彌散張量成像在腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)中的應(yīng)用研究

梁雯麗

（泰州市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 江蘇 泰州 225300）

腦膠質(zhì)瘤屬于臨床多發(fā)原發(fā)性腦組織腫瘤，多為正常細(xì)胞突變形成，隨病情進展，腫瘤逐步處于生長失控性狀態(tài)。腦膠質(zhì)瘤在中老年人群體中發(fā)病率較高，患者主要臨床表現(xiàn)包括頭痛、癲癇及局部功能障礙等，隨病情進展可誘發(fā)認(rèn)知障礙、腦積水等合并癥，嚴(yán)重影響患者日常生活質(zhì)量。臨床治療腦膠質(zhì)瘤大多采用手術(shù)切除，為確保手術(shù)效果及安全性，需在確保最大范圍切除腫瘤的基礎(chǔ)上避免損傷患者運動功能[1]。常規(guī)MR平掃及增強掃描可顯示腫瘤的位置及形態(tài)，也可顯示顱內(nèi)灰質(zhì)、白質(zhì)與血管組織，其主要缺陷為無法顯示神經(jīng)傳導(dǎo)束與腫瘤結(jié)構(gòu)關(guān)系，術(shù)中操作極易損傷患者運動功能。DTI技術(shù)可顯示白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)，便于醫(yī)師評估白質(zhì)纖維束與腫瘤解剖位置關(guān)系，并可調(diào)整手術(shù)路徑，避免腫瘤切除操作中損傷白質(zhì)纖維束[2]。為深入研究分析DTI的臨床應(yīng)用價值，本研究匯總分析腦膠質(zhì)瘤患者相關(guān)資料，探究并評價DTI應(yīng)用的相關(guān)問題，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究選取2019年4月—2021年4月泰州市人民醫(yī)院收治的80例腦膠質(zhì)瘤患者，采用隨機數(shù)字表方法分為研究組、對照組，各40例，全部患者經(jīng)術(shù)后病理證實為腦膠質(zhì)瘤?？偨Y(jié)分析兩組基線資料，研究組中男22例，女18例，年齡為28～64歲，平均年齡（46.53±2.18）歲，平均腫瘤直徑為（3.64±0.55）cm。對照組中男23例，女17例，年齡為26～63歲，平均年齡（46.42±2.05）歲，平均腫瘤直徑為（3.47±0.42）cm。兩組基線資料對比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），研究所選患者均知情且同意參與此研究。

1.2 方法

采用本院Siemens Skyra 3.0T MR成像儀輔助完成MR掃描，兩組患者術(shù)前及術(shù)后均行常規(guī)MR序列掃描及增強掃描，掃描序列包括DWI、T1WI、T2WI、FLAIR。研究組患者術(shù)前及術(shù)后均增加DTI序列掃描，采用SE-EPI單次激發(fā)成像模式，TE設(shè)定為112 ms，TR設(shè)定為10 000 ms，層厚及層間距均為0.5 mm，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為128×128，總掃描時間為310 s，掃描范圍為頭頂至橋延溝。采集數(shù)據(jù)傳輸至工作站進行處理分析，單樣本分析參數(shù)P設(shè)定為0.05行，獲取各向異性分?jǐn)?shù)（AF）、表觀彌散系數(shù)（ADC）等參數(shù)后，結(jié)合常規(guī)MR序列掃描設(shè)定感興趣區(qū)域為腦膠質(zhì)瘤實質(zhì)、腦膠質(zhì)瘤周邊水腫區(qū)域、囊變區(qū)域，取ADC均值，并利用Siemens公司自帶后處理軟件分析膠質(zhì)瘤與有效錐體束的相關(guān)性。

對照組患者依據(jù)常規(guī)MR序列掃描圖像選擇腫瘤周邊腦溝入路完成手術(shù)切除，術(shù)中未考慮有效錐體束與腦膠質(zhì)瘤解剖位置關(guān)系。研究組患者依據(jù)DTI顯示圖像評估有效錐體束與腦膠質(zhì)瘤解剖位置關(guān)系，躲避有效錐體束完成手術(shù)入路及切除。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)術(shù)后MR掃描檢查結(jié)果評估兩組腫瘤全切除率；對比兩組術(shù)后KPS評分，KPS評分為生活質(zhì)量評分，得分超70分為生活質(zhì)量滿意。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理。計量資料為正態(tài)分布的以（±s）表示，采用t檢驗；計數(shù)資料以頻數(shù)、百分比（%）表示，采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組腫瘤全切除率對比

