磁共振动脉自旋标记灌注成像在胶质瘤诊断中的应用

胶质瘤在我国的发病率近年来一直呈逐年增长趋势,严重影响着国人的健康,尽管有了手术、放射治疗和化学治疗等治疗手段,但是预后仍不理想。由于不同级别胶质瘤的治疗以及预后各不相同,所以术前对其作出正确评估有着十分重要的意义。本研究旨在通过运用一种新型、无创灌注成像技术——动脉自旋标记(ASL)对胶质瘤的血流量进行测量,从而评估ASI'灌注成像技术在胶质瘤术前分级诊断中的临床应用价值。

1材料和方法

1.1一般资料收集在我院于治疗前行常规MR检查的胶质瘤27例,男15例,女12例,年龄20~55岁,平均38岁,所有病例均经手术病理证实。将世界卫生组织(WHO)2007年规定的I、Ⅱ级胶质瘤归为低级别组,Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤归为高级别组;低级别组共17例,均为Ⅱ级;高级别组共10例,其中Ⅲ级7例,Ⅳ级3例。

1.2仪器与方法使用GE公司1.5T超导型⒊gna磁共振成像系统,8通道头颅正交线圈,所有病例均行常规MR及ASL检查。常规HR扫描包括横断位Tl M、冠状位或矢状位飞WI、横断位FLAIR及增强横断位、冠状位及矢状位T1WI扫描。其参数TR/TE分别为1970/19ms(T1WI,TI=750ms)、4~900/100 ms(T2WI)、8 500/120 ms(FLAIR,TI=2100ms);视野600px×600px,层厚6.5mm,层间距1.5mm,矩阵256~512×256~512,激励次数2;增强扫描使用顺磁性对比剂G山DTPA,剂量0,2mVkg,经前臂静脉注射。ASL灌注扫描采用平面回波血流敏感性交替反转恢复序列(EPIFAIR),其扫参数TR/TE800/22ms,TI=1~900ms,翻转角90°,视野600px×600px,层厚5mm,层间距1,5mm;矩阵128×96,激励次数1;扫描时间2min⒛s。观察ASI'产生的脑血流量灌注图(ASLCBF灌注图),并结合常规MR成像资料,于同一病例各层面中选取病灶中心层面,在其中设置10个感兴趣区(ROI):病变区域与对侧正常区域各取5个ROI。感兴趣区的大小完全一致,每个ROI的面积均为32m亻;感兴趣区在设置时尽量避开邻近脑沟及肿瘤内部囊变、坏死、出血区域;在不知道病理结果的情况下测量肿瘤组织的血流量(tumorous blood flow,TBF)及对侧正常脑组织的血流量(cerebral blood flow,CBF)并分别计算出两者的平均值,而后计算肿瘤相对血流量(rTBF),即:rTBF二病变区平均TBF值/对侧正常脑组织平均CBF值。所得数据经SPSS11,5统计软件包处理,对计算出的rTBF进行正态性检验,在符合正态分布的条件下,进一步行成组沙检验,统计结果以P<0,05表示差异有显著性,P<0.01表示有差异显著性;所有数据结果以x±s均数±标准差表示。

2结果

2.1常规MR成像及ASL灌注成像图像分析低级别胶质瘤(Ⅱ级胶质瘤):常规扫描肿瘤呈稍长TI、稍长T2信号改变,信号强度欠均匀,增强扫描多数病例仅有轻度强化,其中3例呈现中度~明显强化;AS⒈CBF灌注图显示(图1)肿瘤实质部分均呈现出低或等的血流灌注改变(蓝绿色),灌注信号分布均匀或欠均匀。高级别胶质瘤(Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤):常规扫描肿瘤内部信号明显不均匀,可见囊变、坏死、出血;增强扫描呈中度一明显不均匀强化;腮⒈αF灌注图显示(图2)肿瘤血管分布明显不均匀,肿瘤实性部分呈高血流灌注区(红黄色),灌注程度明显高于低级别胶质瘤。

