体素内不相干运动扩散加权成像在脑胶质瘤中的应用研究.pdf

M M IMONTHLY短篇论著M M TYVol 32No.6Jun.2023体素内不相干运动扩散加权成像在脑胶质瘤中的应用研究-1083-张艳春，梁永，张洁睢宁县人民医院影像科（江苏徐州2 2 12 0 0）【摘要】目的：分析体素内不相干运动扩散加权成像（intra-voxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIMDWI)在胶质瘤中的应用。方法：选择19 例经手术病理证实胶质瘤患者，测量肿瘤实质区及肿瘤对侧相对正常脑白质区单指数模型扩散系数ADC值和双指数模型扩散系数D、灌注分数f值、灌注系数D*值，分析脑胶质瘤的IVIMDWI特点。探究不同参数对于胶质瘤的分级能力的影响。结果：单指数模型中肿瘤实质区ADC值较对侧正常脑白质ADC值略增高，P0.05；双指数模型中，胶质瘤肿瘤实体的平均f值高于正常脑白质，P0.05。低级别胶质瘤肿瘤实体的平均ADC值和D值均在高级别胶质瘤肿瘤实体的相应值之上（P0.05）；单指数模型中ADC值、双指数模型的D值均有明显的差异（P0.05）。D 值的敏感度最高10 0%，ADC和f的特异度最高100%。结论：IVIM-DWI技术可以评估脑胶质瘤血流动力学情况，有助于临床脑胶质瘤术前分级评估及治疗方案的选择。关键词：磁共振；体素内不相干运动；扩散加权成像；脑胶质瘤胶质瘤在脑内是一种比较多发的原发性肿瘤，是人类健康的一大安全隐患，现分为四级，I、级为低级别胶质瘤（Lowg r a d e g l i o m a s，LG G），、I V级为高级别胶质瘤（High g r a d e g l i o ma s，HGG)，其恶性程度随着级别的升高而增高 。LGG的进展相对较慢，增殖能力亦偏低，有较好的预后，但也有可能恶化为HGG，而HGG增殖较快，肿瘤内血管分布没有规则，血脑屏障已不能发挥作用，预后较差。胶质瘤的级别不同可用的治疗方案的也会不同 2 。因此，在术前对其进行正确分级可为临床上综合治疗方案的制订提供有效的参考，而影像学检查是较为常用的方法。体素内相位不相干运动（IVIM)扩散加权成像（DWI)具有无创的特点，并能够有效地得到扩散和灌注信息 3。1资料与方法1.1研究对象收集我院2 0 16 年1月至2 0 2 1年10 月的130 例首诊脑肿瘤患者，均于术前行常规 MRI及IVIM-作者简介：张艳春，女，徐州丰县人，大学本科，副主任医师，研究方向：中枢系统。MRI序列扫描，剔除未手术、图像质量欠佳、数据不全、脑室内胶质瘤以及非胶质瘤的患者，最终19例经手术及病理证实为脑胶质瘤的患者纳入本次研究，其中男性9 例，女性10 例，年龄范围7 6 6岁，平均年龄35.7 410.8 3岁。其中LGG患者11例，HGG患者8 例。1.2方法使用GE1.5T磁共振扫描仪，8 通道头线圈，患者取头先进、俯卧位，在肘静脉建立静脉通道。经过头颅常规平扫、弥散加权序列（diffusionweigh-ted imaging，D W I）、I VI M-D W I 序列、增强扫描，对比剂选用喷酸葡胺（Gd-DTPA），剂量0.2mmol/kg。IVIM-MRI序列：FOV（2 4c m 2 4c m）及层厚（5m m 层厚，1mm间隔）同轴位序列，TR=4625ms，T E=7 0.8 m s；采集次数（NEX）为1，扫描5min。图像后处理完毕，于ADW4.4工作站选用Functool后处理软件对其进行分析。感兴趣区（re-gion of interest，R O I)：肿瘤实体相对最亮的部分病灶，得到单指数模型下扩散系数ADC以及双指数模型下纯扩散系数D、灌注分数f、灌注系数D*-1084-等，设定b值为0 s/mm和9 0 0 s/mm。对于每个病变测量三次，取平均值。ADC、D 和D*值的单位为10-3mm/s；f 单位为%1.3数据处理与统计方法采用SPSS17.0软件，计量资料（xs)行t检验，以P 0.0 5）。高低级别胶质瘤IVIM各参数比较的结果见表2。19 例患者中有3例多形性胶质母细胞瘤，2 例少突胶质细胞瘤（典型病例分别见图1、图2)。2.3高低级别胶质瘤的IVIM单、双指数模型诊断效能分析表3和图3显示：D值的敏感度最高100.00%，A D C 和f的特异度最高10 0.0 0%。