磁共振動脈自旋標(biāo)記灌注成像對腦膠質(zhì)瘤分級、腦微循環(huán)狀態(tài)評估的價值研究

張?zhí)熘?劉 楓 劉文軍

腦膠質(zhì)瘤是腦外科常見腫瘤，近年來其發(fā)病率逐漸升高，嚴(yán)重影響我國人民的健康，WHO將其分為4個級別，其中Ⅰ、Ⅱ級為低級別膠質(zhì)瘤，Ⅲ、Ⅳ級歸為高級別膠質(zhì)瘤，即使進(jìn)行手術(shù)、放化療，高級別膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后情況也不理想，因此術(shù)前確定腫瘤惡性程度對患者治療方案及預(yù)后具有重要意義[1-2]。隨著磁共振灌注加權(quán)成像(magnetic resonance perfusion weighted imaging，MR-PWI)技術(shù)的發(fā)展，其在腦腫瘤方面的應(yīng)用越來越廣泛，能夠從分子水平觀察組織的血流灌注特點[3]。而其中的動脈自旋標(biāo)記灌注成像(arterial spinlabeling，ASL)通過標(biāo)記自體動脈血成像，具有無創(chuàng)且便捷的特點，對腦腫瘤的診斷具有較高的應(yīng)用價值[4]。因此本文將常規(guī)MRI與ASL進(jìn)行聯(lián)合使用，探究其在腦膠質(zhì)瘤分級、腦微循環(huán)狀態(tài)評估中的意義，報告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2017年1月至2019年11月來我院收治初步診斷為腦膠質(zhì)瘤并擬行手術(shù)治療的患者81例，術(shù)前采用常規(guī)磁共振成像，并加掃ASL。術(shù)后病理檢查證實為腦膠質(zhì)瘤74例，男性43例，女性31例，年齡為25～71歲，平均(46.23±8.15)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均在同一臺MRI儀器上進(jìn)行檢查；②所有患者均為首次發(fā)病；③患者及家屬均知情并同意參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有MRI檢查禁忌證；②伴有嚴(yán)重心臟、腎、肝功能疾病患者；③伴有精神障礙患者；④MRI檢查前患者進(jìn)行過腦膠質(zhì)瘤治療；⑤存在腦腫瘤活檢及手術(shù)切除史。術(shù)后病理：低級別組(Ⅰ級7例，Ⅱ級22例)；高級別組(Ⅲ級35例，Ⅳ10級)。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會同意。

1.2 方法

應(yīng)用GE公司3.0T磁共振掃描儀器進(jìn)行檢查，頭部8通道現(xiàn)錢，所有患者均行T1W1、T2W1、FLAIR、DWI、ASL，并靜脈注射Gd-DTPA(0.2 mmol/kg)進(jìn)行對比增強(qiáng)掃描。參數(shù)：T1W1、T2W1、FLAIR、T1W1C+、ASL的TR/TE分別為250/2.5 ms、6000/93 ms、8000/97 ms、250/2.5 ms、2500/13 ms；前四項的矩陣分別為ASL的FOV為256×320，ASL的矩陣為64×64；掃描時間分別為118 s、113 s、135 s、130 s、269 s；FOV均為220×220 mm，層厚均為5 mm。ASL采用pCASL技術(shù)，應(yīng)用絕熱頻偏校正反轉(zhuǎn)脈沖。

1.3 圖像分析

用工作站處理數(shù)據(jù)，觀測所得各組灌注圖，結(jié)合常規(guī)MRI圖像，在腫瘤實質(zhì)區(qū)域及對側(cè)正常腦實質(zhì)區(qū)，設(shè)定4個感興趣區(qū)(ROI)，測量3次腦血流量(cerebral blood flow，CBF)，計算平均值。腫瘤的相對腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)=最大腫瘤血流量(maximal tumor blood flow，TBFmax)值/對側(cè)CBF值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 不同級別膠質(zhì)瘤的的TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球比值

TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球比值在高、低級別膠質(zhì)瘤中，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，結(jié)果見表1。

表1 不同級別膠質(zhì)瘤的的TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球比值

2.2 各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級別的ROC曲線分析

采用各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級別時，TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球的AUC分別為0.848、0.782、0.887，結(jié)果見表2、圖1。

表2 各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級別的ROC分析

圖1 各組血流量灌注指標(biāo)的ROC曲線分析

2.3 患者的MRI及ASL圖像

74例患者均獲得理想MRI及ASL-CBF灌注圖，其中29例低級別腦膠質(zhì)瘤患者常規(guī)掃描多呈稍長T1、T2信號改變，其膠質(zhì)瘤邊界清楚，血供一般，很少破壞血-腦屏障，增強(qiáng)掃描僅呈輕度強(qiáng)化，ADL-CBF顯示腫瘤實性區(qū)域多呈低流量灌注。45例高級別腦膠質(zhì)瘤患者常規(guī)掃描內(nèi)部信號不明顯，增強(qiáng)掃描呈明顯不均勻強(qiáng)化；邊界不清楚，血供豐富，易發(fā)生出血、囊變、壞死；ADL-CBF顯示腫瘤實性區(qū)域分呈高流量灌注，且灌注程度高于低級別患者，具體圖像見圖2、3。

