磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像聯(lián)合波譜成像評(píng)估腦膠質(zhì)瘤級(jí)別的應(yīng)用價(jià)值

張照明, 于向鋒, 宋吉慧

(大連大學(xué)附屬新華醫(yī)院 放射科，遼寧 大連 116021)

膠質(zhì)瘤是最常見(jiàn)的顱內(nèi)原發(fā)惡性腫瘤，根據(jù)2016年WHO分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，膠質(zhì)瘤可以分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)[1-2]。Ⅰ～Ⅱ級(jí)的膠質(zhì)瘤預(yù)后相對(duì)良好，稱之為低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG)，Ⅲ～Ⅳ級(jí)的膠質(zhì)瘤預(yù)后較差，稱之為高級(jí)別膠質(zhì)瘤(HGG)。因此，準(zhǔn)確判斷膠質(zhì)瘤等級(jí)及其惡性程度，對(duì)膠質(zhì)瘤治療方案的制定具有很大指導(dǎo)作用[3-4]。DWI技術(shù)于20世紀(jì)90年代即成熟應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)，它可以通過(guò)對(duì)比不同組織中水分子運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行影像學(xué)成像，反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散情況，廣泛應(yīng)用于腦血管病的早期診斷[5]，MRS可以檢測(cè)組織內(nèi)的特殊代謝產(chǎn)物的代謝水平，在各種腫瘤疾病的鑒別診斷中發(fā)揮著重要作用[6]。本研究旨在探討DWI和MRS 在膠質(zhì)瘤分級(jí)診斷方面的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2017年1月至2020年8在我院神經(jīng)外科接受手術(shù)病理證實(shí)的103例膠質(zhì)瘤患者的臨床和影像資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)接受常規(guī)MRI、DWI及MRS掃描；(2)既往無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病史(腦炎、顱腦外傷、卒中、放化療等)；(3)病理診斷符合2016年WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中膠質(zhì)瘤的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)；(4)家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤；(2)臨床資料不完整者。

1.2影像學(xué)資料 MRI為美國(guó)GE 3.0T磁共振成像設(shè)備?；颊呓邮艹Ｒ?guī)MRI掃描(T1W1、T2WI、T2FLAIR)、DWI和MRS序列的掃描。DWI掃描參數(shù)為TR/TE 4500 ms/70 ms, 視野240×240，矩陣128×128，層厚為6 mm，間距0.5 mm，掃描層數(shù)20層，彌散敏感系數(shù)為0 s/mm2及1 000 s/mm2。進(jìn)行MRS掃描時(shí)，取腫瘤最大層面為MRS的興趣區(qū)(ROI)并盡可能避免腫瘤的壞死、鈣化等影響檢測(cè)結(jié)果的區(qū)域，ROI區(qū)域的直徑以(1.0±0.2) cm為宜。rADC值=腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域ADC值/健側(cè)鏡像正常腦組織ADC值。最后進(jìn)行MRI增強(qiáng)掃描。由兩名影像科副主任醫(yī)師采用雙盲法對(duì)患者所有影像結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，圖像處理軟件為GE ADW軟件工作站，當(dāng)兩名醫(yī)師所得結(jié)論不一致時(shí)，需進(jìn)行充分討論后得出結(jié)論。

2 結(jié) 果

2.1兩組一般資料比較 103例膠質(zhì)瘤患者中，男性55例(53.4%)，女性48例(46.6%)；年齡25～78歲，平均(43.8±10.3)歲。LGG 54例(52.4%)，HGG 49例(47.6%)，兩組性別及年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2兩組ADC和rADC值比較 LGG組腫瘤組織ADC值和rADC值低于HGG組(P<0.01)，見(jiàn)表2。

表2 兩組ADC和rADC值比較

2.3兩組各代謝物比值比較 LGG組 Cho/Cr、Cho/NAA 比值低于HGG組(均P<0.01)；LGG組 NAA/Cr高于HGG組(P<0.01) ，見(jiàn)表3。

表3 兩組各代謝物比值比較

2.4腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值的ROC曲線 利用腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值鑒別膠質(zhì)瘤等級(jí)的ROC曲線下面積為0.75，大于0.5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 當(dāng)腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值的界值取1.42時(shí)，敏感度為89.4%，特異度為75.0%，如圖1所示。

