3.0T磁共振彌散張量成像在膠質(zhì)瘤切除術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值

山東省菏澤市立醫(yī)院MR室(山東 菏澤 274031)

劉俊華

3.0T磁共振彌散張量成像在膠質(zhì)瘤切除術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值

山東省菏澤市立醫(yī)院MR室(山東 菏澤 274031)

劉俊華

目的探討3.0T磁共振彌散張量成像(Di f fusion Tensor Imaging，DTI)技術(shù)在手術(shù)切除膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用價(jià)值。方法對(duì)28例膠質(zhì)瘤患者隨機(jī)分為試驗(yàn)組(常規(guī)MR序列及DTI序列掃描)和對(duì)照組(常規(guī)MR序列掃描)，試驗(yàn)組患者應(yīng)用DTI重建以有效錐體束(ef fetive f ibers of pyramidal t ract，EPT)為主的腦白質(zhì)纖維束，優(yōu)化手術(shù)入路，指導(dǎo)術(shù)中最大限度的切除腫瘤并保護(hù)EPT；對(duì)照組患者在常規(guī)磁共振圖像指導(dǎo)下行腫瘤切除，兩組膠質(zhì)瘤患者均行術(shù)前、及術(shù)后3個(gè)月的DTI掃描，對(duì)掃描圖像、腫瘤鏡下全切率、術(shù)后致殘率及患者Kamof sky生活狀態(tài)評(píng)分(KPS)進(jìn)行比較分析。結(jié)果①對(duì)照組腫瘤鏡下全切率57.2%。試驗(yàn)組64.2% (P＞0.05)；②對(duì)照組術(shù)后致殘率71.4%，試驗(yàn)組21.4%(P＜0.05)；③預(yù)后評(píng)估：對(duì)照組KPS68.36±10.60。試驗(yàn)組KPS 85.43±5.65(P＜0.05)。結(jié)論DTI技術(shù)對(duì)于累及EPT的膠質(zhì)瘤，術(shù)前可提供病灶與EPT間的三維解剖信息，指導(dǎo)術(shù)者最大范圍切除腫瘤的同時(shí)，保護(hù)EPT。可明顯降低術(shù)后致殘率，改善患者術(shù)后生活質(zhì)量。

膠質(zhì)瘤；磁共振；彌散張量成像；手術(shù)

最大范圍切除腫瘤的同時(shí)盡可能保留患者的運(yùn)動(dòng)功能，是神經(jīng)外科手術(shù)的原則。雖然常規(guī)MRI平掃與增強(qiáng)圖像能夠清晰地顯示顱內(nèi)灰質(zhì)、白質(zhì)、血管系統(tǒng)、腫瘤形態(tài)位置結(jié)構(gòu)，卻不能清晰判斷腫瘤與鄰近的神經(jīng)傳導(dǎo)束的形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，術(shù)者僅能依靠手術(shù)經(jīng)驗(yàn)和解剖學(xué)知識(shí)對(duì)此進(jìn)行判斷。由于腫瘤占位效應(yīng)明顯或呈浸潤性生長，僅根據(jù)解剖經(jīng)驗(yàn)對(duì)纖維束和功能區(qū)進(jìn)行判斷是相當(dāng)困難的。在當(dāng)前階段僅有DTI成像能對(duì)活體組織的白質(zhì)纖維束進(jìn)行無創(chuàng)地顯示和分析。運(yùn)用DTI技術(shù)手術(shù)者可以了解腫瘤與主要白質(zhì)纖維束間的位置關(guān)系，可以幫助設(shè)計(jì)手術(shù)路徑，最大范圍的切除腫瘤，避免因損傷主要白質(zhì)纖維束造成的術(shù)后神經(jīng)障礙，降低死亡風(fēng)險(xiǎn)，改善患者術(shù)后生活狀態(tài)。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取菏澤市立醫(yī)院醫(yī)院2013年3月至2015年3月28例腦腫瘤患者，其中男17例，女11例，年齡18～75歲，平均(46±3.2)歲。腫瘤最大徑約2.5～6.0cm。按照隨機(jī)和公平的原則把25例腫瘤患者分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。其中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各14例。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法：所有病例的掃描均用Siemens Skyra 3.0TMR掃描儀。全部病例均在術(shù)前行T1WI、T2WI、FLAIR、DWI及增強(qiáng)磁共振掃描，術(shù)后三個(gè)月復(fù)查常規(guī)磁共振掃描。試驗(yàn)組患者術(shù)前、術(shù)后均行DTI序列掃描。DTI掃描選用單次激發(fā)SE-EPI成像，TR為10000毫秒，TE為112毫秒，層厚為5毫米，0.5毫米層間距，矩陣選擇128×128，F(xiàn)OV為24CM×24CM，采集采取在64個(gè)方向上施加彌散梯度，還有一個(gè)沒有彌散加重的采集，其中b值取1000s/mm2。掃描范圍：自橋延溝到頭頂部。310秒的總掃描時(shí)間。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析：將采集到DTI原始數(shù)據(jù)傳至工作站分析軟件包(西門子公司的Leonardo syngo，neuro3D)進(jìn)行后處理。取P值0．05行單樣本分析，得到表觀彌散系數(shù)(apparent di f fusion coef f icient，ADC)、各向異性分?jǐn)?shù)(fraction alanisotropy，F(xiàn)A)參數(shù)圖后，選擇感興趣區(qū)(ROI)。ROI選區(qū)時(shí)應(yīng)結(jié)合常規(guī)磁共振增強(qiáng)圖像，把感興趣區(qū)分別置于腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、周邊水腫帶及對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)。應(yīng)避開壞死及囊變區(qū)域來測(cè)量腫瘤的實(shí)質(zhì)區(qū)，連測(cè)3 次ADC值后取其平均值，記錄參數(shù)值。然后在后處理工作站采用種子算法完成彌散張量纖維束示蹤成像(di f fusion tensor t ractography,DTT)，評(píng)價(jià)膠質(zhì)瘤對(duì) EPT的影響。按EPT未受累及、被推移和被浸潤破壞等情況分為三類。