經(jīng)術(shù)后病理檢查證實，研究組患者中Ⅰ～Ⅱ級腦膠質(zhì)瘤18例，Ⅲ～Ⅳ級腦膠質(zhì)瘤22例，對照組患者中Ⅰ～Ⅱ級腦膠質(zhì)瘤16例，Ⅲ～Ⅳ級腦膠質(zhì)瘤24例，兩組腫瘤全切除率對比無顯著差異（P＞0.05），見表1。

表1 兩組腫瘤全切除率對比 單位：例

2.2 兩組術(shù)后KPS評分對比

研究組術(shù)后KPS評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組術(shù)后KPS評分對比（ ±s）

表2 兩組術(shù)后KPS評分對比（ ±s）

組別 例數(shù) KPS評分研究組 40 84.29±3.68對照組 40 53.89±2.76 t 41.797 P 0.000

3 討論

腦膠質(zhì)瘤為臨床發(fā)病率極高的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，對患者健康水平及生活質(zhì)量影響嚴(yán)重[3]。臨床治療腦膠質(zhì)瘤多采用手術(shù)切除配合化療及放療等治療方案，腦膠質(zhì)瘤具有浸潤生長的特點，與周邊組織無清晰界限，術(shù)中切除范圍不當(dāng)會導(dǎo)致鄰近神經(jīng)傳導(dǎo)束損傷，導(dǎo)致患者術(shù)后生活質(zhì)量顯著降低。為提高腦膠質(zhì)瘤手術(shù)切除療效及安全性，需在影像學(xué)輔助下完成手術(shù)操作[4]。

常規(guī)MR序列掃描無法顯示神經(jīng)纖維傳導(dǎo)束與腫瘤的結(jié)構(gòu)關(guān)系，單純依據(jù)解剖學(xué)理論及手術(shù)經(jīng)驗進行判斷極易影響手術(shù)切除范圍精確性，如手術(shù)切除范圍過大，可導(dǎo)致未受累的有效錐體束被切除，如手術(shù)切除范圍過小，可導(dǎo)致腫瘤全切除率降低[5]。

DTI為腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)的輔助性檢查方案，屬于現(xiàn)階段臨床各項檢查項目中唯一可顯示活體組織神經(jīng)纖維束走行方向、排列狀態(tài)及形態(tài)的技術(shù)。DTI成像原理較為復(fù)雜，純水中水分子多表現(xiàn)為隨機且不規(guī)則的布朗運動，人體生理狀態(tài)組織內(nèi)部細(xì)胞膜及大分子均可在一定程度上影響水分子彌散，進而導(dǎo)致水分子彌散產(chǎn)生各向異性。對平行白質(zhì)纖維束方向及垂直于纖維束方向的觀察分析可知，前者水分子彌散阻力顯著低于后者，且彌散距離顯著延長，平行纖維束彌散編碼模擬梯度較垂直纖維束彌散編碼梯度圖像信號略低。通過對單位體積內(nèi)部各向異性的綜合分析可了解細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)與功能的變化情況，各向異性變化與神經(jīng)細(xì)胞軸突髓鞘程度、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞排列情況及數(shù)量、細(xì)胞外間隙整體容積等相關(guān)。DTI可精確顯示三維空間中水分子彌散軌跡，并可對彌散情況進行量化分析，進而準(zhǔn)確反應(yīng)出白質(zhì)纖維病變情況及解剖學(xué)結(jié)構(gòu)變化情況，進而解決常規(guī)MRI檢查存在的諸多缺陷。同時，各向異性水分子彌散可用于追蹤評估纖維束走行情況，并可評估纖維束的病理狀態(tài)及結(jié)構(gòu)完整性。通過對ADC的分析可了解彌散性大小，通過AF的分析可了解水分子各向異性程度，AF分值范圍為0～1，0為最大各向同性彌散，1為最大各向異性彌散。通過對AF圖的觀察分析可知，腦脊液為低信號，各向異性程度偏低，腦白質(zhì)為高信號，各向異性程度較高。另外，組織生化特性，如溫度、黏度及組織結(jié)構(gòu)等，如細(xì)胞器、大分子、細(xì)胞膜等可對水分子彌散產(chǎn)影響，因此病理狀態(tài)可在一定程度上影響水分子彌散的各向異性。

