磁共振表觀彌散系數(shù)及其比值鑒別高低級(jí)別膠質(zhì)瘤的價(jià)值

張?jiān)］x，楊日輝，范偉雄，張?zhí)磔x（通信作者）

（梅州市人民醫(yī)院磁共振科 廣東 梅州 514031）

在臨床診療中，通常將膠質(zhì)瘤分為高級(jí)別膠質(zhì)瘤（high-grade glioma，HGG）和低級(jí)別膠質(zhì)瘤（low-grade glioma，LGG），兩者生物學(xué)行為、臨床治療方式及生存預(yù)后明顯不同[1]。因此，術(shù)前準(zhǔn)確鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤對(duì)制定治療方案及判斷預(yù)后有重要指導(dǎo)作用[2]。目前，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是術(shù)前診斷膠質(zhì)瘤的重要檢查方法。然而，常規(guī)MRI 雖然可通過(guò)一些影像征象對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)，但敏感度和特異度低，且無(wú)法定量評(píng)估膠質(zhì)瘤增殖活性。表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）是由彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）通過(guò)計(jì)算所得，可定量精準(zhǔn)反映病變組織的水分子自由擴(kuò)散速度和范圍，從而反映腫瘤的異質(zhì)性、增殖性及侵襲性等生物學(xué)行為[3-5]。因此，本研究將探討磁共振ADC 及其比值在鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集2017 年3 月—2022 年10 月在梅州市人民醫(yī)院接受磁共振檢查的94 例膠質(zhì)瘤患者資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI 檢查包括T1WI、T2WI、DWI 及T1WI 增強(qiáng)掃描序列，且能夠處理獲得ADC 圖；②在MRI 檢查前，患者腦內(nèi)腫瘤未接受過(guò)任何治療或操作（包括手術(shù)、穿刺活檢、放化療等）；③患者病理分級(jí)明確，病理結(jié)果無(wú)爭(zhēng)議。排除標(biāo)準(zhǔn)：MRI 圖像序列不全，圖像存在嚴(yán)重偽影，影響圖像分析。

1.2 方法

檢查儀器采用Siemens Skyra 3.0T MR 超導(dǎo)掃描儀，患者取仰臥位。掃描序列和參數(shù)：（1）軸位T1WI：TR 220 ms，TE 2.46 ms，掃描野（field of view，F(xiàn)OV）23 cm×19 cm，矩陣180×288，層厚5 mm，層間距1.5 mm。（2）軸位T2WI：TR 4 000 ms，TE 99 ms，F(xiàn)OV 23 cm×19 cm，矩陣234×384，層厚5 mm，層間距1.5 mm。（3）DWI 序列：TR 3 300 ms，TE 87 ms，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，矩陣130×130，層厚5 mm，層間距1.5 mm，b 值為0、1 000 s/mm2，掃描完成后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成ADC 圖。（4）軸位T1WI 增強(qiáng)：經(jīng)肘靜脈注射造影劑釓雙胺，劑量為0.1 mmol/kg，注射速率為2 mL/s，掃描參數(shù)為T(mén)R 220 ms，TE 2.46 ms，F(xiàn)OV 23 cm×19 cm，矩陣180×288，層厚5 mm，層間距1.5 mm。

1.3 圖像數(shù)據(jù)測(cè)量

由2 名磁共振科主治醫(yī)師在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)及對(duì)側(cè)正常腦組織選取感興趣區(qū)（region of interest，ROI）測(cè)量ADC 值，選取原則如下：①腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)避開(kāi)瘤內(nèi)囊變、壞死及出血區(qū)域，盡量選擇強(qiáng)化區(qū)域；②瘤周水腫區(qū)選取腫瘤周?chē)鶷1WI 低信號(hào)及T2WI 高信號(hào)區(qū)域的中心部位；③對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)選取對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)無(wú)異常信號(hào)區(qū)域，且避開(kāi)腦邊緣及血管區(qū)域。上述區(qū)域由兩位醫(yī)師共同選取同一位置ROI 進(jìn)行三次測(cè)量并取平均值，并分別計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)/對(duì)側(cè)正常實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 比值、腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)/瘤周水腫區(qū)ADC 比值。

1.4 參照標(biāo)準(zhǔn)

以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)WHO 中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類(lèi)和分級(jí)[1]將膠質(zhì)瘤分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)，其中Ⅰ～Ⅱ級(jí)歸為低級(jí)別膠質(zhì)瘤，Ⅲ～Ⅳ級(jí)歸為高級(jí)別膠質(zhì)瘤。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0 及MedCalc15.6.1 軟件進(jìn)行涉及分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)。將差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)納入Logistic 回歸分析篩選出獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線，以曲線下面積（AUC）評(píng)估最終篩選的相關(guān)指標(biāo)鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤的效能。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HGG 與LGG 組患者一般資料和ADC 值相關(guān)指標(biāo)比較