圖1 腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值的ROC曲線

2.5rADC值的ROC曲線 利用rADC值鑒別膠質(zhì)瘤等級(jí)的ROC曲線下面積為0.842，大于0.5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)rADC值的界值取1.78時(shí)，診斷的敏感度為83.0%，特異度為82.7%，如圖2所示。

圖2 rADC值的ROC曲線

2.6Cho/Cr的ROC曲線 利用Cho/Cr鑒別膠質(zhì)瘤等級(jí)的ROC曲線下面積為0.766，大于0.5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)Cho/Cr的界值取3.09時(shí)，敏感度為85.1%，特異度為71.2%，如圖3所示。

圖3 Cho/Cr的ROC曲線

2.7Cho/NAA的ROC曲線 利用Cho/NAA鑒別膠質(zhì)瘤等級(jí)的ROC曲線下面積為0.801，大于0.5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)Cho/NAA界值取3.19時(shí)，敏感度為85.1%，特異度為71.2%，如圖4所示。

圖4 Cho/NAA ROC曲線

2.8NAA/Cr的ROC曲線 利用NAA/Cr鑒別膠質(zhì)瘤等級(jí)的RCO曲線下面積為0.751，大于0.5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)NAA/Cr的界值取0.63時(shí)，敏感度為73.1%，特異度為78.7%，如圖5所示。

圖5 NAA/Cr ROC曲線

3 討 論

2018年WHO全球癌癥統(tǒng)計(jì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤約占癌癥患者的2%，與我國(guó)癌癥中心統(tǒng)計(jì)結(jié)果相近。膠質(zhì)瘤發(fā)病率呈逐年上漲和年輕化趨勢(shì)，這可能與電子設(shè)備的普及有關(guān)[7]。膠質(zhì)瘤致殘、致死率高。腫瘤高度異質(zhì)性和極強(qiáng)侵襲性增加了治療的復(fù)雜性。不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤患者治療方案和預(yù)后截然不同[8]，這也突出了膠質(zhì)瘤術(shù)前腫瘤等級(jí)評(píng)估的重要性，LGG若被誤診為HGG，患者會(huì)接受不必要的放射治療、化療等，反之，如果HGG被誤診為L(zhǎng)GG，術(shù)后未進(jìn)一步的放療和化療，腫瘤將在短時(shí)間內(nèi)復(fù)發(fā)。

不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤MRI影像學(xué)特征不一，LGG常呈等或稍長(zhǎng)T1、長(zhǎng)T2信號(hào)，腫瘤邊界清楚，占位效應(yīng)不明顯。而HGG常呈不均勻信號(hào)，邊界不清，占位效應(yīng)明顯，瘤周多有腦水腫[9]。MRI增強(qiáng)掃描能在一定程度區(qū)別LGG和HGG，一般來(lái)講，腫瘤等級(jí)越高，血管通透性越強(qiáng)，強(qiáng)化越明顯。因此增強(qiáng)MRI可術(shù)前初步評(píng)價(jià)膠質(zhì)瘤等級(jí)，但存在一定局限性。

DWI通過(guò)探測(cè)水分子運(yùn)動(dòng)差異，反映人體分子功能和微觀組織結(jié)構(gòu)的改變。水分子在不同組織環(huán)境中，其擴(kuò)散能力不同，通過(guò)DWI序列檢測(cè)，進(jìn)一步處理得到ADC值，ADC值越大，DWI信號(hào)越低，反映相應(yīng)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散能力越強(qiáng)[10]。如急性腦梗死，常規(guī)MRI平掃和CT平掃未顯示病灶時(shí)，DWI上即可出現(xiàn)高信號(hào)區(qū)域，提示該區(qū)域水分子活動(dòng)受限，在缺血發(fā)生后幾分鐘內(nèi)即可出現(xiàn)。LGG惡性程度低，細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞間間隙大；HGG惡性程度高，細(xì)胞生長(zhǎng)迅速，細(xì)胞間間隙小。因此，與LGG相比，HGG DWI呈高信號(hào)，ADC值相對(duì)較低。腫瘤的囊變和壞死區(qū)域里，ADC值會(huì)有不同程度的升高，因此需避開(kāi)此類區(qū)域，以免影響結(jié)果[11]。Murakami等[12]認(rèn)為腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域的rADC能夠鑒別不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤。在本研究中，我們分別分析了ADC和rADC值用來(lái)鑒別LGG和HGG的特異度和敏感度。與HGG相比，LGG實(shí)質(zhì)的ADC值明顯偏低。LGG的rADC值也明顯低于HGG的rADC值，通過(guò)ROC曲線進(jìn)一步分析顯示，以1.42為腫瘤實(shí)質(zhì)ADC分界值時(shí)，敏感度為89.4%，特異度為75.0%。當(dāng)rADC值的界值取1.78時(shí)，診斷的敏感度為83.0%，特異度為82.7%。然而鑒于影響ADC值的因素較多，rADC可能更具有實(shí)際意義。

