DTI定量分析联合DWI在脑胶质瘤术前分级诊断中的应用

王晓，苏雪娟，刘金岭，余雯晴

(南阳市第二人民医院 影像科，河南 南阳 473000)

脑胶质瘤是指来源于神经系统胶质细胞及神经元细胞的肿瘤，临床治疗以外科手术为主，但脑胶质瘤患者术前的疾病分级情况，是决定治疗方案的重要依据[1]。目前，临床常规评估脑胶质瘤分级情况的方法为磁共振，可判断病变部位，但对于肿瘤的强化情况、与周边组织关系等无法准确判断，导致无法精准评估脑胶质瘤术前分级。磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一种在弥散加权成像基础上的定量分析检测方法，可检测出脑白质纤维束的相关信息，还可提供肿瘤周围水肿浸润信息[2]。扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是利用水分子布朗运动，反映病变内部情况的检测方式[3]。本研究旨在探讨DTI定量分析联合DWI在脑胶质瘤术前分级诊断中的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2018年10月至2020年10月南阳市第二人民医院收治的74例脑胶质瘤患者临床资料。其中男39例，女35例；年龄40～65岁，平均(51.08±4.36)岁；肿瘤部位幕上胶质瘤23例，幕下胶质瘤25例，脑干胶质瘤26例。

1.2 入选标准(1)纳入标准：①符合脑胶质瘤相关诊断标准[4]；②接受神经外科手术治疗；③无扫描禁忌；④临床资料完整。(2)排除标准：①术前有过放化疗治疗史；②合并心、肝等重要器官功能障碍；③有精神疾病；④合并全身系统性感染。

1.3 DTI定量分析联合DWI检测方法选择3.0 T磁共振扫描仪(德国西门子，型号MAGNETOM Avanto Ⅰ-CLASS)进行检测，选择标准的正交头线圈。选择单次激发后，自旋回波平面成像序列，获得相关数据。矢状面T1WI设置参数：重复时间195 ms，回波时间4.76 ms，轴位T2WI参数：重复时间195 ms，回波时间为4.96 ms，轴位FLAIR参数为重复时间9 480 ms，回波时间88 ms，T1=2 250 ms。视野230 mm×230 mm，矩阵256×256，层厚5.0 mm，层间距1.5 mm，b值1 000 s·mm-2，随后再施加25个方向，向上的弥散敏感梯度，并采集相关信息。DWI扫描参数设置：重复时间5 060 ms，回波时间66 ms，视野30 cm×30 cm，矩阵200×192，层间距1 mm，层厚5 mm，b值0～1 000 s·mm-2，激发次数8次，扫描获得相关图像信息。

由2位经验丰富的临床副主任医师查阅影像学结果，确定出肿瘤实质区，并选取各区域感兴趣区，注意描绘、勾选区域时保持面积相同，选择病灶实质信号摇匀的区域，以避免信号不均部位的干扰，以减少由于容积效应导致的误差情况，各区域感兴趣区测量3次取平均值，将相关数据上传至工作站特定软件进行处理，自主生成表现扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)、各向异性分数(fractional anisotropy，FA)；将肿瘤最大血流量值除以对侧半球镜像区域的血流量值，计算其比值，得到局部脑血流量(regional cerebral bloodflow，rCBF)。

2 结果

2.1 手术病理结果74例脑胶质瘤患者中，高级别胶质瘤44例(59.46%)，低级别胶质瘤30例(40.54%)。

2.2 DTI定量分析联合DWI检测参数高级别组ADC、FA值较低级别组低，rCBF值较低级别组高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 DTI定量分析联合DWI检测不同级别脑胶质瘤参数比较

2.3 DTI定量分析联合DWI诊断脑胶质瘤的价值分析将脑胶质瘤患者术前病理分级作为因变量(“1”=高级别脑胶质瘤、“0”=低级别脑胶质瘤)，将ADC、FA、rCBF作为自变量，绘制ROC曲线图。结果显示，ADC、FA、rCBF单独及联合评估脑胶质瘤术前分级的AUC均>0.7，当取最佳截断值时可获得最佳预测价值。见表2。

表2 DTI定量分析联合DWI诊断脑胶质瘤的价值分析

3 讨论

脑胶质瘤主要治疗方法为手术治疗，因此术前早期了解患者的肿瘤部位、大小、与周围组织关系等情况，对提高手术疗效尤为重要，也是改善患者预后的关键。目前，临床常规检测脑胶质瘤的方法为穿刺活检、手术病理等，虽有诊断价值，但上述操作均有一定创伤性，影响患者预后，且由于肿瘤结构较为复杂，具有显著的异型性，在病理取样时，无法准确代表患者的最高癌细胞分化级别，导致诊断价值不高。因此，选择其他高效的检查方法进行分级评估尤为重要。

DTI定量分析是以多种数值反映组织特征，利用组织内水分子运动状态，显示脑白质神经纤维束走形的无创检测方法；DWI可量化分析水分子的弥散受限情况，弥散系数越大，表示分子运动越活跃。DTI定量分析联合DWI检测的参数中，ADC可反映水分子扩散情况，且ADC水平的高低，与细胞完整性、细胞间隙、细胞外的水分子扩散密切相关；FA是DTI检查的参数，其水平高低提示水分子在各方向的运动强度，当肿瘤侵袭白质纤维时，可导致破坏部位缺失各方向异性，导致FA水平降低；rCBF是反映脑部相对血流量的指标[5-6]。本研究结果显示，高级别组ADC、FA低于低级别组，rCBF高于低级别组。分析原因在于，DWI可从分子水平上描述脑胶质瘤患者瘤体内的水分子弥散运动特征，并以ADC值对扩散程度进行量化；脑胶质瘤患者病变组织细胞膜较为完整，细胞密度较大，且肿瘤细胞会取代正常脑组织，细胞成分的增多及间质成分的减少，可促使病灶组织的扩散程度受限，导致ADC数值相对较小；而低级别肿瘤的细胞间隙较大，密度较小，血管内皮增殖不显著，导致水分子弥散受限程度较小，ADC数值相对较高[7]。FA数值在0～1之间，可对大脑白质纤维侵蚀、浸润程度进行量化，可及时评估肿瘤的良恶风险；高级别患者，病情恶性程度越大，患者的细胞增殖处于异常活跃状态，瘤体内存在较多异常血管，易出现坏死病灶，且肿瘤内的细胞排列组合较为密集，且瘤内细胞排列比低级别胶质瘤内的细胞排列密集，但癌细胞的完成性破坏程度较高，可显著显示水分子的各向弥散情况的下降程度，高级别脑胶质瘤FA水平低于低级别组[8]。血管生成能力是肿瘤侵袭性的标志，丰富的血管网，可为癌细胞提供足够的氧气、肿瘤生长因子等；但由于脑胶质瘤不是实性肿瘤，瘤体在脑组织中呈浸润生长，脑中部分血管可满足低级别脑胶质瘤患者的生长情况，高级恶化程度的细胞，可快速生长、增殖血管结构，新生的病理血管易发生破裂出血，实质血管较为丰富，增强瘤体实质区域内的血管生成能力，导致血流灌注量较大，图像上显示rCBF水平显著升高[9-10]。为证实上述结论，本研究通过绘制ROC曲线图，证实ADC、FA、rCBF单独及联合评估脑胶质瘤术前分级的AUC均>0.7，可见DTI定量分析联合DWI在脑胶质瘤患者术前病理分级中的评估价值较高。

综上所述，DTI定量分析联合DWI评估脑胶质瘤患者术前分级中的价值较高，可为后期临床诊治提供客观依据，值得临床推广。