1.2.3 手術(shù)方法：神經(jīng)外科的所有操作均在顯微鏡下完成。對(duì)照組病例未考慮腫瘤與EPT的相對(duì)關(guān)系，而是直接選擇距離腫瘤最近的腦溝進(jìn)入；試驗(yàn)組病例皮層切口根據(jù)術(shù)前DTI顯示的腫瘤與EPT的相對(duì)關(guān)系，選擇避開EPT進(jìn)行。KPS評(píng)分(Kamof sky Per formance System)：所有患者術(shù)前以及術(shù)后3個(gè)月均行KPS評(píng)分評(píng)價(jià)。KPS評(píng)分是由Kamofsky等提出的行為狀態(tài)評(píng)分，主要特點(diǎn)是對(duì)臨床的主要特性進(jìn)行研究，測(cè)定患者的體力狀況和功能狀態(tài)。通常以70分為界限，大于70分即認(rèn)為具有滿意的生活質(zhì)量，而小于70分則認(rèn)為生活質(zhì)量低下。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)應(yīng)用SPSSl7．0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包來完成。計(jì)數(shù)資料應(yīng)用χ2檢驗(yàn)，比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，以P＜0.05為有明顯差異。

2 結(jié) 果

2.1 病理結(jié)果所有病例經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)。其中Ⅲ-Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤19例，I-Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤9例，腫瘤位于額顳葉11例，頂葉各6例，島葉-基底節(jié)區(qū)4例，額葉3例，顳葉4例。9例低級(jí)別膠質(zhì)瘤中白質(zhì)纖維束的整體形態(tài)多基本完整，白質(zhì)纖維束表現(xiàn)為受壓、偏移者6例，表現(xiàn)為部分中斷者3例，如圖1-3為左側(cè)額葉低級(jí)別星形細(xì)胞瘤。19例高級(jí)別膠質(zhì)瘤中白質(zhì)纖維束多呈現(xiàn)明顯破壞，8例表現(xiàn)為病變區(qū)白質(zhì)纖維束明顯中斷、稀疏，8例表現(xiàn)為腫瘤區(qū)域內(nèi)的白質(zhì)纖維束示蹤全部或大部分中斷，另有2例Ⅲ級(jí)間變性星形細(xì)胞瘤的白質(zhì)纖維束主要表現(xiàn)為受壓移位，如圖4-6為左側(cè)額葉膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。

