弥散张量成像技术辅助高级别脑胶质瘤切除术的效果

霍 利 陈伟强

1.河北省唐山市玉田县医院神经外科，河北玉田064100；2.汕头大学医学院第一附属医院神经外科，广东汕头515041

弥散张量成像技术辅助高级别脑胶质瘤切除术的效果

霍 利1陈伟强2▲

1.河北省唐山市玉田县医院神经外科，河北玉田064100；2.汕头大学医学院第一附属医院神经外科，广东汕头515041

目的探讨弥散张量成像（DTI）技术辅助高级别脑胶质瘤切除术的效果。方法选择2009年1月～2013年12月河北省玉田县医院（以下简称“我院”）收治的行DTI检查的高级别脑胶质瘤患者27例为观察组，选择2006年1月～2008年12月我院20例高级别脑胶质瘤患者作为对照组。对照组患者行MRI常规及增强扫描检查，所有患者手术均在显微镜下完成。观察组手术入路：皮层切口根据DTI显示的肿瘤与脑组织结构的关系，选择避开功能区及传导束的脑沟进入。对照组手术入路：根据患者术前MRI的结果，选择距离肿瘤较近的脑沟进入。比较观察组患者不同部位DTI的平均弥散系数（MD）及部分各向异性指数（FA）值，比较两组患者肿瘤切除率及并发症发生率。结果观察组患者肿瘤病灶区、瘤周水肿区、正常白质区MD值分别为（1.270±0.259）×10-9、（1.130±0.135）×10-9、（0.819±0.090）×10-9mm2/s，肿瘤病灶区、瘤周水肿区的MD值均明显高于正常白质区（P＜0.05），而肿瘤病灶区的MD值与瘤周水肿区比较差异无统计学意义（P＞0.05）。观察组患者肿瘤病灶区、瘤周水肿区、正常白质区FA值分别为（0.169±0.023）、（0.219±0.030）、（0.410±0.050），与正常白质区比较，脑胶质瘤患者的肿瘤病灶区、瘤周水肿区FA值均明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；瘤周水肿区FA值高于肿瘤病灶区，两者比较差异有统计学意义（P＜0.05）。观察组患者全切24例（88.9%），次全切3例（11.1%）；对照组全切16例（80.0%），次全切2例（10.0%），部分切除2例（10.0%）；两组全切率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。两组患者手术功能损害发生率比较（0.0%比20.0%），差异有统计学意义（P＜0.05）。结论DTI技术可区别高级别脑胶质瘤肿瘤病灶区、瘤周水肿区及正常白质区，对确定手术治疗方案，避免新的神经损伤等具有重要的临床指导意义。

脑胶质瘤曰弥散张量成像技术曰显微外科

脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，其发病率高，病情凶险，预后差，病死率居颅内肿瘤首位[1]。既要最大化地保护患者脑组织结构的重要功能区及传导束，又要尽可能多的切除肿瘤组织，是临床医师手术治疗的最大目标，因此，术前正确判断肿瘤的性质、部位及其与周围重要组织的关系显得尤为重要。弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）的表观弥散系数图（apparent diffusion coefficient，ADC）可帮助划定肿瘤界限，但存在争议[2-5]。磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是基于DWI技术发展而来，近年来备受关注。磁共振DTI是目前唯一能活体显示脑白质纤维束走向的无创成像方法[6]。通过DTI技术了解胶质瘤病灶与周围脑白质纤维束的位置关系等，制订合适的手术方案，以降低手术对脑组织结构的损伤，提高手术切除率，改善了患者的生存质量。现对玉田县医院（以下简称“我院”）收治的高级别脑胶质瘤患者的临床资料进行分析，旨在探讨DTI技术对脑胶质瘤手术患者的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2009年1月～2013年12月我院收治的手术时采用DTI检查显示的肿瘤与功能传导束的关系而选择手术入路的脑胶质瘤患者27例作为观察组，其中男17例，女10例；年龄20～72岁，平均（55.1± 29.7）岁。均经病理诊断确诊，病理分级：Ⅲ级为15例，Ⅳ级为12例。临床表现：颅内高压症状23例，肢体运动障碍4例，感觉障碍3例。均行常规MRI及DTI检查。以2006年1月～2008年12月我院收治的20例高级别脑胶质瘤患者作为对照组，行MRI常规及增强扫描检查，其中男13例，女7例；年龄19～70岁，平均（54.5±29.0）岁；Ⅲ级为12例，Ⅳ级为8例。两组患者的年龄、性别及病理分级比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），具有可比性。入选标准：均无严重的心、肝、肾等重要脏器疾病，术前KPS评分均≥70分，术前均未行放、化疗治疗。本研究经医院伦理委员会通过，患者或家属均知情同意并签署知情同意书。

