DTI在腦膜瘤、膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤患者診斷及手術(shù)指導(dǎo)中的應(yīng)用研究＊

萬正國

邯鄲市第一醫(yī)院CT/MRI室 (河北 邯鄲 056000)

腦膜瘤、膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤為常見腦腫瘤，既往研究已表明，同一腫瘤的不同級別或不同腫瘤的生物學(xué)行為、良惡性程度和預(yù)后有顯著差異，術(shù)前充分評估腫瘤位置、大小、病變周圍組織水腫等情況對手術(shù)方案的制定及預(yù)后評價有重要價值[1]。有研究報道，局部浸潤程度與腫瘤等級并非完全一致，并發(fā)現(xiàn)低級星形膠質(zhì)細胞瘤對周圍組織的浸潤廣泛[2]。又有研究發(fā)現(xiàn)，腦腫瘤術(shù)可能傷及白質(zhì)纖維束，術(shù)后有較高的神經(jīng)功能障礙和致殘率[3]。影像學(xué)檢查在神經(jīng)外科診療中有重要作用，常規(guī)磁共振成像(MRI)近年來已廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)疾病的診療中，其可依據(jù)病灶的形態(tài)、數(shù)目、大小及實質(zhì)信號特點和增強表現(xiàn)等進行診斷，但對于不典型者定性診斷的難度較大[4]。磁共振擴散張量成像(DTI)是活體腦微細結(jié)構(gòu)檢查的非侵入性手段，可清晰顯示神經(jīng)纖維束的排列、方向、走形，定量分析腦實質(zhì)病理或生理改變[5]。本研究主要探討DTI在腦膜瘤、膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤患者診斷及手術(shù)指導(dǎo)中的應(yīng)用價值，為疾病診療提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇本院2018年2月至2020年3月收治的100例顱內(nèi)幕上腫瘤患者作為試驗組，納入標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前因頭痛、肌力下降和感覺障礙等癥狀就診；手術(shù)前均接受MRI平掃及增強掃描與DTI檢查，術(shù)中聯(lián)合神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)切除腫瘤，術(shù)后均經(jīng)病理組織活檢確診；全身情況可耐受手術(shù)；病例資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：腦疝或明顯顱內(nèi)壓增高，需急診外科手術(shù)；MRI檢查禁忌證；既往接受過放化療或手術(shù)治療；顱內(nèi)腫瘤復(fù)發(fā)；凝血功能障礙；顱內(nèi)其他病變。100例顱內(nèi)幕上腫瘤中女57例，男43例；年齡21～69歲，平均年齡(53.18±4.82)歲，腦膜瘤34例，膠質(zhì)瘤38例，轉(zhuǎn)移瘤28例。100例顱內(nèi)幕上腫瘤分為良性腦腫瘤34例(腦膜瘤)，惡性腦腫瘤66例(轉(zhuǎn)移瘤+膠質(zhì)瘤)。另選同期本院收治的54例顱內(nèi)幕上腫瘤患者作為對照組，其均進行常規(guī)MRI平掃和增強掃描，并接受傳統(tǒng)顱內(nèi)腫瘤切除術(shù)，女30例，男24例；年齡20～67歲，平均年齡(53.54±4.55)歲，腦膜瘤16例，膠質(zhì)瘤31例，轉(zhuǎn)移瘤7例。各組一般資料比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。