2.2 療效分析兩組患者均獲得隨訪，隨訪時(shí)間大于3個(gè)月。

對(duì)照組鏡下腫瘤全切除8例，近全切除6例，腫瘤鏡下全切除率57.2%。研究組鏡下腫瘤全切除9例，近全切除5例，腫瘤鏡下全切除率64.2%。應(yīng)用Fisher明確概率法，P＞0.05。見表1。

表1 兩組患者腫瘤切除率比較

術(shù)后功能致殘率(主要表現(xiàn)為是否出現(xiàn)肌力較術(shù)前下降、新的肢體運(yùn)動(dòng)障礙)，試驗(yàn)組為21.4%，對(duì)照組為71.4%，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，P＜0.05，兩者有顯著性差異。見表2。

表2 兩組患者術(shù)后致殘率比較

預(yù)后評(píng)估：對(duì)照組KPS評(píng)分68.36±10.60。試驗(yàn)組KPS評(píng)分85.43±5.65。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，P ＜O.05，兩者有顯著性差異。

歸納上面的統(tǒng)計(jì)學(xué)資料，可以得出以下結(jié)論：兩組患者腫瘤鏡下全切率無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；術(shù)后致殘率、KPS有顯著差別，試驗(yàn)組患者均優(yōu)于對(duì)照組患者。

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(cent ral nervous system CNS)最常見的腫瘤，約占全部中樞神經(jīng)惡性腫瘤的77%[1]。膠質(zhì)瘤生長方式是浸潤性生長，和周圍正常結(jié)構(gòu)的分界不清晰，致死率和致殘率高，預(yù)后較差。膠質(zhì)瘤的治療方案，目前國際上通行的為手術(shù)切除+替莫唑胺化療以及放療[2-3]。但由于手術(shù)切除范圍和相鄰的神經(jīng)傳導(dǎo)束損傷的影響，嚴(yán)重影響腦膠質(zhì)瘤患者的總體預(yù)后效果。其中Ⅳ級(jí)惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤的術(shù)后致殘率高，生活質(zhì)量低下，平均生存期僅有14個(gè)月，5年生存率不到5%[4]。如何盡可能在不損害鄰近功能區(qū)的情況下達(dá)到手術(shù)的全切成為臨床治療的關(guān)鍵。因此，進(jìn)行影像學(xué)引導(dǎo)下的膠質(zhì)瘤手術(shù)研究具有十分重要的意義。在當(dāng)前的輔助檢查中,DTI是僅有的能夠在活體組織中顯示神經(jīng)纖維束的形態(tài)、走形方向、排列等信息的方法[5]。Qiu等[6]提出有效錐體束(ef fet ive f ibers of pyramidal t ract EPT)概念，表示從中央前后回走形到內(nèi)囊后肢再到大腦腳都保持完整的錐體束數(shù)目，反映了腫瘤對(duì)錐體束的影響程度。通過DTI與DTT成像的綜合運(yùn)用，明確膠質(zhì)瘤與EPT的關(guān)系，有助于術(shù)者避開EPT，提高手術(shù)安全性。累及EPT的膠質(zhì)瘤患者之所以術(shù)后容易發(fā)生肌力減退和肢體運(yùn)動(dòng)障礙，根本原因在于術(shù)中無法準(zhǔn)確分辨腫瘤的邊界，尤其當(dāng)手術(shù)操作接近腫瘤與EPT邊界時(shí)。由于術(shù)前手術(shù)者未準(zhǔn)確評(píng)估兩者的解剖位置關(guān)系，故可導(dǎo)致以下兩種意外情況的產(chǎn)生[7]：①手術(shù)操作范圍過大，切除了未受累及的EPT，結(jié)果術(shù)后肢體功能障礙加重。②切除范圍過小，導(dǎo)致腫瘤全切除率下降。DTI技術(shù)則明確提供了腫瘤與EPT間的毗鄰關(guān)系，使得術(shù)者在手術(shù)過程中目標(biāo)明確，在最大范圍切除腫瘤的同時(shí)，有效的保護(hù)了EPT。Demonte[8]認(rèn)為，正確的手術(shù)入路應(yīng)達(dá)到在對(duì)腦組織牽拉程度最低的情況下，盡可能地顯露病變部位，選擇距腫瘤最近的腦溝手術(shù)入路，并且盡可能早地對(duì)病變部位進(jìn)行血供阻斷。

