DWI、IVIM參數(shù)與腦膠質(zhì)瘤患兒腫瘤標志物水平相關(guān)性

黃曉明，李軍亮，劉珍銀，鄺小華，羅 琪

(1.廣東省廣州市婦女兒童醫(yī)療中心介入血管瘤科,廣東 廣州 510120;2.廣東省廣州市婦女兒童醫(yī)療中心神經(jīng)外科，廣東 廣州 510120；3.廣東省廣州市婦女兒童醫(yī)療中心麻醉科，廣東 廣州 510120)

腦膠質(zhì)瘤患者多出現(xiàn)頭痛、嘔吐、視力減退、精神癥狀等顱內(nèi)壓增高癥狀和局限性癲癇、癱瘓等腫瘤壓迫、浸潤、破壞腦組織所產(chǎn)生的局灶癥狀[1-3]。有研究表示，影像學(xué)檢查為常用的診斷腦膠質(zhì)瘤的手段，對腦膠質(zhì)瘤患者的病情診斷、臨床治療具有重要意義，故影像學(xué)檢查在膠質(zhì)瘤的定位和定性診斷中發(fā)揮著重要作用[4-5]。目前DWI技術(shù)、IVIM技術(shù)被運用腦膠質(zhì)瘤臨床診斷中，但鮮少兩者聯(lián)合在腦膠質(zhì)瘤中的報道。除影像學(xué)手段之外，腫瘤標志物水平檢測也是臨床常用的診斷腦膠質(zhì)瘤的手段，基于此本研究使用DWI、IVIM對腦膠質(zhì)瘤患兒進行診斷，分析DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物水平相關(guān)性，旨在探究DWI、IVIM參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤患兒的診斷價值。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取2020年6月—2021年6月于我院進行診斷的疑似腦膠質(zhì)瘤患兒89例，以病理檢查為金標準，最終確診腦膠質(zhì)瘤患兒62例為觀察組，包括男性37例，女性25例，年齡6～10歲，其中包括低級別35例(Ⅰ級17例，Ⅱ級18例)，高級別27例(Ⅲ級17例，Ⅳ級10例)。納入標準：所有腦膠質(zhì)瘤患兒均符合《腦膠質(zhì)瘤診療規(guī)范(2018年版)》[6]中腦膠質(zhì)瘤診斷標準，并經(jīng)術(shù)后病理診斷證實為腦膠質(zhì)瘤；具有癲癇、頭痛、嘔吐等臨床表現(xiàn)。排除標準：患者經(jīng)本院活檢病理證實非膠質(zhì)瘤；存在顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤或其他顱內(nèi)原發(fā)瘤或同時存在膠質(zhì)瘤及其他腦部病變者；明顯顱內(nèi)高壓者；免疫功能障礙者；磁共振檢查禁忌者；先天性心臟病患兒。其余27例為非腦膠質(zhì)瘤患兒對照組，包括男性16例，女性11例，年齡6～10歲，其中腦膜炎19例，腦囊蟲病8例，納入標準：患者基線資料完整，患者經(jīng)本院活檢病理證實非腦膠質(zhì)瘤；排除標準：其他類型的腫瘤。兩組一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1，具有可比性。

本研究所有兒童家屬均知情，簽署知情同意書，經(jīng)我院倫理委員會批準。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