1.2 方法

1.2.1 檢查方法 用3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描系統(tǒng)進行相關(guān)檢查，最大梯度切換率及最大梯度場強分別為150T/(m·s)、40Tm/m，均選擇標(biāo)準(zhǔn)8通道顱腦專用線圈?；颊咴跈z查床上取仰臥位，頭部先進，兩側(cè)上肢放置在軀體兩側(cè)，用軟海綿填塞固定頭顱，指導(dǎo)患者平靜呼吸，檢查期間保持頭部不動。首先予以三平面定位，予以常規(guī)橫軸位和矢狀位T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像和橫軸位的T2-液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列平掃。再進行彌散加權(quán)成像、DTI掃描，DTI掃描參數(shù)：回波時間為85ms，重復(fù)時間為4600ms，視野為224mm×224mm，矩陣為512×512，激勵次數(shù)為2，彌散敏感系數(shù)b值為0s/mm2、1000s/mm2，層間距為0mm，層厚為2.9mm，掃描參數(shù)為35～40層，掃描時間為317s。之后再予以橫軸位、冠狀位和矢狀位的T1加權(quán)成像的增強掃描，增強掃描對比劑選擇馬根維顯，在肘前靜脈注入0.2mL/kg，流速3mL/s。

1.2.2 DTI數(shù)據(jù)處理 掃描完成后，收集DTI掃描的原始數(shù)據(jù)并上傳至相關(guān)處理工作站，用軟件包進行圖像分析和重建。取腫瘤所在層面，用圖像矯正功能予以衡量、翻譯和修剪，調(diào)節(jié)閾值設(shè)定和降噪處理。用內(nèi)插方法和平行處理，提高圖像分辨率。自動重組得到表觀彌散系數(shù)圖(ADC)和各向異性分數(shù)圖(FA)，測定腫瘤旁白質(zhì)區(qū)、對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)、腫瘤實質(zhì)區(qū)的ADC值及FA值，并計算相對ADC(rADC)值和相對FA(rFA)值。

1.2.3 神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)的術(shù)中融合 在神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)軟件中導(dǎo)入光盤數(shù)據(jù)，創(chuàng)建三維模型，將DTI和MRI影像融合，進行Fiber Tracking模式，在此融合圖像上將病變周圍標(biāo)記為感興趣區(qū)。將病變和周圍傳導(dǎo)束進行三維重建，按照建模結(jié)果初步觀察病灶位置、病灶和周圍纖維束的關(guān)系和其標(biāo)記點位置。安裝頭架，將體位擺好，頭部固定，將影像上標(biāo)記點和患者標(biāo)記點三維圖形進行融合。

1.3 觀察指標(biāo)比較不同顱內(nèi)腫瘤患者，良性與惡性腫瘤患者腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值，惡性腫瘤患者瘤周白質(zhì)區(qū)和對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值。分析對照組和試驗組手術(shù)腫瘤切除率、術(shù)后致殘率(術(shù)后肌力較術(shù)前降低或偏癱)及術(shù)后新發(fā)運動功能障礙率(失語發(fā)生情況)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)處理選用SPSS 18.0軟件包，計量資料用(±s)表示，三組間比較用方差分析，兩組間用t檢驗比較，計數(shù)資料用[n(%)]表示，用連續(xù)校正或χ2檢驗比較，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同腫瘤類型腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析腦膜瘤組腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值均高于膠質(zhì)瘤組及轉(zhuǎn)移瘤組(P＜0.05)，膠質(zhì)瘤組ADC值、rADC值低于轉(zhuǎn)移瘤組(P＜0.05)；膠質(zhì)瘤組與轉(zhuǎn)移瘤組FA值及rFA值比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)，見表1。

表1 不同腫瘤類型腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

表1 不同腫瘤類型腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

注：a表示與腦膜瘤組相比，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；b表示與膠質(zhì)瘤組相比，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

2.2 良性腫瘤組與惡性腫瘤組腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析良性腫瘤組ADC值、rADC值、FA值、rFA值高于惡性腫瘤組(P＜0.05)，見表2。

表2 良性腫瘤組與惡性腫瘤組腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

表2 良性腫瘤組與惡性腫瘤組腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

2.3 惡性腫瘤瘤周白質(zhì)區(qū)、對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析惡性腫瘤瘤周白質(zhì)區(qū)rADC值高于對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)(P＜0.05)，F(xiàn)A值、rFA值低于對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)(P＜0.05)，惡性腫瘤瘤周白質(zhì)區(qū)與對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ADC值比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)，見表3。