腦膠質(zhì)瘤具有侵襲性生長的特點，臨床多采用手術(shù)治療，但腦膠質(zhì)瘤與腦組織內(nèi)部主要纖維束解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，手術(shù)治療難度較大。為提高腦膠質(zhì)瘤治療效果，需預(yù)先了解其生物學(xué)性質(zhì)及傳導(dǎo)纖維情況。DTI屬于無創(chuàng)檢查技術(shù)，可清晰顯示腦組織內(nèi)部纖維束狀態(tài)，并可分析評估水分子彌散程度及彌散方向，精確評估腫瘤與周邊組織的病理變化情況，進而確定腫瘤侵襲度及邊界，為醫(yī)師確定治療方案提供參考。常規(guī)MRI檢查利用T1、T2加權(quán)成像技術(shù)可顯示灰質(zhì)與白質(zhì)的對比效果，但無法顯示纖維走行，采用DTI檢查可顯示白質(zhì)纖維束走行，并可了解纖維束病理狀態(tài)及與周邊組織關(guān)系。如腫瘤未浸潤及侵犯纖維束，DTI檢查可正常顯示纖維束。如腫瘤浸潤侵犯纖維束，并產(chǎn)生實質(zhì)水腫，則纖維束各向異性喪失，此時DTI檢查可見纖維束異常顯影。同時，DTI可用于預(yù)測評估膠質(zhì)瘤病理分級情況，Ⅰ級、Ⅱ級瘤體ADC值、AF值均顯著低于Ⅲ級、Ⅳ級。低級別膠質(zhì)瘤各向異性指數(shù)無顯著改變，高級別膠質(zhì)瘤DTI檢查可見各向異性指數(shù)降低，提示腫瘤細(xì)胞侵襲可導(dǎo)致白質(zhì)纖維束受到破壞。各向異性指數(shù)也可用于區(qū)分腦水腫區(qū)域、腫瘤周邊強化、正常白質(zhì)，腫瘤周邊水腫區(qū)域及正常白質(zhì)均可見各向異性指數(shù)降低，其主要原因為病變所致軸突順序性及排列方向異常。臨床評估腦膠質(zhì)瘤侵襲性期間，可將各向異性指數(shù)作為重要參考標(biāo)準(zhǔn)，其原因為腫瘤細(xì)胞浸潤神經(jīng)纖維組織軸突間隙區(qū)域，導(dǎo)致軸突數(shù)量顯著降低，細(xì)胞膜及髓鞘磷脂等限制特定方向水分子運動的物質(zhì)水平降低，導(dǎo)致各向異性指數(shù)下降。DTI也可用于評估腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖狀況及密度，健康腦組織AF值顯著低于腦腫瘤，腦膠質(zhì)瘤血管分布、細(xì)胞構(gòu)成與AF值具有正相關(guān)性，腫瘤細(xì)胞密度增加可導(dǎo)致腫瘤實質(zhì)ADC水平降低，腫瘤惡性程度增強也可導(dǎo)致腫瘤實質(zhì)ADC水平降低。另外，手術(shù)是現(xiàn)階段臨床治療腦膠質(zhì)瘤的主要方案，采用DTI可為手術(shù)方案的確定提供參考。DTI可清晰顯示腫瘤周邊是否存在白質(zhì)異常區(qū)域，并精確測算偏移角度，也可顯示占位效應(yīng)所致遠端白質(zhì)束位置異常，進而解決常規(guī)MRI檢查存在的各類缺陷，指導(dǎo)醫(yī)師選擇適宜的手術(shù)入路方案。DTI可顯示腦膠質(zhì)瘤周邊白質(zhì)變化情況，將其與神經(jīng)導(dǎo)航等技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可有效保護重要的神經(jīng)組織，避免腫瘤切除范圍過大所致神經(jīng)功能缺損，顯著提高手術(shù)操作精確度，降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，提高患者生活質(zhì)量。另外，DTI可用于指導(dǎo)術(shù)后放療治療。DTI可清晰顯示腦膠質(zhì)瘤浸潤白質(zhì)狀況，醫(yī)師可依據(jù)DTI檢查結(jié)果勾勒腫瘤所在區(qū)域，評估腫瘤高風(fēng)險區(qū)域，并以此為依據(jù)設(shè)定放療靶點，調(diào)整放療劑量，在保證放療療效的基礎(chǔ)上降低正常組織放射劑量。

本研究運用DTI技術(shù)期間重點評估有效錐體束與腦膠質(zhì)瘤的解剖位置關(guān)系，有效錐體束是指中央前回走行、內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)域完整錐體束數(shù)量，可應(yīng)用于評估錐體束受腫瘤影響程度。通過DTI技術(shù)可確定腫瘤是否累及有效錐體束，明確腫瘤邊界，醫(yī)師通過合理設(shè)計手術(shù)入路方案可有效躲避有效錐體束，進而提升手術(shù)安全性。采用DTI技術(shù)輔助完成腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)可明確手術(shù)操作目標(biāo)及操作范圍，最大程度上確保腫瘤完整切除，并可避免術(shù)中操作損傷有效錐體束，減少術(shù)中操作對腦組織的牽拉作用，充分暴露病變區(qū)域，進而提高手術(shù)效果。同時，不同級別腦膠質(zhì)瘤對鄰近區(qū)域白質(zhì)纖維束的破壞及浸潤程度存在顯著差異，術(shù)中保持神經(jīng)纖維束的完整性可影響預(yù)后效果[6]。相關(guān)臨床研究表明[7]，腦膠質(zhì)瘤術(shù)后運動功能恢復(fù)效果與有效錐體束增加幅度具有相關(guān)性。腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)前及術(shù)后應(yīng)用DTI技術(shù)白質(zhì)纖維束外觀改善情況，通過對圖像及參數(shù)的分析可預(yù)測患者預(yù)后效果。