1.2 检查方法

术前观察组均行常规MRI及DTI检查，对照组患者行MRI常规及增强扫描检查。DTI方法：应用GE Signa ExciteⅡ3.0 TMR扫描仪，并用最新的8通道头线圈以提高信噪比，自旋回波序列T1或T2加权像作为解剖背景图像。DTI扫描参数如下：DW-EPI，TR 8000 ms，TE为Minmum，磁敏感梯度b为0 s/mm2和1000 s/mm2，15个弥散方向，矩阵128×130，单次激发，视野（FOV）24 cm×24 cm，层厚3～5 mm，层间距0～1 mm。图像后处理：使用GE公司提供的SUN图像工作站，用Functool软件对扫描数据进行后处理。选取肿瘤病灶区、瘤周水肿区及邻近正常白质区，分别测得平均弥散系数（MD）及部分各向异性指数（FA）值。由两位高年资磁共振诊断医师对图像进行评价，根据纤维束位置、方向的改变将肿瘤对周围白质纤维束的影响分为推移、浸润和破坏3种表现。

1.3 手术方法

所有患者手术均在显微镜下完成。观察组手术入路：皮层切口根据DTI显示的肿瘤与脑组织结构的关系，选择避开功能区及传导束的脑沟进入。对照组手术入路：根据术前患者MRI的结果，明确肿瘤的位置及肿瘤的体积，选择距离肿瘤较近的脑沟进入。

1.4 观察指标

测量观察组患者肿瘤不同部位的MD及FA值。比较两组患者手术肿瘤切除率及术后并发症。

1.5 统计学方法

采用SPSS 13.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x依s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验；计数资料用率表示，组间比较，采用χ2检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组患者术前不同部位MD及FA值的比较

观察组患者肿瘤病灶区、瘤周水肿区的MD值均明显高于正常白质区（均P＜0.05），而肿瘤病灶区的MD值与瘤周水肿区比较差异无统计学意义（P＞0.05）。与正常白质区比较，脑胶质瘤患者的肿瘤病灶区、瘤周水肿区FA值均明显降低，差异有统计学意义（均P＜0.05），瘤周水肿区FA值高于肿瘤病灶区，两者比较差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

2.2 两组肿瘤切除率的比较

两组患者无一例手术死亡病例。观察组患者全切24例（88.9%，24/27），次全切3例（11.1%，3/27）；对照组全切16例（80.0%，16/20），次全切2例（10.0%，2/ 20），部分切除2例（10.0%，2/20）；两组全切率的比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 两组患者术后并发症的比较

观察组患者术后未见新发神经功能缺损表现。对照组患者有2例术后肌力减退加重，2例视力减退加重。两组患者手术功能损害发生率比较差异有统计学意义（0.0%与20.0%，P＜0.05）。

3 讨论

WHO 2000年中枢神经系统肿瘤分级标准中将胶质瘤归类为低级别胶质瘤（Ⅰ、Ⅱ级）和高级别胶质瘤（Ⅲ、Ⅳ级），对低级别胶质瘤患者手术时尽可能地保护正常脑白质纤维束，术后脑白质纤维束复位后，患者的临床症状会得到明显改善，生活质量得到明显提高。对高级别胶质瘤患者，已受到浸润、破坏的脑白质纤维束无法恢复，则尽可能多地切除肿瘤，以免术后复发。因此明确肿瘤与周围脑组织结构的关系及肿瘤对周围结构的侵犯程度，对制订手术计划很有帮助。

手术的治疗目标是最大程度地切除肿瘤，保护脑组织的重要功能，避免造成新的神经损伤，提高患者的生活质量[7]。胶质瘤病灶多位于白质内，常规的MRI扫描序列无法清晰描述脑白质纤维束的形态结构。DTI技术能清晰地界定高级别胶质瘤肿瘤组织与瘤周水肿组织、正常组织的界限，对于指导手术治疗方案等具有重要指导意义，并可根据弥散张量纤维束成像提示的重要白质纤维束功能区与肿瘤的关系，预测预后[8-10]。磁共振DTI技术可直观显示胶质瘤周围的白质纤维束的改变，手术时可避开移位的白质束，起到为手术导航的作用，避免损伤移位的白质束，保护脑组织的功能，以提高患者术后生活质量；并切除受损的白质束以免术后复发[11-12]。

