腦膠質(zhì)瘤磁共振波譜和擴(kuò)散張量成像的應(yīng)用現(xiàn)狀*

長江航運(yùn)總醫(yī)院影像科(湖北 武漢 430010)

王 佳 徐海波

腦膠質(zhì)瘤磁共振波譜和擴(kuò)散張量成像的應(yīng)用現(xiàn)狀*

長江航運(yùn)總醫(yī)院影像科(湖北 武漢 430010)

王 佳 徐海波

腦膠質(zhì)瘤是最常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，約占顱內(nèi)腫瘤的40%，且呈逐年上升的趨勢[1]，其具有侵襲性生長的生物特點，手術(shù)后腫瘤細(xì)胞容易殘存、復(fù)發(fā)，患者生存期短。近年來，磁共振功能成像技術(shù)中PWI、SWI、MRS、DTI、DKI、ASL等快速發(fā)展，取得了許多肯定性的研究成果，也為腦內(nèi)外腫瘤常規(guī)影像學(xué)檢查提供了重要補(bǔ)充手段。其中1H-MRS技術(shù)是研究膠質(zhì)瘤代謝的重要手段，一些代謝化合物濃度可以通過磁場產(chǎn)生的化學(xué)位移測定出來，在腫瘤檢測中以病理形態(tài)為中介與基因表達(dá)可能存在某種必然的聯(lián)系，其在膠質(zhì)瘤的診治中廣泛應(yīng)用[2]。DTI是近年來能無創(chuàng)直觀顯示人腦白質(zhì)纖維束分布與走向的唯一成像方法，可了解膠質(zhì)瘤對腦組織的浸潤、白質(zhì)纖維束受壓情況及其破壞情況[3-4]。這些功能成像對顱內(nèi)膠質(zhì)瘤的診斷從以往宏觀的、形態(tài)學(xué)的研究上升到微觀的、形態(tài)與代謝的并重的研究，給膠質(zhì)瘤的研究帶來了新的重要手段。

1 腦膠質(zhì)瘤一般概述

腦膠質(zhì)瘤來自神經(jīng)系統(tǒng)支持組織，屬外胚葉腫瘤。按[5]WHO2016版標(biāo)準(zhǔn)可將其分為八大類，包括彌漫性星形細(xì)胞瘤、少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤、室管膜瘤、脈絡(luò)叢腫瘤、神經(jīng)元和混合性神經(jīng)元膠質(zhì)腫瘤等等。腦膠質(zhì)瘤分為四級，目前多數(shù)研究者又將其分為低級別(Ⅰ～Ⅱ級)和高級別(Ⅲ～Ⅳ級)膠質(zhì)瘤。腦膠質(zhì)瘤都可侵潤性生長，主要有下列四種方式：腫瘤細(xì)胞直接浸潤?quán)徑X組織、沿腦白質(zhì)纖維束侵潤、通過腦脊液播散和沿軟腦膜、室管膜下基膜及血管分布[6]。

