擴(kuò)散加權(quán)成像在低級(jí)別膠質(zhì)瘤的鑒別診斷價(jià)值

錢銀鋒，殷敏敏，余永強(qiáng)

膠質(zhì)瘤是腦內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤，而低級(jí)別膠質(zhì)瘤約占膠質(zhì)瘤的15%～25%[1]。世界衛(wèi)生組織將Ⅱ級(jí)星形細(xì)胞瘤(astrocytoma, AC)、單純型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤(oligodendroglioma, OD)和混合型少突星形細(xì)胞瘤(oligodendroastrocytoma, OA)稱為低級(jí)別膠質(zhì)瘤。低級(jí)別膠質(zhì)瘤中各亞型的腫瘤常規(guī)MRI影像相近且互有交叉，難以將其明確區(qū)分；但低級(jí)別的星形細(xì)胞瘤與少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤的治療方法卻有著明顯不同，少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤對(duì)化療比較敏感[2]。因此術(shù)前明確區(qū)分低級(jí)別膠質(zhì)瘤中各亞型有著重要的臨床意義。目前，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging, DWI)在腦腫瘤的診斷和鑒別診斷方面具有一定的價(jià)值，但在低級(jí)別膠質(zhì)瘤鑒別中文獻(xiàn)少有報(bào)道，筆者通過對(duì)21例腦內(nèi)低級(jí)別膠質(zhì)瘤的DWI及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)圖進(jìn)行定性和定量分析，探討DWI在低級(jí)別膠質(zhì)瘤鑒別診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

收集自2005年5月－2008年12月本院21例顱腦腫瘤患者，男13例，女8例，年齡25～65歲，平均41歲。手術(shù)病例證實(shí)其中AC 9例，OD 5例，OA 7例。

使用GE Signa 1.5 T超導(dǎo)型MR成像儀，標(biāo)準(zhǔn)頭顱線圈，所有病例均行常規(guī)T1WI、T2WI、FLAIR和DWI掃描，DWI使用SE-EPI序列，其掃描參數(shù)為：TR 10000 ms，TE 111～119 ms，層厚9 mm，層間隔1 mm，視野(FOV) 26 cm×26 cm，矩陣256×192，在X、Y、Z軸共3個(gè)方向上施加擴(kuò)散梯度，擴(kuò)散敏感因子(b)值分別為0和1000 s/mm2。常規(guī)平掃和DWI結(jié)束后行增強(qiáng)掃描，對(duì)比劑使用釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，劑量0.1 mmol/kg，靜脈注射，注完藥后即行軸位、矢狀位和冠狀位掃描。

將DWI圖像傳送至工作站用Fuctool軟件進(jìn)行處理。分別測(cè)量瘤體實(shí)質(zhì)部分和瘤周水腫及對(duì)側(cè)腦白質(zhì)的ADC值和EDC值(exponent diffusion coefficient,指數(shù)擴(kuò)散系數(shù)值)，按公式rADC=ADC腫瘤/ADC對(duì)側(cè)計(jì)算瘤體和瘤周水腫的rADC值(relative apparent diffusion coefficient，相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)值)，以同樣的方法計(jì)算rEDC值(relative exponent diffusion coefficient，相對(duì)指數(shù)擴(kuò)散系數(shù)值)。選取腫瘤實(shí)質(zhì)部分的興趣區(qū)(ROI)時(shí)，以手工繪制，以期有較好的代表性，注意避開腫瘤壞死部位，盡可能消除由于容積效應(yīng)而引起的測(cè)量誤差，在實(shí)質(zhì)區(qū)取2～4個(gè)ROI，每個(gè)ROI約40～60 mm2，取其平均值，對(duì)側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ROI約40～60 mm2。由于膠質(zhì)瘤瘤周存在浸潤(rùn)漸變現(xiàn)象，為了保證測(cè)量的一致性，本組在瘤周1 cm以內(nèi)的水腫區(qū)選取ROI，依據(jù)T2WI放置瘤周水腫興趣區(qū)，大小約80～100 mm2。

統(tǒng)計(jì)三種膠質(zhì)瘤各參數(shù)值，多組間比較采用方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較用LSD檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計(jì)均用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P＜0.05判定差異有無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

三組腫瘤實(shí)質(zhì)的ADC、EDC值及rADC、rEDC計(jì)算結(jié)果見表1，由表可知OD組(圖1～3)與AC組(圖4～6)四種參數(shù)之間、OA組(圖7～9)與AC組四種參數(shù)之間均有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.01)，但OD組與OA組之間無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。