本研究结果表明，观察组患者胶质瘤不同部位的MD、FA值不同，与正常白质区比较，肿瘤病灶区、瘤周水肿区的MD值均明显升高（均P＜0.05），而肿瘤病灶区的MD值与瘤周水肿区比较差异无统计学意义（P＞0.05）。与正常白质区比较，脑胶质瘤患者的肿瘤病灶区、瘤周水肿区FA值均明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05），瘤周水肿区FA值高于肿瘤病灶区，两者比较差异有统计学意义（P＜0.05）。因此DTI的MD值和FA值可区分高级别胶质瘤肿瘤病灶区、瘤周水肿区及正常白质区，其结果与夏伟等[13]研究结果相符。观察组与对照组肿瘤全切率比较差异无统计学意义（P＞0.05），而手术功能损害发生率比较差异有统计学意义（0.0%与20.0%，P＜0.05）。其结果说明磁共振DTI技术可起到为手术导航的作用，避免了新的神经损伤。

综上所述，DTI技术可区别高级别脑胶质瘤肿瘤病灶区、瘤周水肿区及正常白质区，对确定手术切除范围等具有重要的指导意义，并可根据弥散张量纤维束成像提示的重要白质纤维束功能区与肿瘤的关系，预测预后。

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Effect of diffusion tensor imaging assisted resection of high grade glioma

HUO Li1CHEN Weiqiang2▲
1.Department of Neurosurgery,Hospital of Yutian County in Tangshan City,Hebei Province,Yutian064100,China; 2.Department of Neurosurgery,the First Affiliated Hospital to Medical College of Shantou University,Guangdong Province,Shantou515041,China

ObjectiveTo discuss the effect of diffusion tensor imaging assisted resection of high grade glioma.Meth-odsTwenty-seven cases of high grade gliomas with DTI examination from January 2009 to December 2013 in the Hospital of Yutian County in Hebei Province(“our hospital”for short)were as observation group.20 cases of high grade gliomas from January 2006 to December 2008 in our hospital were selected as control group.The patients of the control group were done MRI and enhanced scan.All patients underwent operation under a microscope.Observation group:the skin incision was chosen to avoid tracts sulci and function area according to the relationship between preoperative tumor DTI display and function tracts;control group:according to the results of the preoperative MRI,clear the location and size of tumor they were chosen from the trench into the brain tumor closer.The average diffusion coefficient(MD) and fractional anisotropy index(FA)in different parts of glioma DTI of patients in observation group were observed. The rates of tumor resection post operative nerve function damage of patients in two groups were observed.ResultsIn the observation group,MD values of tumor lesions,peritumoral edema,normal white matter were(1.270±0.259)×10-9, (1.130±0.135)×10-9,(0.819±0.090)×10-9mm2/s,respectively.MD values of tumor lesions and peritumoral edema were significantly higher than those of normal white matter(P＜0.05),but there was no statistically significant difference in the MD value between tumor lesion and peritumoral edema region(P＞0.05).FA values of tumor lesions,peritu-moral edema,normal white matter was(0.169±0.023),(0.219±0.030),(0.410±0.050),respectively.Compared with the normal white matter in patients with cerebral glioma,FA value of tumor lesions,peritumoral edema region decreased obviously,the difference was statistically significant(P＜0.05);FA value of peritumoral edema region was higher than the tumor lesion,there was statistically significant difference between the two groups(P＜0.05).There were 24 patients (88.9%)in the observation group who were totally removed,subtotal resection in 3 cases(11.1%).The control group were totally removed in 16 cases(80.0%),subtotal resection in 2 cases(10.0%),partial resection in 2 cases(10.0%), there was not statistically significant difference between the total removal rate of the two groups(P＞0.05).The rate of damage in patients with operation function of the two groups has significant difference(0.0%vs 20.0%,P＜0.05).ConclusionDTI can distinguish high-grade gliomas tumor region,peritumoral edema region and normal white matter regions.There is clinical guiding significance to determine the extent of resection operation and avoid new nerve injury.

Glioma;Diffusion tensor imaging;Microsurgery

R730.264

A

1673-7210（2015）04（b）-0077-04

2014-12-30本文编辑：任念）

广东省科技计划项目（编号2009B030801327）。

▲通讯作者