在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，代謝產(chǎn)物的變化往往早于病理結(jié)構(gòu)的改變，通過(guò)檢測(cè)組織的代謝改變情況能夠更早發(fā)現(xiàn)腫瘤，因此，檢測(cè)相關(guān)代謝成分進(jìn)而評(píng)估腫瘤的良惡性程度成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。MRS將磁共振成像與波譜技術(shù)完美結(jié)合，能夠無(wú)創(chuàng)地對(duì)活體組織內(nèi)部化學(xué)成分進(jìn)行檢測(cè)。目前最常用的為多體素氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)神經(jīng)遞質(zhì)如Cho、NAA、Cr等產(chǎn)物來(lái)反映被檢測(cè)組織的代謝改變情況。Cho含量與細(xì)胞膜的合成密切相關(guān)，當(dāng)檢測(cè)組織部位增殖速度變快時(shí)，其數(shù)值升高。Cr參與機(jī)體內(nèi)的能量代謝，其含量通常比較穩(wěn)定，在腫瘤進(jìn)展、感染等情況下，通常會(huì)有不同程度地下降。NAA是神經(jīng)元合成過(guò)程中的重要代謝產(chǎn)物，正常腦組織的MRS圖像中，NAA峰為最高峰，在膠質(zhì)瘤等中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中，神經(jīng)元含量減少甚至喪失，導(dǎo)致NAA峰不同程度地下降[13-16]?；谝陨咸卣?，部分研究者認(rèn)為Cho/NAA、Cho/Cr，NAA/Cr能用來(lái)反映膠質(zhì)瘤的良惡程度，胡旭磊等[17]認(rèn)為當(dāng)以2.40為Cho/Cr分界值時(shí)，其診斷HGG和LGG的敏感度為70%，特異度為76.9%；以2.43為Cho/NAA分界值時(shí)，敏感度為73.3%，特異度為73.1%；以0.66為NAA/Cr 分界值時(shí)，敏感度為80.8%，特異度為73.3%。本研究中，低級(jí)別膠質(zhì)瘤組 Cho/Cr、Cho/NAA 比值分別為2.21±0.46、2.19±0.41，低于高級(jí)別組的4.02±0.48、4.21±0.58，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)；低級(jí)別膠質(zhì)瘤組NAA/Cr為0.81±0.22，高于HGG組的0.47±0.11，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。當(dāng)Cho/Cr界值取2.40時(shí)，敏感度為70%，特異度為76.9%；Cho/NAA 的界值取2.43時(shí)，敏感度為73.3%，特異度為73.1%；NAA/Cr 界值取0.63 時(shí)，敏感度為73.1%，特異度為78.7%。3種代謝物的不同比值均能很好的區(qū)別LGG和HGG。我們的研究結(jié)果提示DWI和MRS在對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行腫瘤等級(jí)評(píng)估時(shí)，具有一定的參考價(jià)值，值得臨床推廣。

然而，本研究尚存在一定不足之處，由于樣本量的限制，本研究未對(duì)WHO Ⅰ～Ⅳ級(jí)分別進(jìn)行分析和討論，而是根據(jù)腫瘤的良惡性程度分為L(zhǎng)GG和HGG進(jìn)行研究，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本進(jìn)行更深入的探討。此外，本研究未比較DWI、MRS單獨(dú)或聯(lián)合區(qū)別LGG和HGG的特異度和敏感度，仍需進(jìn)一步探討和研究。