表1 各組腫瘤實(shí)質(zhì)ADC、rADC、EDC、rEDC值

三組腫瘤瘤周水腫的ADC、EDC值及rADC、rEDC計(jì)算結(jié)果見表2，由表可知三組低級(jí)別膠質(zhì)瘤間的四種參數(shù)均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。

表2 各組腫瘤瘤周水腫的ADC、rADC、EDC、rEDC值

3 討論

低級(jí)別膠質(zhì)瘤在常規(guī)MRI上具有相似的表現(xiàn)，均表現(xiàn)為T1WI低信號(hào)，T2WI及FLAIR呈不同程度高信號(hào)，無囊變病灶增強(qiáng)掃描或不強(qiáng)化，或輕微強(qiáng)化，囊變病灶則囊變邊緣可見強(qiáng)化。AC、OD和OA三者影像上不易準(zhǔn)確區(qū)分。用DWI對(duì)腦腫瘤進(jìn)行定性、定量分析是近年來的研究熱點(diǎn)，使腦腫瘤的診斷從以往的僅注重大體的、形態(tài)學(xué)的研究上升到微觀的、形態(tài)與功能并重的研究，對(duì)常規(guī)MRI檢查是個(gè)有益的補(bǔ)充。

DWI是利用水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)來反映正常與病變組織的空間結(jié)構(gòu)變化，從而對(duì)疾病進(jìn)行診斷與鑒別。由于影響DWI信號(hào)的因素較多，因此，臨床上常用ADC值來反映病變的擴(kuò)散程度。ADC值與DWI信號(hào)呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，ADC值增大，代表水分子擴(kuò)散加快，相應(yīng)DWI信號(hào)降低。由于正常人腦白質(zhì)的ADC正常值范圍較大[3]，rADC值為病灶與對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)的ADC值比值，能消除個(gè)體生理因素、不同圖像之間、機(jī)型、掃描參數(shù)以及序列對(duì)ADC值的影響，并使ADC值標(biāo)準(zhǔn)化[4]。本研究采用隨機(jī)分析軟件包Functool進(jìn)行分析，該軟件不但提供了ADC圖，還提供了EDC圖，EDC圖消除了DWI中T2透射效應(yīng)的影響，能真實(shí)反映組織的擴(kuò)散情況，其作用與ADC圖相似。

影響腦腫瘤病變DWI信號(hào)以及ADC值的因素較多，腫瘤細(xì)胞數(shù)目密集、體積較大或具有特殊的空間排列均能限制水分子彌散；腫瘤細(xì)胞異型性越高，細(xì)胞器則越豐富，體積越大，將降低細(xì)胞內(nèi)水分子的彌散；大的細(xì)胞間隙對(duì)細(xì)胞外水分子的運(yùn)動(dòng)影響不大，小的細(xì)胞間隙則限制其運(yùn)動(dòng)[5,6]。少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤經(jīng)典病理表現(xiàn)為中等細(xì)胞密度，核均勻，圓形，大小一致，胞漿腫脹、透明，還常見微鈣化、黏液囊性變以及由密集的分支狀毛細(xì)血管組成的“雞爪狀”(chicken-wire pattern)血管網(wǎng)[7]。低級(jí)別星形細(xì)胞瘤病理表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞密度低，腫瘤中可能保留正常腦組織，鈣化少見，輕至中度核多型性，核分裂少見，異常增生血管輕微，沒有或少見壞死等?；旌闲蜕偻恍切渭?xì)胞瘤則是在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤基礎(chǔ)上多了實(shí)質(zhì)的星形細(xì)胞成分。本組資料結(jié)果表明OD與AC組之間、OA與AC組之間在ADC及rADC值上均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，正是因?yàn)榈图?jí)別星形細(xì)胞瘤與少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤在細(xì)胞密度、微血管分布密集度及瘤體實(shí)質(zhì)組成成分上的不同所致。這與Tozer[8]等的研究結(jié)果一致。筆者在測(cè)量腫瘤實(shí)質(zhì)的ADC值是多點(diǎn)選取興趣區(qū)，并取其平均值，這樣避免腫瘤細(xì)胞在瘤體中因?yàn)榉植疾痪鶆蛟斐傻臏y(cè)量的偏差，更好地反應(yīng)瘤體實(shí)際的情況。本組資料表明OA與OD的4種參數(shù)無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與劉權(quán)[9]等研究結(jié)果相一致?？紤]為盡管二者在病理上組成成分不完全相同，但細(xì)胞密度等方面的差異尚不足以引起DWI上的差異；此外，由于兩者發(fā)病率均低，已有的研究及本組中二者病例數(shù)均較少，進(jìn)一步大樣本量總結(jié)將有助于準(zhǔn)確確定DWI對(duì)二者的鑒別診斷價(jià)值。