總結(jié)分析本研究相關(guān)數(shù)據(jù)資料，兩組患者腫瘤全切除率無顯著差異，研究組患者術(shù)后KPS評分高于對照組，提示腦膠質(zhì)瘤全切除術(shù)前應(yīng)用DTI技術(shù)，可改善手術(shù)方式，提升術(shù)后生活質(zhì)量。

臨床行腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)前，對DTI圖像及常規(guī)MRI圖像進行綜合分析評估可全方位獲取纖維束信息，為醫(yī)師確定手術(shù)入路方案提供參考依據(jù)，如患者為惡性程度較低的膠質(zhì)瘤，且有效錐體束結(jié)構(gòu)無顯著破壞，需在切除操作中妥善保護膠質(zhì)瘤周邊有效錐體束；如患者為惡性程度較高的膠質(zhì)瘤，有效錐體束嚴(yán)重破壞，需將手術(shù)范圍適當(dāng)擴大，以避免術(shù)后復(fù)發(fā)。同時，腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)中應(yīng)用DTI仍存在一定缺陷?，F(xiàn)階段掃描的主要序列為SSEPI（單次激發(fā)平面回波成像序列），其圖像極易受到磁敏感效應(yīng)、渦流、運動等因素干擾，導(dǎo)致形成磁敏感性偽影及圖像變形等問題。纖維分叉或交叉部位DTI單張量模式顯著準(zhǔn)確性偏低，無法滿足臨床診斷需求，為此需采用磁共振擴散頻譜、Q球擴散影像、多張量模型等不同彌散影像模式，以提高診斷準(zhǔn)確性，但上述彌散影像模式相關(guān)技術(shù)仍不成熟，檢查期間存在一定誤診率。DTI檢查期間，溫度、黏滯度等組織生化特性均可對FA數(shù)值產(chǎn)生較大影響，病理狀態(tài)下膠質(zhì)瘤檢測極易產(chǎn)生誤差，且術(shù)中腦位移等問題可導(dǎo)致影響檢查結(jié)果準(zhǔn)確度，如采用DTI導(dǎo)航等技術(shù)則可導(dǎo)致掃描時間延長，后處理難度增大。為提升DTI在腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)中的臨床應(yīng)用價值，需加強腦膠質(zhì)瘤的病理綜合分析研究，強化硬件研發(fā)，不斷完善相關(guān)技術(shù)，以確?；颊甙踩樌赝瓿赡X膠質(zhì)瘤切除術(shù)治療干預(yù)，進而改善手術(shù)治療及預(yù)后效果。

通過上述分析可知，DTI可分析腦組織細(xì)微結(jié)構(gòu)變化情況，也可定量分析病變區(qū)域彌散情況，準(zhǔn)確評估腫瘤的生物學(xué)特性，并可顯示白質(zhì)纖維病變情況，可為臨床診斷及治療提供參考依據(jù)?，F(xiàn)階段，DTI技術(shù)仍未得到臨床廣泛應(yīng)用，且潛能仍需進一步深入探索及挖掘。未來伴隨研究的逐步深入，臨床可應(yīng)用DTI評估不同級別腦膠質(zhì)瘤纖維素的差異，也可利用DTI確定腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的具體模式，進而確定適宜的個體化治療干預(yù)方案。將DTI與計算機技術(shù)結(jié)合也是未來DTI發(fā)展的重要方向，應(yīng)用超微DTI等新技術(shù)可顯著提高腦膠質(zhì)瘤的診療效果。

綜上所述，腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)前應(yīng)用DTI檢查臨床價值突出，可指導(dǎo)手術(shù)方式選擇，改善患者生活質(zhì)量，值得全面推廣。同時，本研究中擇取患者樣本量較少，缺乏同類型資料數(shù)據(jù)參照性對比分析研究，流程設(shè)計等方面不夠系統(tǒng)完善，研究總時長不足，DTI應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤切除術(shù)的相關(guān)機制仍需持續(xù)評價與分析。