SWAN序列在腦膠質(zhì)瘤分級(jí)中的初步研究

王曉燁 ，張 敬 ，伊慧明 ，李 威

（1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科，天津 300052；2.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院）

腦膠質(zhì)瘤的準(zhǔn)確術(shù)前分級(jí)對(duì)于臨床制定合理的治療方案及評(píng)價(jià)預(yù)后均有重要意義。目前主要采用測(cè)量腫瘤微血管生成來判定神經(jīng)膠質(zhì)瘤生物學(xué)侵襲性和組織病理學(xué)級(jí)別[1]。T2*加權(quán)血管成像（T2 star weighted angiography,SWAN)序列作為一項(xiàng)新的反映組織磁敏感差異的T2*技術(shù)，能夠識(shí)別血液代謝產(chǎn)物及礦物質(zhì)沉積引起的磁敏感偽影 (magnetic susceptibility artifact,MSA)，在評(píng)價(jià)腫瘤內(nèi)出血和微血管方面有一定價(jià)值。本文通過對(duì)不同級(jí)別膠質(zhì)瘤內(nèi)的MSA體積進(jìn)行分析，探討SWAN序列在膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集本院2009年7月~12月經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)的腦膠質(zhì)瘤患者17例，其中男性11例，女性 6例，年齡15~77歲，平均（49.2±14.4）歲。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)備及掃描參數(shù) 檢查設(shè)備為GE Signa HDX 3.0TMR掃描儀，采用8通道頭線圈。17例患者術(shù)前均行常規(guī)MRI檢查，層厚6.0mm，層間距1.5mm，F(xiàn)OV=24 cm。主要掃描序列及參數(shù)：FSE序列T1FLAIR橫軸位及矢狀位 (TR/TE=1 750ms/24ms，TI=960ms，矩陣=288×224)，Propeller 序列橫軸位T2WI(TR/TE=4 300ms/116.9ms，矩陣=352×352)，F(xiàn)SE序列冠狀位 T2WI（TR/TE=3 200ms/102ms，矩陣=512×256），GRE 序列橫軸位 T2*MERGE(multiple echo recalled gradientecho)（TR/TE=800ms/12ms,矩陣=320×240）；T1增強(qiáng)檢查采用FSE序列T1FLAIR（TR/TE=2 500ms/24ms，矩陣=320×192），對(duì)比劑采用磁顯葡胺（Gd-DTPA），注射劑量 0.1mmol/kg，靜脈注射。除常規(guī)MRI檢查外，所有病例還于增強(qiáng)前進(jìn)行了SWAN序列（TR/TE=39ms/24.5ms，翻轉(zhuǎn)角=20°，矩陣=448×384，層厚 2mm，間隔 0mm）。

CT檢查采用GE Lightspeed 16層CT機(jī)；掃描條件 120 KV，100mA,矩陣 512×512，以聽眥線為基線向上掃描，后顱窩及腦干區(qū)層厚5mm，幕上區(qū)域?qū)雍?0mm，層間距10mm。

1.2.2 圖像分析 將所采集SWAN圖像導(dǎo)入GE ADW4.3工作站進(jìn)行分析，MSA表現(xiàn)為腫瘤內(nèi)部不規(guī)則低信號(hào)。首先依據(jù)CT及常規(guī)MR圖像排除病灶內(nèi)鈣化，并應(yīng)用最小密度投影（minimum intense project,MinP）圖排除腫瘤內(nèi)部粗大靜脈血管成分，然后逐層測(cè)量SWAN序列所顯示的腫瘤內(nèi)的MSA面積，然后乘以層厚2mm，最后將各層數(shù)據(jù)累加，得到患者腫瘤內(nèi)MSA的總體積（mm3）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 按照2007年WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)[2]，根據(jù)術(shù)后病理將所有腫瘤分為2組，即高級(jí)別膠質(zhì)瘤組（WHO III~IV級(jí)）和低級(jí)別膠質(zhì)瘤組（WHOⅠ~Ⅱ級(jí)）。比較2組腫瘤內(nèi)MSA值的差異。由于數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，采用Wilconxon秩和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS13.0。

2 結(jié)果

低級(jí)別膠質(zhì)瘤7例，高級(jí)別膠質(zhì)瘤10例。高級(jí)別膠質(zhì)瘤的MSA大于低級(jí)別組（圖1、2），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 腫瘤內(nèi)MSA體積與腫瘤級(jí)別的關(guān)系

3 討論

膠質(zhì)瘤占腦內(nèi)原發(fā)腫瘤的40%，根據(jù)腫瘤的惡性程度分為I~IV級(jí)，其中I~Ⅱ級(jí)為低級(jí)別腫瘤，預(yù)后相對(duì)較好，Ⅲ~IV級(jí)為高級(jí)別腫瘤，預(yù)后較差。因此術(shù)前明確腫瘤的病理級(jí)別對(duì)于治療方案和手術(shù)方式的選擇有重要的指導(dǎo)意義。