1.2磁共振檢查(Magnetic Resonance,MR)檢測方法 采用德國西門子公司3.0T磁共振成像儀(magnetom trio tim)，對所有患者進行常規(guī) MRI平掃、IVIM-DWI、動態(tài)磁敏感對比增強灌注成像和增強MRI掃描。用頭部相控陣線圈，在影像學(xué)檢查過程中，患者取仰臥位，頭先進、雙上肢平放于身體兩旁并保持制動，在掃描前將5 mg/kg苯巴比妥鈉靜脈注射以保持鎮(zhèn)靜，注射對比劑釓-噴替酸葡甲胺(廣州康臣藥業(yè)有限公司，國藥準字H10950270，規(guī)格為20 mL∶9.38 g)劑量為0.2 mmol/kg體重，注射速率3 mL/s，DWI掃描參數(shù)：重復(fù)時間(time of repetition，TR)、回波時間(time of echo，TE), 分別為5 060 ms、66 ms，梯度磁場從x、y、z軸3個方向上施加，b值、矩陣、視野、層厚分別為700 s/mm2、512×512、220 mm×220 mm、3 mm，在回波平面成像時采用梯度平面回波脈沖序列，激勵次數(shù)8次，掃描總時間225 s。IVIM掃描采用SMS Diffusion平面回波序列，加速因子、TR、TE、層厚、視野(field of view， FOV)、矩陣、激勵次數(shù)(number excitation time， NEX)分別為3、4 500 ms、98 ms、4 mm、220 cm×220 cm、128×128、3，8個b值分別為0、50、100、150、200、400、600、1 000 s/mm2。使用Start MITK Diffusion對檢查原始數(shù)據(jù)進行處理分析，設(shè)置 noise level為40，perfusion b<210，經(jīng)處理生成描述擴散信息的b0、D* 、D、f的偽彩圖像，保存醫(yī)學(xué)成像格式(digital imaging and communications in medicine,DICOM)。感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)選取：根據(jù)觀察不同級別的病灶的大小、范圍、 信號等，以相同掃描定位的橫斷面增強T1WI為背景，在ADC圖及參數(shù)BF、D、D*、f圖及DSC處理所得的：腦血流容量(cerebral blood volume，CBV)、腦血流流量(cerebral blood flow，CBF)、對比劑平均通過時間(mean transit time，MTT)、對比劑峰值時間(time to peak，TTP)。圖像上劃取ROI，采用邊緣劃線法圈入病灶的部分，除去壞死區(qū)和周圍水腫區(qū)，避開大血管，盡可能選取病灶最大的實性部分，取不同位置的ROI。低級別膠質(zhì)瘤選取DWI上呈稍高信號或動脈自旋標記(arterial spin labeling ASL)圖像上的高灌注區(qū)域，高級別膠質(zhì)瘤選取DWI上呈高信號、強化明顯且ASL圖像上的高灌注區(qū)域。

1.3指標檢測

1.3.1酶聯(lián)免疫吸附實驗法檢測腫瘤標志物水平 于入院次日采集所有研究對象空腹靜脈血3 mL，使用離心機離心處理10 min(離心半徑10 cm，轉(zhuǎn)速2 500 r/min)。使用酶標分析儀(上海酶聯(lián)生物科技有限公司，型號：ML-dr3518)檢測450 nm處吸光值，計算糖鏈抗原125(carbohydrate antigen 125，CA125)、表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)水平。

1.3.2指標觀察 對比2組研究對象表觀彌散系數(shù)(apparent dispersion coefficient，ADC)、相對腦血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、真實水分子彌散系數(shù)(true water molecular diffusion coefficients，D)、血流灌注相關(guān)彌散系數(shù)(blood perfusion related diffusion coefficient，D*)水平；對比不同病情患兒ADC、rCBV、D、D*水平及CA125、EGF、CEA水平；對比腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)、腫瘤標志物水平與病情類型的相關(guān)性；對比腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物水平相關(guān)性；分析DWI、IVIM參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤的診斷價值。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料比較分別采用獨立樣本t檢驗和配對t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析、SNK-q檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗；相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析，診斷效能分析采用受試者工作特征(receiver operating characteristic curve, ROC)曲線，獲取曲線下面積、置信區(qū)間、敏感度、特異度及cut-off值。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.12組研究對象DWI、IVIM參數(shù)比較 與對照組比較，觀察組研究對象ADC值、D參數(shù)水平較高，rCBV、D*參數(shù)水平較低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組研究對象DWI、IVIM參數(shù)比較Table 2 Comparison of DWI and IVIM parameters between two groups