2.2 rTBF的测量及分析(1)对所有病例的TBF及对侧正常脑组织CBF进行测量,计算出不同级别胶质瘤的rTBF比值(表1)。(2)不同级别胶质瘤rTBF比较(表1),经ASL CBF灌注图测量并计算出不同级别胶质瘤rTBF后行统计学分析,结果显示,rTBF在低级别与高级别胶质瘤间的差异具有统计学意义(P(0.05)。

3讨论

胶质瘤是成人中枢神经系统最常见的原发肿瘤,占全部颅内肿瘤的40%~5o%,具有高发病率、高复发率、高病死率和低治愈率“三高一低”的特点。胶质瘤生物学侵袭性和组织病理学分级的主要指标是肿瘤血管的形成程度[5],正确、合理地评估胶质瘤组织微循环灌注状况有助于判断肿瘤良恶性程度,对预测肿瘤的进展和制定治疗方案极其重要。磁共振动脉自旋标记(ASL)灌注成像是一种通过标记自体动脉血成像的新型、无创灌注技术，与常规动态磁敏感对比增强(DSC)灌注成像技术相比.主要存在以下优势:(1)安全无创、成本低廉;ASI.灌注成像技术将动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂，无需注射外源性对比剂，不会存在发生药物不良反应的风险，也不会增加患者额外的经济负担;(2)简便快捷，可重复性好;ASL灌注技术的检查程序及图像后处理简单，只要未注射对比剂，就可随时加人到任意一个常规MR检查序列中;而且它不会存在对比剂积累的问题，有利于筛选病例及疗效观察;(3)由于没有外源性药物的引人，ASI灌注技术不会对血液的物理、化学及生理特性产生影响，有利于脑功能的研究。与此同时.ASL灌注成像技术虽然可以方便、快捷的提供组织微循环的灌注情况，但它毕竟是一项全新的技术;一方面，ASL灌注图像的信噪比及时间、空间分辨率均较DSC灌注技术低，而且没有DSC可获得的灌注层面多，仅能够对病变区域及周围层面进行灌注成像;另一方面，它对被检者运动的高度敏感、血流通过时间的不确定(尤其存在侧支循环的情况以及血管走行异常的时候)、磁化传递效应以及静脉、脑脊液的污染等因素均可能会对ASL灌注的测量造成一定影响。本研究参照国内外相关文献，采用半定量的肿瘤相对血流量(rTBF)作为研究指标就是为了尽可能降低上述客观因素对本研究结果的影响，以增加不同个体间的可比性。结果表明，ASL灌注成像不仅能够反映正常脑组织区域的血流分布情况以及病变区域异常的血流灌注情况，同时还能够显示肿瘤内部不均匀的微血管分布，高级别胶质瘤的血流灌注高于低级别胶质瘤的血流灌注，两者的rTBF部分重叠，这与以往国内外关于胶质瘤CBF的报道相吻合与此同时，其中3例在常规MR增强检查呈中度一明显强化的11级胶质瘤，ASL-CBF灌注图却显示病灶内部血流信号低于对侧正常脑组织，rT13F也低于高级别胶质瘤，提示肿瘤的恶性程度较低;我们认为常规MR增强与ASI、灌注成像结果不一致的原因主要是由于常规MR增强肿瘤的强化现象本身反映的是肿瘤对血脑屏障的破坏和肿瘤的血肿瘤屏障不健全而引起的血管通透性增加，并非肿瘤血管的生成，因此不能客观反映肿瘤血管的增生程度。常规MR增强在评估胶质瘤术前分级方面尚存在不足，肿瘤的强化程度并不能够客观、准确地反映其恶性程度;而ASL灌注成像能够较为准确地显示不同级别胶质瘤的血流灌注情况，能够对胶质瘤的恶性程度进行客观评价，有助于胶质瘤的术前分级诊断。这一结果与国内外的报道相一致

综上所述，ASL灌注成像是一种新型、无创灌注技术，它无需注射对比剂，可操作性强，虽不能进行绝对量化，仍不失为一种对常规MR成像的有益补充和进行胶质瘤术前分级诊断的有利工具，具有一定的临床应用价值。

参考文献

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