①為增強(qiáng)T1WI，信號欠均勻；②為ADL-CBF圖病灶表現(xiàn)為低血流灌注；③為病理圖切片圖。

①為增強(qiáng)T1WI，病灶實性區(qū)見花環(huán)狀明顯不均勻強(qiáng)化；②為ADL-CBF圖顯示病灶區(qū)域呈現(xiàn)高血流灌注；③為病理圖切片。

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)腫瘤，可發(fā)生于任何年齡，具有高病死率、低治愈率，且男性發(fā)病率稍高于女性[5]。由于膠質(zhì)瘤惡性程度的不同，其治療方法不同，因此術(shù)前正確判斷其病理分級對其預(yù)后有重要意義[6]。常規(guī)的磁共振能夠顯示顱內(nèi)腫瘤形態(tài)學(xué)，但卻難以獲取腫瘤的病理學(xué)分級及腫瘤微血管生成信息。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，已有多種磁共振成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像、灌注加權(quán)成像等技術(shù)用于腦腫瘤的研究，其中灌注成像因其能夠在活體中從評價組織微循環(huán)灌注狀況，而被人關(guān)注[7-8]。灌注成像主要分為動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)(DSC)和ASL法，與DSC相比，ASL通過標(biāo)記自體動脈血成像，是一種新型無創(chuàng)灌注技術(shù)，其基本原理是利用反轉(zhuǎn)射頻沖對成像層面上游動脈血腫水分子進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記的血液流入成像平面與組織進(jìn)行物質(zhì)交換，兩者自旋狀態(tài)不同，因此獲得標(biāo)記后的圖像，再將標(biāo)記像與未標(biāo)記像進(jìn)行剪影，即可得只包含血流灌注信息的組織灌注圖像[9]。ASL具有安全、成本低廉、簡便快捷、可重復(fù)性好等優(yōu)點，由于沒有外源性藥物引入，其對血液的生理及物理、化學(xué)性質(zhì)均不會產(chǎn)生影響，有利于對腦功能的研究，較DSC有更廣泛的應(yīng)用空間[10]。

測定rCBF有助于了解膠質(zhì)瘤微循環(huán)狀況，判斷腫瘤分級，從而有利于制定相應(yīng)治療方案[11]。本研究中，TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球比值在不同級別膠質(zhì)瘤中存在明顯差異，說明采用ASL有利于術(shù)前對膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級，有利于對腦腫瘤血流的評估。ASL能反映腫瘤內(nèi)部不均勻的微血管分布，高級別膠質(zhì)瘤基本呈現(xiàn)高流量灌注，且灌注程度明顯高于低級別，有助于鑒別高、低級別膠質(zhì)瘤[12]。有學(xué)者[13]研究表示ASL的信噪比、時間、空間分辨率等地域DSC技術(shù)，且腦脊液的污染、磁化傳遞效應(yīng)對ASL的測量存在一定影響。而本文選擇腫瘤的相對血流量進(jìn)行研究，降低了上述因素對結(jié)果的影響，并符合了ASL基于數(shù)學(xué)模型要滿足的假設(shè)和條件，提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性[14]。本研究中，采用各組血流量灌注指標(biāo)判斷膠質(zhì)瘤級別時，TBFmax/對側(cè)白質(zhì)、TBFmax/對側(cè)灰質(zhì)、TBFmax/對側(cè)半球的AUC分別為0.848、0.782、0.887，說明根據(jù)腫瘤的rCBF對膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級具有較高價值。ASL能夠準(zhǔn)備客觀地反應(yīng)腫瘤的惡化程度，對判斷腫瘤性質(zhì)意義重大[15]。同時本研究也注意到不同級別的膠質(zhì)瘤的rCBF值有一定的重疊，這與以往研究相吻合[16]。

當(dāng)然本文也存在一定不足，首先受研究時長所限，本研究樣本量較少，且主要分析了ASL對膠質(zhì)瘤分級影響，對于ASL對膠質(zhì)瘤與其他腦腫瘤疾病的診斷尚未涉及，在后期將聯(lián)合多中心擴(kuò)大樣本量，并延長研究時間從而完善研究。其次ASL雖有諸多優(yōu)點，但也存在一定限制，且定量參數(shù)較為單一，不利于病變的綜合評價，同時易受運(yùn)動偽影及鄰近器官干擾，因而在其他臟器中應(yīng)用較少，且其對擺位要求也較為嚴(yán)格，因而對其測量數(shù)據(jù)應(yīng)客觀看待，同時在后期將聯(lián)合其他檢測方法，以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

綜上，ASL能夠較好的反應(yīng)腦腫瘤的微循環(huán)灌注水平、血管生成及侵襲情況，有利于膠質(zhì)瘤術(shù)前分級，對制定腦腫瘤治療方案有重要參考價值，值得臨床推廣。