MRI檢查作為腦腫瘤術(shù)前檢查的重要手段，為術(shù)前評(píng)價(jià)腫瘤級(jí)別高低提供了重要信息。目前臨床最常用的MR平掃及增強(qiáng)檢查，通過觀察腫瘤形態(tài)學(xué)改變而推測(cè)腫瘤級(jí)別，Riemann等[3]通過腫瘤邊界、水腫、占位效應(yīng)、囊變、出血及強(qiáng)化程度等表現(xiàn)來分析腫瘤級(jí)別，診斷高級(jí)別膠質(zhì)瘤準(zhǔn)確率為88%。此外，功能MRI成像也已初步用于術(shù)前評(píng)估膠質(zhì)瘤的病理級(jí)別。其中灌注加權(quán)成像（perfusion weighted imaging，PWI）通過測(cè)量腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（cerebralblood volume，CBV）等參數(shù)反映微血管密度及生成，彌散加權(quán)成像（diffusionweighted imaging,DWI)則能夠反映腫瘤內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)受限情況，這兩種方法應(yīng)用不同機(jī)制來評(píng)估反映腫瘤惡性度。Arvinda等[4]研究發(fā)現(xiàn)在一定的閾值下，PWI和DWI診斷高級(jí)別膠質(zhì)瘤的敏感性分別達(dá)到94.7%和90%。國(guó)內(nèi)范光明等[5]的研究也發(fā)現(xiàn)瘤周水腫區(qū)rADC值可在一定程度上提示膠質(zhì)瘤的級(jí)別。

本研究應(yīng)用一種嶄新技術(shù)，即SWAN序列來評(píng)估膠質(zhì)瘤的病理級(jí)別。該序列采用多回波方式，在不同的TE時(shí)間采集不同的T2*加權(quán)圖像，能夠檢測(cè)磁場(chǎng)不均勻?qū)е碌拇琶舾行?yīng)，從而可敏感地反映出血成分、微血管及礦物質(zhì)沉積，這些成分在SWAN圖像上表現(xiàn)為磁敏感偽影，即MSA。本研究結(jié)果表明高級(jí)別膠質(zhì)瘤內(nèi)MSA體積明顯大于低級(jí)別組，說明測(cè)量腫瘤內(nèi)MSA體積有助于區(qū)分腫瘤級(jí)別高低，可為術(shù)前膠質(zhì)瘤分級(jí)提供重要的補(bǔ)充信息。

本研究在采集數(shù)據(jù)時(shí)已通過CT及常規(guī)序列排除鈣化成分和較粗大靜脈，所以SWAN序列測(cè)得的MSA主要反映的是瘤內(nèi)出血、微血管數(shù)量和含鐵物質(zhì)的沉積，而以前二者的作用更為重要。關(guān)于高級(jí)別與低級(jí)別膠質(zhì)瘤MSA差異的原因，一方面，高級(jí)別膠質(zhì)瘤由于生長(zhǎng)迅速、浸潤(rùn)性強(qiáng)，因此比低級(jí)別膠質(zhì)瘤更容易出血。文獻(xiàn)報(bào)道膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的出血率高達(dá)19%[6]。因此，出血率的差異是導(dǎo)致高、低級(jí)別腫瘤MSA體積不同的原因之一。另一方面，研究證實(shí)腫瘤的血管生成與腫瘤生長(zhǎng)、分期、預(yù)后及復(fù)發(fā)有密切關(guān)系[7]，并且膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)常見的血管化程度最高惡性腫瘤之一[8]，由于腫瘤結(jié)構(gòu)異常以及瘤細(xì)胞快速增殖導(dǎo)致其耗氧量增加，使腫瘤血管內(nèi)脫氧血紅蛋白含量增加，脫氧血紅蛋白作為人體內(nèi)源性對(duì)比劑使得腫瘤血管在SWAN序列成像。與高級(jí)別膠質(zhì)瘤比較，低級(jí)別膠質(zhì)瘤微血管密度明顯降低，因此其在SWAN序列上所呈現(xiàn)的MSA的體積較小。最后，免疫組化證實(shí)，轉(zhuǎn)鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體在多形性膠質(zhì)母瘤中表達(dá)程度較高，與顱內(nèi)其他腫瘤有一定的差異，提示含鐵物質(zhì)的沉積在高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤中可能有一定差異[9]，這也是高級(jí)別膠質(zhì)瘤MSA體積較大的原因之一。

本組研究的結(jié)果與利用磁敏感加權(quán)序列（sus ceptibility-weighted imaging，SWI） 對(duì)腦膠質(zhì)瘤分級(jí)的研究得到了相似的結(jié)果[10]，但相對(duì)于SWI序列，SWAN圖像可以更直接地區(qū)分動(dòng)、靜脈結(jié)構(gòu)，前者為高信號(hào)，后者為低信號(hào)，對(duì)于血管病變有較好的診斷潛力。但SWAN序列由于成像原理的原因，顱底仍存在偽影問題，尤其是顳骨巖部附近病變的顯示仍受局部偽影的影響。

本研究不足之處在于檢查例數(shù)仍較少，尤其是I級(jí)和Ⅲ級(jí)膠質(zhì)瘤例數(shù)較少，無法對(duì)I、Ⅱ之間和Ⅲ、IV之間的MSA體積差異做出比較，所以要做出與病理分級(jí)完全相匹配的研究結(jié)論仍需大樣本病例的采集。

綜上所述，SWAN作為一種新的磁敏感序列，為術(shù)前腦膠質(zhì)瘤分級(jí)提供了重要的補(bǔ)充信息，并顯示了較好的發(fā)展前景。

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