腦膠質(zhì)瘤由于腫瘤級(jí)別的差異和對(duì)鄰近腦白質(zhì)纖維束浸潤及破壞程度不同，使得保存神經(jīng)纖維束的完整性成為影響膠質(zhì)瘤手術(shù)預(yù)后的關(guān)鍵因素之一。Qiu等[6]認(rèn)為EPT的增加幅度與KPS是呈正相關(guān)的，根據(jù)EPT的增加幅度能夠預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)功能的遠(yuǎn)期預(yù)后。手術(shù)前后DTI所顯示的主要白質(zhì)纖維束在外觀方面的改善及DTI相關(guān)參數(shù)的變化與臨床上評(píng)價(jià)的神經(jīng)功能的保留、恢復(fù)具有一致性，因此可以應(yīng)用DTI預(yù)測(cè)觀察病人的預(yù)后。

圖1-3 依次分別為二級(jí)星形細(xì)胞瘤Flari序列、FA偽彩圖、DTT融合成像。圖4-6 依次分別為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤T2WI、FA偽彩圖、DTT融合成像。

以上結(jié)果表明，把FA圖像和DTT圖像結(jié)合起來共同分析，對(duì)纖維束信息的掌握更加全面，為手術(shù)方案的制定提供重要依據(jù)。對(duì)于惡性程度較高的膠質(zhì)瘤，由于其極高的侵襲性，會(huì)嚴(yán)重破壞EPT，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大手術(shù)的范圍，以降低腫瘤的復(fù)發(fā)率，延長患者的復(fù)發(fā)時(shí)間；對(duì)于惡性程度較低的膠質(zhì)瘤，當(dāng)EPT結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)明顯破壞，尚存在肢體功能的患者，應(yīng)注意保護(hù)腫瘤周圍的EPT以降低術(shù)后致殘率，提高患者術(shù)后生存質(zhì)量。因?yàn)楸狙芯恐械氖中g(shù)均未采用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，所以得出了實(shí)驗(yàn)組腫瘤鏡下全切除率較對(duì)照組無明顯差異這一結(jié)論。但一項(xiàng)最新國外研究[9]提示，DTI技術(shù)、神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)兩者的結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用在膠質(zhì)瘤的切除手術(shù)中，能使腫瘤完全切除率明顯提高，降低了手術(shù)的致殘率，患者術(shù)后生活質(zhì)量得以改善，生存時(shí)間延長。這將是今后研究目標(biāo)及方向。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

The Application Value of 3.0T Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging in the Surgical Resection of Gliomas

LIU Jun-hua. The MR I Room, Heze Municipal Hospital, Heze 274031, Shandong Province, China

ObjectiveTo investigate the application value of 3.0 T magnetic resonance Diffusion Tensor Imaging (DTI) technology in the surgical removal of gliomas.Methods28 cases of glioma patients were random ly divided into experimental group (conventional MR sequences and sequence of DTI scan) and the control group (conventional MR sequences scanning),the treatment group patients have the application of DTI reconstruction to effectively pyram idal tract(EPT) of cerebral white matter fiber tracts, with the optimal surgical approach, guiding intraoperative excision of tumor and maximum protection EPT; the control group patients have the tumor resection by guiding with the conventional magnetic resonance imaging, both of the groups were performed DTI scan 3 months before operation and 3 months after it. the scan images, the m icroscopic tumor patients with postoperative morbidity rate, and Kamofsky life status score (KPS) comparative were analyzed.Results(1) the control tumor m icroscopically the cutting rate was 57.2%. Experimental group 64.2% (P＞0.05); (2) the control of postoperative morbidity was 71.4%, the experimental group 21.4% (P＜0.05); (3) the prognosis assessment: the control group KPS68.36±10.60. Experimental group KPS 85.43 ±5.65 (P＜0.05).ConclusionDTI technology can provide three-dimensional anatom ical information between the lesions and EPT for gliomas involving EPT preoperatively, guiding the performer largest radius and the removal of the tumor at the same time, which can protect the EPT and significantly reduce postoperative disability rate and improve patient quality of life after surgery.

Gliomas; M agnetic Resonance; Diffusion Tensor Imaging; Surgical Operation

R445.2;R739.41

A

10.3969/j.i s s n.1672-5131.2016.01.010

2015-12-04

劉俊華