21H-MRS在腦膠質(zhì)瘤診斷中的應(yīng)用

1H-MRS是近年來發(fā)展的唯一能無創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)，可檢測到常用代謝物包括NAA、Cho、Cr、Lip、Lac等等。NAA含量多少反映了神經(jīng)元的數(shù)量和功能狀態(tài),作為神經(jīng)元以及軸索生存能力的一項標(biāo)志物,腫瘤生長活躍區(qū)NAA破壞是顯而易見的[7]。Cho反映腫瘤細(xì)胞分裂增殖情況，而在病理分級中，膠質(zhì)瘤則是以細(xì)胞核中的異型性、核分裂活躍、細(xì)胞密度增高、血管內(nèi)皮細(xì)胞增生和壞死決定[8]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞明顯增生時，對正常神經(jīng)元加速浸潤，使其大量減少，致使NAA/Cr比值顯著降低，Cho/Cr比值與Cho/NAA比值則明顯升高[9-10]，同時Cho/Cr比值在低級別的復(fù)發(fā)性膠質(zhì)瘤中呈現(xiàn)顯著升高[11]。在高低級別膠質(zhì)瘤相關(guān)性研究中，發(fā)現(xiàn)Cho/Cr與Cho/NAA比值呈顯著正相關(guān)性[12-14]，說明隨腫瘤惡性程度增加，腫瘤細(xì)胞快速增殖，從而引起代謝異常更加明顯。Lac峰升高常提示抑制了腦細(xì)胞有氧呼吸，正常腦組織將出現(xiàn)缺血缺氧，嚴(yán)重可引起腦死亡[15]，這表明高級別腦膠質(zhì)瘤中壞死幾率較高，Lac峰在膠質(zhì)瘤分級中存在一定的價值[16]。相比Lac峰，Lip峰情況類似，也在高級別膠質(zhì)瘤中常見，但無法當(dāng)作對高級別膠質(zhì)瘤定義的絕對指標(biāo)[17]。Bulik等[18]研究表明，在低級別膠質(zhì)瘤中，Cho濃度較低，NAA濃度輕度減低，Lac與Lip一般缺失，但隨著腫瘤惡性程度進(jìn)展(Ⅲ和Ⅳ)，MI與NAA將降低，而Cho明顯升高。1H-MRS在不同級別的膠質(zhì)瘤中存在差異，因此，無創(chuàng)條件下，其能夠?qū)δz質(zhì)瘤分級評估起到重要作用。

3 DTI在腦膠質(zhì)瘤診斷中的應(yīng)用

DTI是在DWI基礎(chǔ)上發(fā)展起來的目前唯一能活體顯示腦白質(zhì)纖維束走向的無創(chuàng)成像方法。人體中的髓鞘白質(zhì)，通常因受到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，其中的水分子將優(yōu)先按照白質(zhì)纖維束的長軸方向發(fā)生彌散[19]，這種有方向性的彌散運(yùn)動看作各項擴(kuò)散異性，這種特征是DTI可以利用多種參數(shù)和數(shù)據(jù)處理定向定量地評價腦白質(zhì)的各向異性[20-21]，從量和方向上反映成像體素內(nèi)擴(kuò)散的變化，從而可分析相關(guān)值了解腫瘤特性。依照DTI成像將白質(zhì)纖維束走向判斷出來，對呈現(xiàn)的情況加以量化，能夠反映出纖維束的方向性和完整性，從而觀察判斷腫瘤變化情況[22]：①腫瘤周圍白質(zhì)纖維束僅見推移而未受累，F(xiàn)A值無改變或輕度升高；②腫瘤鄰近白質(zhì)纖維束有移位且部分受侵潤，F(xiàn)A值中度下降；③腫瘤周圍白纖維素束受浸潤破壞中斷，各項異性消失，F(xiàn)A值顯著降低。膠質(zhì)瘤細(xì)胞異常快速增殖，微結(jié)構(gòu)破壞，內(nèi)部發(fā)生壞死及微囊變，DTI顯示腫瘤組織彌散屏障明顯缺乏有序的方向性，隨著膠質(zhì)瘤級別的升高，細(xì)胞破壞程度越發(fā)明顯，侵潤白質(zhì)纖維束越明顯，其FA值更低的，越易致纖維束中斷，越無法獲取瘤周白質(zhì)纖維束，DTI可以對膠質(zhì)瘤的分級進(jìn)行評估[23-25]。因此，DTI可以了解腦膠質(zhì)瘤鄰近白質(zhì)纖維束受累情況及與周圍組織的關(guān)系，可更好了解腫瘤的性質(zhì)及浸潤范圍，為臨床手術(shù)及放療方案制定提供重要影像學(xué)價值。