2.2高、低級別膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)比較 與低級別腦膠質(zhì)瘤患兒比較，高級別腦膠質(zhì)瘤患兒ADC值、D參數(shù)水平較高，rCBV、D*參數(shù)水平較低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同病情類型患兒DWI、IVIM參數(shù)比較Table 3 Comparison of DWI and IVIM parameters in children with different disease types

2.3高、低級別膠質(zhì)瘤患兒腫瘤標志物水平比較 與低級別腦膠質(zhì)瘤患兒比較，高級別腦膠質(zhì)瘤患兒CA125、EGF、CEA水平較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 不同病情類型患兒腫瘤標志物水平比較Table 4 Comparison of tumor markers in children with different disease types

2.4腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)、腫瘤標志物水平與病情類型的相關(guān)性 腦膠質(zhì)瘤患兒rCBV、D*水平與病情類型呈負相關(guān)(r=-0.395，P<0.001;r=-0.405，P<0.001)，ADC值、D、CA125、EGF、CEA水平與病情類型呈正相關(guān)(r=0.432，P<0.001;r=0.441，P<0.001;r=0.432，P<0.001;r=0.409，P<0.001;r=0.431，P<0.001)

2.5腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物水平相關(guān)性 影像參數(shù)ADC值、D水平與腫瘤標志物CA125、EGF、CEA水平呈正相關(guān)(P<0.05)；影像參數(shù)rCBV、D*水平與腫瘤標志物CA125、EGF、CEA水平呈負相關(guān)(P<0.05)。見表5。

表5 腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物水平相關(guān)性Table 5 Correlation between DWI, IVIM parameters and tumor markers in children with glioma

2.6ROC曲線分析DWI、IVIM參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤的診斷價值 與ADC值、rCBV、D、D*相比，四項聯(lián)合診斷對腦膠質(zhì)瘤診斷效能較高(P<0.05)。見表6，圖1。

表6 ROC曲線分析DWI、IVIM參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤的診斷價值Table 6 ROC curve analysis of diagnostic value of DWI and IVIM parameters for glioma

圖1 DWI、IVIM參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤ROC曲線圖

2.7ROC膠質(zhì)瘤MRI表現(xiàn) 患者彌漫性腦橋腦膠質(zhì)瘤，頭顱平掃，增強，灌注MR顯示：腦干見約32 mm×36 mm×34 mm大小類圓形長T1長T2異常信號，右側(cè)橋腦為主，邊緣尚清，增強后未見明顯強化，四腦室稍受壓；余腦實質(zhì)未見明顯異常信號；中線結(jié)構(gòu)居中。灌注成像未見灌注增高(圖2)。7歲女性患者第四腦室星形細胞瘤。以第四腦室底部為中心可見約20 mm×22 mm×24 mm軟組織腫塊，腫塊前緣與腦干背側(cè)，粘連緊密腫塊下緣經(jīng)第四腦室正中孔突出(圖3)。

圖2 彌漫性腦橋腦膠質(zhì)瘤患者MRI表現(xiàn)

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤是起源于神經(jīng)膠質(zhì)細胞的顱內(nèi)腫瘤，是因大腦和脊髓膠質(zhì)細胞癌變所產(chǎn)生的原發(fā)性顱腦常見惡性腫瘤之一，其發(fā)病率約占顱內(nèi)腫瘤的48%，此病具有高發(fā)病率、高病死率、高復(fù)發(fā)率、低治愈率的特點。影像檢查手段為常用的診斷腦膠質(zhì)瘤手段，傳統(tǒng)MRI增強掃描對腦膠質(zhì)瘤定性以及分級診斷存在一定困難性，在臨床大規(guī)模應(yīng)用中具有一定局限性，難以在臨床推廣使用[7-8]。臨床實踐表明[9]，普通CT、MRI在腦膠質(zhì)瘤定性診斷價值較差；穿刺活檢對患者創(chuàng)傷較大，在臨床上難以開展，故尋找一種安全、無創(chuàng)的檢查方法對有效腦膠質(zhì)瘤定性以及分級診斷具有重要的臨床意義。