表3 惡性腫瘤瘤周白質(zhì)區(qū)、對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

表3 惡性腫瘤瘤周白質(zhì)區(qū)、對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)ADC值、rADC值、FA值、rFA值分析(±s)

2.4 對照組和試驗組腫瘤切除率、術(shù)后致殘率及術(shù)后新發(fā)運動功能障礙率分析試驗組腫瘤切除率高于對照組(P＜0.05)，術(shù)后致殘率低于對照組(P＜0.05)，兩組術(shù)后新發(fā)運動功能障礙率比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)，見表4。

表4 對照組和試驗組腫瘤切除率、術(shù)后致殘率及術(shù)后新發(fā)運動功能障礙率分析[n(%)]

3 討論

近年來顱內(nèi)腫瘤的發(fā)病率呈上升趨勢，顱內(nèi)腫瘤多見于腦膜瘤、膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤，腦膜瘤存在周圍白質(zhì)“擠壓征”、寬基底與腦膜相連等腦外腫瘤特點。轉(zhuǎn)移瘤的周圍水腫較明顯，多屬多發(fā)腦腫瘤，但臨床也可見單發(fā)顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤，其周圍水腫輕，呈環(huán)形強化，難以與高級別膠質(zhì)瘤區(qū)分。有研究報道，微囊型腦膜瘤容易在大腦凸面發(fā)生，瘤周容易發(fā)生水腫，占位效應(yīng)明顯，增加與高級別膠質(zhì)瘤的鑒別難度[6]。以上三種顱內(nèi)腫瘤的處理方案有明顯差異，因此術(shù)前準(zhǔn)確鑒別對臨床方案的制定有重要指導(dǎo)作用。

MRI有掃描速度快、分辨率高、多方位成像、無輻射等特點，常規(guī)MRI平掃和增強掃描在顱內(nèi)疾病診斷中有一定作用，但對于占位性病變不典型者的定性診斷有較高難度[7]。DTI為新型的影像學(xué)檢查模式，具有無創(chuàng)性，能夠從平面和三維角度顯示病灶，清晰反映腦內(nèi)白質(zhì)纖維束，在反映腫瘤周圍白質(zhì)纖維束走形，腫瘤和纖維束關(guān)系等方面有獨特優(yōu)勢[8]。ADC值、FA值為DTI中最常用的參數(shù)值，其中ADC值可反映分子彌散阻力及水平，且與分子彌散的大小呈正相關(guān)，細胞外間隙縮小，可影響彌散，降低ADC值。FA值能夠反映水分子擴散方向，F(xiàn)A值越低提示細胞密集程度較小。相關(guān)研究報道，ADC值及FA值在腫瘤診斷和鑒別診斷中有重要作用[9]。龔軍偉等[10]研究也表明，ADC值及FA值與腫瘤惡性程度有明顯相關(guān)性，F(xiàn)A值能夠反映腫瘤血管分布及細胞增殖程度。有研究指出，DIT在顱內(nèi)腫瘤診斷和鑒別診斷中有一定優(yōu)勢[11]。良性腦膜瘤可引起血液回流異常，導(dǎo)致水腫，膠質(zhì)瘤周邊水腫區(qū)有散在腫瘤細胞浸潤，又有毛細血管和間質(zhì)水腫。傳統(tǒng)MRI僅可顯示瘤周水腫，無法區(qū)別腫瘤浸潤所致水腫和血管源性水腫，可影響ADC值和FA值測定。rADC值、rFA值能夠排除惡性腫瘤血管源性水腫對ADC值和FA值的影響，提高結(jié)果的可靠性。