当ADC=0.99310mm/s时，诊断高低级别胶质瘤的敏感度为9 0.9 0%，特异度为10 0.0 0%。Df0.56 0.139.23 2.600.62 0.215.99 1.031.0595.0500.2970.000年龄(岁)ADC41.27 10.451.54 0.4841.88 12.950.75 0.130.1606.9240.8740.000D*DD*0.77 0.2711.90 16.30.28 0.095.44 0.06 7.5051.7280.0000.09318.42 5.4314.05 2.573.1710.003f19.90 6.4216.42 2.932.1490.0381A1B1C1DE图1A-C分别为横轴位T2WI，T I W I，增强T1图像；D-E为DWI(b=1000)和相应的ADC图；F-H为IVIM双指数模型的D、D*、f；I 为手术后病理结果为胶质母细胞瘤。M M IMONTHLYVol 32No.6Jun.2023-1085一2A2B2C2D2E图2 A-C分别为横轴位T2WI，T I W I，增强T1图像；D-E为DWI(b=1000)和相应的ADC图；F-H为IVIM双指数模型的D、D*、f；I 为手术后病理结果为间变性少突胶质细胞瘤，局部恶变为胶质母细胞瘤。表3IVIM各参数鉴别高低级别胶质瘤的敏感度、特异度AUC最大Youden指数ADC0.977D0.966D*0.898f0.767ROC曲线1.00.8-敏感度0.60.4-0.2-0+0图3ADC、D、D*、f 值的ROC曲线图。3讨论胶质瘤属于一种异质化肿瘤，即使在同一肿瘤内部，不同区域的肿瘤其分化特征及级别也不同，可依据术前对其测定内部微循环灌注情况，进而对其进行分级及评价疗效、预测生物学行为等。然而但从形态学上判断胶质瘤，并进行准确的分级是很难实现的 4。DWI的IVIM模型可同时反映胶质瘤弥散和灌注两方面信息，D值的大小体现单纯分子扩散情况，f和D*值则从血容量和流速的角度体2F0.9090.8750.6930.545曲线源ADCsloWADCfastADC参考线0.20.40.61-特异性2G最佳阅值（10-3mm/s)0.9930.3936.1321.15现组织灌注情况 5本研究中，正常脑白质、胶质瘤组织的标准ADC值和D值相比均较高，表明在灌注因素的影响下，使得对组织内水分子的扩散受限程度预估偏低，IVIM成像中D值可以不受微循环血流的影响，使组织内水分子扩散受限情况能够准确被判断，因此，采用双指数模型的IVIM成像和单指数模型传统DWI相比来说更为科学、准确 6 。本研究显示，单指数模型中，肿瘤实质区ADC值和正常脑白质0.81.0敏感度(%)90.90100.0081.8054.50相比较高，进一步分析LGG组和HGG组与正常脑白质组间ADC值存在统计学差异（P0.05）。分析其原因可能与HGG肿瘤实体由于坏死、囊变、出血等原因导致信号混杂，部分肿瘤仅瘤体周边区域DWI呈现高信号，故而导致了数据测量的准确性下降。双指数模型中，肿瘤实质f值和正常脑白质相比较高（P0.05）；肿瘤实质区D、D*值均高于正常脑白质组，但无统计学差异。本研究中发现，就f值来看，在胶质瘤组明显比在正常脑白质组更大，此结果与现有研究相似度高 7 。特异度(%)100.0087.5087.50100.00一10 8 6 -本研究中高级别胶质瘤的ADC、D 值均较低级别胶质瘤低，且LGG组的f值、D*值要高于HGG组，该结果与Bisdas 等 8 的结果不全一致。原因除了人选病例个体和肿瘤结构特点的差异性外，可能还由于b值的选择以及IVIM-DWI后处理过程中所定义的ROI不同所致。研究表明，IVIM各参数值受所选择b值的影响而变化 9 。另一种解释可能与本研究中所选择的ROI与其不同有关。IVIMDWI各参数的ROC分析可以得知参数ADC、D 值的曲线下面积（AUC）较大，当ADC=0.99310-3mm/s，鉴别高低级别胶质瘤的敏感性为9 0.9 0%，特异度为10 0.0 0%。总而言之，IVIMDWI各参数值一定程度上可定量反映胶质瘤的水分子扩散和毛细血管微灌注特征，可用于无创、在体评估胶质瘤分级。参考文献1李超，吴炳山，张晓东，等。