DWI技術(shù)依賴于水分子的運動而非組織的自旋質(zhì)子密度、T1、T2值，可通過對活體組織水分子擴散信息，定量分析組織的微觀結(jié)構(gòu)、功能改變，反映腫瘤組織的細胞密度、核漿比及瘤周浸潤情況，在腦腫瘤診斷已獲得大量認同且在腫瘤類型的鑒別中有所運用[10-12]。IVIM技術(shù)是用于描述體素內(nèi)水分子的微觀運用新理論，可作為腦膠質(zhì)術(shù)前分級的非侵入性預(yù)測因子，被廣泛用于腦膠質(zhì)瘤分級及預(yù)后[13-14]。李波等[15]認為，IVIM是一種非對比劑MR灌注成像方法，對組織內(nèi)微血管灌注及水分子擴散情況具有較好的監(jiān)測作用，相比傳統(tǒng)MR灌注成像更為安全，應(yīng)用范圍更廣，IVIM定量參數(shù)的直方圖分析可作為鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與治療后進展的非侵入性成像生物標志物。近年來，DWI技術(shù)、IVIM技術(shù)均逐漸應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤的診斷，本研究顯示，腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM診斷參數(shù)水平異常，并且本研究還對不同病情類型腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)進行比較，發(fā)現(xiàn)高級別腦膠質(zhì)瘤患兒ADC值、D參數(shù)水平較高，rCBV、D*參數(shù)水平較低。

有研究顯示，隨著腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展，血清腫瘤標志物水平出現(xiàn)明顯的異常，檢測腫瘤標志物水平變化對腦膠質(zhì)瘤的診斷、臨床療效評估及預(yù)后評估具有重要意義[16-17]。CA125、EGF、CEA為常用的腫瘤標志物，大量實驗研究表明，CA125、EGF、CEA胃癌、肺癌等多種惡性腫瘤中水平均出現(xiàn)異常，在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[18-19]。有研究表示，腦膠質(zhì)瘤患者CA125、EGF、CEA水平異常，檢測CA125、EGF、CEA水平有助于腦膠質(zhì)瘤診斷、療效評估[20]。本研究中對不同病情類型腦膠質(zhì)瘤患兒CA125、EGF、CEA水平進行對比，發(fā)現(xiàn)高級別腦膠質(zhì)瘤患兒CA125、EGF、CEA水平較高，說明CA125、EGF、CEA水平變化與腦膠質(zhì)瘤患兒病情狀況具有一定相關(guān)性，檢測CA125、EGF、CEA水平有助于腦膠質(zhì)瘤患兒病情診斷。

本研究還發(fā)現(xiàn)，腦膠質(zhì)瘤患兒DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物水平具有相關(guān)性。腫瘤標志物水平均與腦膠質(zhì)瘤患兒病情嚴重程度具有相關(guān)性，另外DWI、IVIM參數(shù)與腦膠質(zhì)瘤患兒病情具有一定相關(guān)性。說明DWI、IVIM參數(shù)與腫瘤標志物聯(lián)合能夠用于腦膠質(zhì)瘤患兒病情類型、嚴重程度的診斷評估，具有較高的診斷效能。本研究也存在一定的局限性，選取病例數(shù)較少，且并未對患兒預(yù)后情況進行研究。下一步研究需增加樣本量，對患者進行隨訪，研究DWI、IVIM參數(shù)與腦膠質(zhì)瘤患兒預(yù)后情況的相關(guān)性。

綜上所述，DWI、IVIM參數(shù)與腦膠質(zhì)瘤患兒腫瘤標志物水平具有一定相關(guān)性，對腦膠質(zhì)瘤患兒病情類型具有一定診斷價值，值得在臨床工作中推廣使用。