本研究結(jié)果顯示，腦膜瘤FA、rFA值明顯高于轉(zhuǎn)移瘤與膠質(zhì)瘤(P＜0.05)，但轉(zhuǎn)移瘤與膠質(zhì)瘤的FA、rFA值則無顯著差異，腦膜瘤ADC值、rADC值又明顯高于膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤(P＜0.05)，提示DTI檢查在顱內(nèi)腫瘤鑒別上有一定作用。考慮與腦膜瘤細胞密度高，異性程度明顯增加有關(guān)，因此FA、rFA值、ADC值及rADC值較高。膠質(zhì)瘤有多壞死囊變表現(xiàn)，細胞密度顯著降低，導(dǎo)致局部細胞結(jié)構(gòu)受到破壞，加上水腫和腫瘤細胞可進入纖維束軸突，加快各個方向的水分子彌散，降低各項異性程度，因此FA值較腦膜瘤低[12]。另外本研究結(jié)果顯示，惡性腫瘤組FA值及rFA值、ADC值及rADC值均低于良性腫瘤組，提示DTI能夠利于顱內(nèi)良、惡性腫瘤的鑒別，分析原因為惡性腫瘤的惡性程度高，細胞生長速度快，可減小細胞外間隙，導(dǎo)致水分子彌散受限，因此降低ADC值和FA值。

有研究發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤可有非增強及增強區(qū)域，瘤周水腫區(qū)域也可發(fā)生腫瘤性膠質(zhì)細胞[13]。調(diào)查研究報道，腫瘤切除范圍過大可能導(dǎo)致白質(zhì)纖維束受損，引起多種神經(jīng)功能障礙，腫瘤切除范圍過小則可增加腫瘤復(fù)發(fā)率[14]。臨床準(zhǔn)確判斷膠質(zhì)瘤浸潤程度能為手術(shù)計劃和放療靶定位提供有利參考。研究表明，膠質(zhì)瘤能夠隨腦白質(zhì)纖維束發(fā)生浸潤性生長，通過白質(zhì)纖維束能夠進一步判斷腫瘤浸潤范圍[15]。已有研究指出，DTI中的參數(shù)值可對腫瘤浸潤程度進行定量分析[16]。本研究中，瘤周白質(zhì)區(qū)的rADC值高于對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)，F(xiàn)A值、rFA值則較對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)低，提示DTI中rADC值、FA值、rFA值在對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)和瘤旁白質(zhì)區(qū)中存在特異性，從而能夠?qū)δ[瘤浸潤程度進行量化判斷?？紤]與腫瘤細胞可增加細胞有絲分裂、細胞增殖及壞死等反應(yīng)的興奮性，增加rADC值，另外惡性腫瘤對周圍正常白質(zhì)結(jié)構(gòu)有一定影響，從而降低FA值、rFA值[17]。

手術(shù)切除是顱內(nèi)腫瘤的主要治療手段，但其手術(shù)難度較大，既往研究報道，腦功能區(qū)腫瘤的手術(shù)切除率較低，容易導(dǎo)致神經(jīng)纖維束受損，引起不可逆損傷，并有較高的致殘率[18]。常規(guī)MRI掃描難以反映腫瘤周邊白質(zhì)纖維束的走形及形態(tài)。臨床研究報道，DTI能夠增加腫瘤切除范圍，并保護神經(jīng)功能[19]。神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)能夠三維顯示正常頭顱和病灶，且可在術(shù)中進行實時監(jiān)控，最大程度提高手術(shù)效果。聶柳等[20]的研究表明，神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合DTI能夠盡可能地保護纖維束，提高腫瘤切除的安全性和患者生存質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合DTI治療患者的腫瘤全切率顯著較高(P＜0.05)，術(shù)后致殘率較低，證實二者結(jié)合能夠增加手術(shù)切除范圍，降低并發(fā)癥發(fā)生。盡管神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合DTI組術(shù)后新發(fā)運動功能障礙率低于傳統(tǒng)切除組，但組間無顯著差異，可能與觀察樣本例數(shù)較少有關(guān)。

綜上所述，DTI檢查是腦膜瘤、膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤鑒別診斷的有效方式，能夠反映惡性腫瘤的浸潤程度，為手術(shù)切除范圍提供參考依據(jù)。