4 DTI及DTT在膠質(zhì)瘤術(shù)中導(dǎo)航應(yīng)用

隨著磁共振功能成像技術(shù)的發(fā)展，纖維示蹤術(shù)DTT可以清楚地重建出腦白質(zhì)纖維束，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)能夠在術(shù)中保護(hù)皮質(zhì)脊髓束及其他重要纖維束，提高腫瘤全切率，避免神經(jīng)功能損傷[26-27]。劉俊華[28]通過研究鄰近錐體束的28例膠質(zhì)瘤病人，以DTT方法顯示皮層下錐體束，指導(dǎo)術(shù)者最大范圍切除腫瘤的同時，保護(hù)錐體束?？擅黠@降低術(shù)后致殘率。Koga等[29]提出在腦膠質(zhì)瘤伽馬刀治療計劃中將皮質(zhì)脊髓束等重要信息融入，可限制患者所受輻射劑量，進(jìn)而能夠減低發(fā)生放療損傷的風(fēng)險。

5 評價療效及評估預(yù)后

Kwee等[30]認(rèn)為，級別越高的膠質(zhì)瘤患者生存率越低，主要有以下幾個原因：①無法通過影像技術(shù)實現(xiàn)對腫瘤的定位，造成治療失?。虎趥鹘y(tǒng)的技術(shù)無法做出早期放化療結(jié)果評估；③無法判斷腫瘤復(fù)發(fā)情況，往往手術(shù)、放化療后需要在長時間的觀察下，才可判斷治療效果如何。董海波等[31]經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，1H-MRS可在術(shù)后敏感監(jiān)測腫瘤復(fù)發(fā)，當(dāng)患者Cho表現(xiàn)出顯著提升，而Lac、Cr兩項指標(biāo)發(fā)生異常時，表明患者腦膠質(zhì)瘤在放療后再次復(fù)發(fā)；當(dāng)患者Cho下降，而Lip峰值增高時，可診斷為放射性腦壞死；鑒別腦膠質(zhì)瘤放療后死亡或者復(fù)發(fā)情況中，Lac存在重要價值。近年來的研究表明Cho/NAA、Cho/Cr比值在腫瘤復(fù)發(fā)中升高明顯，并且NAA/Cr、NAA/Cho比值在腫瘤損傷具有鑒別能力[32-33]。從動物模型和對人類的研究提示彌散圖像對腫瘤治療反應(yīng)是敏感的，Price等[34]通過歸納總結(jié)，把DTI成像中膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)特征歸納為：①各向異性各個方向低于各向同性，顯示腫瘤細(xì)胞體積增大，腫瘤復(fù)發(fā)；②某個方向上各向異性低于各向同性，提示腫瘤在特定方向復(fù)發(fā)；③各個方向均無上述異常，提示腫瘤未復(fù)發(fā)。Khayal等[35]研究37例腦膠質(zhì)瘤患者同步行放化療，發(fā)現(xiàn)腫瘤強(qiáng)化區(qū)域治療后ADC值明顯升高。因此，1HMRS及DTI在評價腦膠質(zhì)瘤療效及預(yù)后是具有一定優(yōu)勢的。

隨著近年來一些新的磁共振功能成像技術(shù)飛速發(fā)展，不僅能夠更好的觀察和鑒別腦腫瘤，而且能夠更加直觀地觀察到微觀腦腫瘤結(jié)構(gòu)，對選擇治療方式起到重要作用[36]。1H-MRS和DTI提供的腦膠質(zhì)瘤解剖結(jié)構(gòu)信息、功能及分子方面的信息，對腦膠質(zhì)瘤治療方案的精確設(shè)計及預(yù)后評估有著重大的臨床意義，Zou等[25,37]認(rèn)為聯(lián)合兩者檢查能夠提高腦膠質(zhì)瘤分級的準(zhǔn)確度，且周永杰[38]認(rèn)為以參數(shù)Cho/NAA聯(lián)合FA值可分性最好。綜上，DTI與1H-MRS檢查不僅有利于腦膠質(zhì)瘤良惡性判定及術(shù)中導(dǎo)航，而且對腫瘤復(fù)發(fā)與放射性腦病的鑒別也有一定幫助，可為膠質(zhì)瘤術(shù)前方案制定、術(shù)后處理及預(yù)后評估提供重要的影像學(xué)指導(dǎo)及依據(jù)。

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(本文編輯: 汪兵)

R445.2；R739.4

A

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10.3969/j.issn.1672-5131.2017.09.044

2017-07-25

王 佳