSC)和ASL法，與DSC相比，ASL通過(guò)標(biāo)記自體動(dòng)脈血成像，是一種新型無(wú)創(chuàng)灌注技術(shù)，其基本原理是利用反轉(zhuǎn)射頻沖對(duì)成像層面上游動(dòng)脈血腫水分子進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記的血液流入成像平面與組織進(jìn)行物質(zhì)交換，兩者自旋狀態(tài)不同，因此獲得標(biāo)記后的圖像，再將標(biāo)記像與未標(biāo)記像進(jìn)行剪影，即可得只包含血流灌注信息的組織灌注圖像[9]。ASL具有安全、成本低廉、簡(jiǎn)便快捷、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，由于沒(méi)有外源性藥物引入，其對(duì)血液的生理及物理、化學(xué)性質(zhì)均不會(huì)產(chǎn)生影響，有利于對(duì)腦功能的研究，較DSC有更廣泛的應(yīng)用空間[10]。

測(cè)定rCBF有助于了解膠質(zhì)瘤微循環(huán)狀況，判斷腫瘤分級(jí)，從而有利于制定相應(yīng)治療方案[11]。本研究中，TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球比值在不同級(jí)別膠質(zhì)瘤中存在明顯差異，說(shuō)明采用ASL有利于術(shù)前對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)，有利于對(duì)腦腫瘤血流的評(píng)估。ASL能反映腫瘤內(nèi)部不均勻的微血管分布，高級(jí)別膠質(zhì)瘤基本呈現(xiàn)高流量灌注，且灌注程度明顯高于低級(jí)別，有助于鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤[12]。有學(xué)者[13]研究表示ASL的信噪比、時(shí)間、空間分辨率等地域DSC技術(shù)，且腦脊液的污染、磁化傳遞效應(yīng)對(duì)ASL的測(cè)量存在一定影響。而本文選擇腫瘤的相對(duì)血流量進(jìn)行研究，降低了上述因素對(duì)結(jié)果的影響，并符合了ASL基于數(shù)學(xué)模型要滿足的假設(shè)和條件，提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性[14]。本研究中，采用各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級(jí)別時(shí)，TBFmax/對(duì)側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對(duì)側(cè)半球的AUC分別為0.848、0.782、0.887，說(shuō)明根據(jù)腫瘤的rCBF對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)具有較高價(jià)值。ASL能夠準(zhǔn)備客觀地反應(yīng)腫瘤的惡化程度，對(duì)判斷腫瘤性質(zhì)意義重大[15]。同時(shí)本研究也注意到不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤的rCBF值有一定的重疊，這與以往研究相吻合[16]。

當(dāng)然本文也存在一定不足，首先受研究時(shí)長(zhǎng)所限，本研究樣本量較少，且主要分析了ASL對(duì)膠質(zhì)瘤分級(jí)影響，對(duì)于ASL對(duì)膠質(zhì)瘤與其他腦腫瘤疾病的診斷尚未涉及，在后期將聯(lián)合多中心擴(kuò)大樣本量，并延長(zhǎng)研究時(shí)間從而完善研究。其次ASL雖有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定限制，且定量參數(shù)較為單一，不利于病變的綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)易受運(yùn)動(dòng)偽影及鄰近器官干擾，因而在其他臟器中應(yīng)用較少，且其對(duì)擺位要求也較為嚴(yán)格，因而對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)客觀看待，同時(shí)在后期將聯(lián)合其他檢測(cè)方法，以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

綜上，ASL能夠較好的反應(yīng)腦腫瘤的微循環(huán)灌注水平、血管生成及侵襲情況，有利于膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)，對(duì)制定腦腫瘤治療方案有重要參考價(jià)值，值得臨床推廣。