94 例膠質(zhì)瘤患者納入分析，其中HGG 患者共65 例（男39 例，女26 例），平均年齡（54.97±13.85） 歲；LGG 患者共29 例（男10 例，女19 例），平均年齡（37.86±15.64）歲。HGG 組與LGG 組的平均年齡、性別比例差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。HGG 與LGG 組之間的腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 值、腫瘤/正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 比值、腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見(jiàn)表1。

表1 HGG 與LGG 組患者一般資料和ADC 值相關(guān)指標(biāo)比較

Logistic 多因素回歸分析結(jié)果顯示，腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值[P=0.048，優(yōu)勢(shì)比（odds ratio，OR） =0.048，95%CI（0.006，0.409）]和年齡[P=0.003，OR=1.073，95%CI（1.025，1.123）]為預(yù)測(cè)HGG 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

2.2 診斷效能分析

ROC曲線分析結(jié)果顯示，腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC比值、年齡、腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值聯(lián)合年齡鑒別HGG 與LGG 的AUC 分別為0.881、0.811、0.908，見(jiàn)表2，其中腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC比值聯(lián)合年齡的AUC最高，見(jiàn)圖1。

圖1 ROC 曲線圖

表2 ROC 曲線分析結(jié)果

3 討論

DWI 是唯一能在活體上進(jìn)行水分子運(yùn)動(dòng)成像的方法，通過(guò)計(jì)算可獲得ADC 值定量評(píng)估組織水分子的自由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。ADC 值與細(xì)胞數(shù)目、排列、核質(zhì)比及細(xì)胞外間隙等因素有關(guān)。腫瘤細(xì)胞越多，細(xì)胞外間隙越小，水分子擴(kuò)散越受限，ADC 值越小，反之則水分子擴(kuò)散能力越大，ADC 值越大[6]。本研究結(jié)果顯示，HGG 的腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 值為（0.981±0.278）×103mm2/s，顯著低于LGG 的（1.359±0.383）×103mm2/s，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。分析原因?yàn)椋耗z質(zhì)瘤級(jí)別越高，惡性程度越高，增殖速度越快，細(xì)胞排列越密集，細(xì)胞外間隙越小，限制水分子運(yùn)動(dòng)，ADC 值越低[7-8]。

然而，ADC 值可能在一定程度上會(huì)受到MRI 檢查機(jī)型、掃描參數(shù)及個(gè)體差異等因素影響。有學(xué)者提出引入ADC 比值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除上述可能存在的影響[9]。本研究分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 值、腫瘤/正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)ADC 比值、腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值在HGG 與LGG 組之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。但通過(guò)Logistic 回歸分析發(fā)現(xiàn)，上述指標(biāo)只有腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值為鑒別HGG 與LGG 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。分析原因?yàn)椋焊呒?jí)別膠質(zhì)瘤更容易發(fā)生瘤周浸潤(rùn)，水腫區(qū)域更明顯，而低級(jí)別膠質(zhì)瘤則少見(jiàn)瘤周浸潤(rùn)及水腫[6]。腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值既反映了瘤體自身情況，又能兼顧分析瘤周的水分子運(yùn)動(dòng)情況，從而能夠更加精準(zhǔn)反映腫瘤侵襲性，成為鑒別HGG 與LGG 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

值得注意的是，本研究還發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤患者年齡是鑒別HGG 與LGG 的另一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這與文獻(xiàn)報(bào)道相符[10-11]。進(jìn)一步ROC 曲線分析結(jié)果顯示，腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值、年齡、腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC比值聯(lián)合年齡鑒別HGG 與LGG 的AUC 分別為0.881、0.811、0.908，其中腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值聯(lián)合年齡的AUC 最高，表明聯(lián)合ADC 比值與年齡特征能更好地鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤。

本研究存在一些局限性。首先，本研究為單中心回顧性分析，入組的膠質(zhì)瘤樣本量相對(duì)較少，且均為取得病理結(jié)果的患者，可能存在一定選擇性偏倚。第二，本研究選取的ROI 難以避免存在偏倚性可能，目前基于腫瘤全體積的容積感興趣區(qū)可能有助于改善ROI 選取的偏倚性，有待將來(lái)進(jìn)一步研究。

綜上所述，腫瘤/瘤周水腫區(qū)ADC 比值對(duì)鑒別高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤具有較高的診斷效能，聯(lián)合年齡特征后具有更高的效能。