因?yàn)槟z質(zhì)瘤浸潤(rùn)生長(zhǎng)、瘤細(xì)胞散在分布于瘤周水腫區(qū)腦組織中，浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞越多，髓鞘破壞越明顯，與髓鞘垂直方向的彌散運(yùn)動(dòng)增加越明顯，導(dǎo)致總的ADC值升高。文獻(xiàn)中諸多學(xué)者對(duì)于高低級(jí)膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)rADC值的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義研究結(jié)果多不相同，差別較大[10]。本組資料顯示三種低級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫的ADC、rADC、EDC、rEDC值均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異?？紤]為三組腫瘤皆是同級(jí)別膠質(zhì)瘤，本研究在瘤周1 cm范圍內(nèi)選擇瘤周水腫興趣區(qū)，此范圍內(nèi)三種腫瘤浸潤(rùn)的細(xì)胞量、髓鞘破壞程度等無明顯差異所致。但亦有文獻(xiàn)報(bào)道高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)的rADC值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[11]。瘤周水腫ADC值受浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞數(shù)量，髓鞘破壞程度、血管源性水腫程度、興趣區(qū)的選擇等多重因素的影響，內(nèi)容較為復(fù)雜，需進(jìn)行綜合分析。

總之，本研究結(jié)果表明DWI有助于低級(jí)別少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤和少突星形細(xì)胞瘤與低級(jí)別星形細(xì)胞瘤間的鑒別，但在區(qū)分低級(jí)別少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤和少突星形細(xì)胞瘤間價(jià)值有限。

[1]Louis DN, Ohgaki H, Wiestler OD, et a1.The 2007 WHO Classification of Tumours of the Central Nervous System.Acta Neuropathol, 2007, 114(2): 97-109.

[2]Ino Y, Betensky RA, Zlatescu MC, et a1.Molecular subtypes of anaplastic oligodendroglioma: implications for patient management at diagnosis.Clin Cancer Res, 2001,7(4): 839-845.

[3]Helenius J, Soinne L, Perkio J, et al.Diffusion-weighted MR imaging in normal human brains in various age groups.AJNR Am J Neuroradiol, 2002, 23(2): 194-199.

[4]Bulakbasi N, Guvenc I, Onguru O, et al.The added value of the apparent diffusion coefficient calculation to magnetic resonance imaging in the differentiation and grading of malignant brain tumors.J Comput Assist Tomogr, 2004, 28(6): 735-746.

[5]Calli C, Kitis O, Yunten N, et a1.Perfusion and diffusion MR imaging in enhancing malignant cerebral tumors.Eur J Radiol, 2006, 58(3): 394-403.

[6]Stadlbaner A, Gansdandt O, Buslei R, et a1.Gliomas:histopathologic evaluation of changes in directionality and magnitude of water diffusion at diffusion-tensor MR imaging.Radiology, 2006, 240(3): 803-810.

[7]喬廣宇,桂秋萍,王福林.少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的病理和分子生物學(xué)進(jìn)展.軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報(bào),2006,27(2):158-159.Qiao GY, Gui QP, Wang FL.Histopathologic and molecular biological progress of oligodendroglioma.Acad J PLA Postgraduate Med School, 2006,27(2):158-159.

[8]Tozer DJ, Jager HR, Danchaivijitr N, et al.Apparent diffusion coefficient histograms may predict low-grade glioma subtype.NMR Biomed, 2007, 20(1): 49-57.

[9]劉權(quán),彭衛(wèi)軍,周正榮.最小表觀彌散系數(shù)對(duì)顱內(nèi)少突膠質(zhì)腫瘤分級(jí)及分型的價(jià)值.中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志,2008,14(4):287-292.Liu Q, Peng WJ, Zhou ZR.Oligodendroglial tumors: can relative apparent diffusion coefficient be used in prediction of tumor grade and subtype.Chin Computed Med Imaging, 2008,14(4):287-292.

[10]Bulakbasi N, Kocaoglu M, Ors F, et al.Combination of single-voxel proton MR spectroscopy and apparent diffusion coefficient calculation in the evaluation of common brain tumors.AJNR Am J Neuroradiol, 2003,24(2): 225-233.

[11]Kono K, Inoue Y, Nakayama K, et a1.The role of diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors.AJNR Am J Neuroradiol, 2001, 22(6): 1081-1088.