低级别胶质瘤临床治疗现状J中国神经精神疾病杂志，2 0 16，42(8：50 6-50 8.2郑永利，魏建海，袁涛，等高级别胶质瘤治疗后预后现代医用影像学2 0 2 3年6 月第32 卷第6 期评估MRI形态学与DWI研究进展J.国际医学放射学杂志,2 0 17,40(5)：6.3张蕊，白岩，魏巍，等体素内不相干运动成像和扩散峰度成像基本原理及其在中枢神经系统疾病中的应用 J磁共振成像，2 0 2 0，11（0 9)：9 3-9 7.【4林慧宇应用多种功能磁共振成像对胶质瘤进行评估价值探究 J中外医疗，2 0 18，37（36）：3.5 徐蒙莱，陈宏伟，汤群锋，等IVIM-DWI在胶质瘤分级中的诊断价值 J.临床放射学杂志，2 0 18，37(2)：8.6 廖旦，刘远成，唐斌，等对比单指数、双指数及拉伸指数DWI鉴别诊断胶质母细胞瘤术后复发与假性进展J中国医学影像技术，2 0 19，35（10）：6.7 张晶，付旷，吴琼，等体素内不相干运动扩散加权成像在脑胶质瘤术前分级诊断中的应用研究 J中国实验诊断学，2 0 17,2 1(1)：4.8 Bisdas S,Koh TS,Roder C,et al.Intravoxel incoherentmotion dffusion-weighted MR imaging of gliomas:feasi-bility of the method andinitial results J.Neuroradiology,2013,55(10):1189-1196.9 院陈文波，蔡冠晖，张斌，等体素内不相干运动MRI预测鼻咽癌放疗化疗敏感性的初步研究 J中华放射学杂志，2 0 19,53(7)：6.(上接第10 7 5 页）影响临床对病情的判断 14-15 。综上所述，塞酸二钠MRI增强成像在肝脏小局灶性病变诊断中应用价值更高，能够有效进行肝脏小病变的检查，且与病理结果具有较强的一致性，可为临床诊疗提供可靠依据。参考文献1王文涛，饶圣祥肝脏局灶性实性病变的影像学诊断思路 J实用肝脏病杂志，2 0 18，2 1（4)：49 3-49 5.2马霞，胡向东，谭小，等肝脏局灶性炎性病变的常规超声及超声造影表现J中国医学装备，2 0 19，16(10):74-77.3 翟亚娟，上官建伟，王丹阳CT与MRI鉴别肝脏良恶性病灶的临床应用价值 J医学影像学杂志，2020,30(7):1314-1317.【4吴娇艳，刘影探讨肝脏特异性对比剂评价肝功能的价值 J临床放射学杂志，2 0 18，37(6：9 6 2-9 6 6.5张进跃，王岩塞酸二钠对肝脏局灶性结节增生的诊断价值 J中国CT和MRI杂志，2 0 18，16(2)：4-6.6马茜，张帅，苗红，等塞酸二钠增强MR与增强CT诊断肝脏局灶性病变效能对比研究 J实用肝脏病杂志，2 0 18，2 1(6)：9 51-9 54.7张继云，陆健，张学琴，等塞酸二钠增强MRI评估全肝及各肝段肝功能J中国医学影像技术，2018,34(6):879-883.8 翟亚楠，雷军强，郭顺林，等塞酸二钠多期动态增强扫描和磁共振弥散成像对早期肝纤维化评估价值的对比研究J临床放射学杂志，2 0 18，37（10）：1739 1744.9 杨春，王文涛，曾蒙苏，等塞酸二钠增强磁共振成像对小肝癌术后复发的预测价值 J中国临床医学，2 0 19,2 6(6)：8 39-8 43.10唐艳华，王英伟，闫非，等塞酸二钠对肝右叶局灶性病变及肝右叶体素内不相干运动参数测量的影响 J.中国医学影像学杂志，2 0 2 0，2 8（6）：431-435.11柴梦琪，李娜，吴英宁，等塞酸二钠增强磁共振成像与CT增强扫描对肝细胞癌的诊断价值 J实用放射学杂志，2 0 2 0，36（7）：10 7 7-10 8 0.12】贾乃龙，王松海，李传资肝脏2 cm局灶性病变动态增强MRI和MDCT的诊断价值 J中国CT和MRI杂志，2 0 2 0,18(3)：4-6.13施建芳，刘矿，杨江华钒塞酸二钠增强磁共振成像在预测肝癌及评估肝功能中的应用 J中国药物与临床，2 0 2 0，2 0(1)：41-43.14何莎莎塞酸二钠磁共振增强成像对肝硬化结节及小肝癌的诊断评价 J医学影像学杂志，2 0 19，2 9(6):973-976.15】白秀艳，孙玉，侯洁，等塞酸二钠增强磁共振成像对肝脏局灶性病变的诊断价值分析J磁共振成像，,2 0 18,9(2)：10 2-10 7.