磁共振彌散張量纖維束成像fa值和adc值在顱內(nèi)腫瘤病變中的應(yīng)用

磁共振彌散張量纖維束成像fa值和adc值在顱內(nèi)腫瘤病變中的應(yīng)用

分散成像（dti）是一種描述水吸收特征的mri技術(shù)。與傳統(tǒng)的mri相比，它能夠清楚地顯示大腦中白色纖維的軌跡，并通過分析相關(guān)值來了解腫瘤特征。1材料和方法1.1手術(shù)病理分型2007年11月至2010年5月在我院行MR檢查的腦腫瘤術(shù)前患者39例,其中男29例、女10例,年齡16~75歲。主要以顱內(nèi)高壓、肢體運(yùn)動障礙和感覺障礙就診,所有患者的腫瘤經(jīng)手術(shù)病理證實,其中膠質(zhì)瘤12例包括星形細(xì)胞瘤11例(WHO分級Ⅰ~Ⅱ級3例,Ⅲ~Ⅳ級8例),少突膠質(zhì)瘤(Ⅱ級1例);腦膜瘤10例(術(shù)后病理分型均為良性);淋巴瘤8例,其中原發(fā)5例,繼發(fā)3例;神經(jīng)鞘瘤9例,包括聽神經(jīng)瘤6例、三叉神經(jīng)瘤2例和舌下神經(jīng)瘤1例。1.2檢查方法1.2.1圖像設(shè)備采用Philips公司生產(chǎn)的Achieva1.5T雙梯度磁共振掃描機(jī),SENSE8通道頭線圈。1.2.2掃描時間及增強(qiáng)方法掃描方法包括常規(guī)平掃、常規(guī)增強(qiáng)掃描、彌散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging,DWI)及DTI掃描。常規(guī)掃描采用常規(guī)自旋回波序列行T1WI、T2WI和T1WI增強(qiáng)掃描,增強(qiáng)劑為馬根維顯,增強(qiáng)劑用量為0.1mmol/kg。DTI橫斷面掃描層面與常規(guī)MRI一致,使用彌散加權(quán)單次激發(fā)SE-EPI序列,在15各方向上施加擴(kuò)散梯度,b值=0s/mm1.2.3ov的采集TE=55.0ms,TR=2644ms,FOV=23cm×23cm,矩陣256×256,層厚6.0mm,間隔1.0mm,1次采集,激勵次數(shù)(NEX)1,掃描時間50.2s。1.3腦星形細(xì)胞腫瘤中hd獲得的原始數(shù)據(jù)傳入后處理工作站,利用后處理“彌散”軟件包建立相應(yīng)的ADC圖和FA圖,以橫軸位圖T1WI、T2WI、增強(qiáng)T1WI圖像,作為參考,分別于腫瘤實性部分放置感興趣區(qū)(regionofinterest,ROI),并于健側(cè)對應(yīng)部位選取近似ROI,ROI的選取:ROI大小約7mm,確定腫瘤實性部分,平掃T1WI上呈等或稍低信號,T2WI上呈等或稍高信號,增強(qiáng)后輕度強(qiáng)化至明顯強(qiáng)化。記錄部分各向異性(fractionalanisotropy,FA)和表觀彌散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient,ADC)數(shù)值。在FA圖像上觀察不同級別腦星形細(xì)胞腫瘤周圍區(qū)域腦白質(zhì)纖維束的情況。對腫瘤區(qū)域內(nèi)FA圖腦白質(zhì)纖維束破壞中斷及邊緣模糊區(qū)者,在圖片上做標(biāo)記,為手術(shù)或活檢時定位,以取得該處的組織病理結(jié)果。對所有患者腫瘤部位和健側(cè)對應(yīng)部位應(yīng)彌散張量纖維束成像(DTT)重建主要白質(zhì)纖維束走形,將腫瘤與白質(zhì)纖維束融合,研究白質(zhì)纖維束與腫瘤的關(guān)系,并與健側(cè)對應(yīng)部位進(jìn)行比較,顯示腫瘤周圍白質(zhì)纖維束受壓移位、浸潤及破壞情況。統(tǒng)計學(xué)分析測量四組不同腫瘤實性部分的ADC值及FA值,數(shù)據(jù)輸入SPSS17.0進(jìn)行正態(tài)性和方差齊性檢驗。經(jīng)Kolmogorov-Smirnov檢驗進(jìn)行正態(tài)性檢驗,各組腫瘤組內(nèi)ADC值及FA值均滿足正態(tài)性(P>0.200),對所測量數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示;經(jīng)Levene檢驗進(jìn)行方差齊性檢驗,各組之間ADC值不滿足方差齊性(F=6.925,P=0.001),各組之間FA值亦不滿足方差齊性(F=4.744,P=0.007)。在方差不齊條件下,采用Welch近似F檢驗,在陳述分析結(jié)果的相應(yīng)位置給出了檢驗統(tǒng)計量具體的F值和P值。當(dāng)P<0.05時,認(rèn)為各組之間的差別有統(tǒng)計學(xué)意義。再采用DunnettT3檢驗進(jìn)行各組之間兩兩比較,統(tǒng)計結(jié)果均有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1mri表現(xiàn)表現(xiàn)星形細(xì)胞瘤:平掃及MRI增強(qiáng)掃描:腫瘤合并水腫,實性部分有強(qiáng)化,其中8例高級別星形細(xì)胞瘤(WHO分級Ⅲ-Ⅳ)表現(xiàn)為花環(huán)狀強(qiáng)化和不規(guī)則斑片狀強(qiáng)化,3例低級別星形細(xì)胞瘤(WHO分級Ⅰ-Ⅱ)表現(xiàn)為輕度強(qiáng)化。病腦膜瘤呈典型表現(xiàn)。神經(jīng)鞘瘤:均位于橋小腦角區(qū),MRI增強(qiáng)掃描腫瘤實質(zhì)部分明顯強(qiáng)化。淋巴瘤:增強(qiáng)掃描腫瘤呈明顯均勻強(qiáng)化。2.2腫瘤的信號表現(xiàn)為8例淋巴瘤DWI上其中7例呈高信號;膠質(zhì)瘤實性部分大多數(shù)呈等、稍低信號,少數(shù)呈略高信號(3例等信號,7例呈稍低信號,2例呈稍高信號),腫瘤囊性部分呈低信號,腫瘤周圍水腫呈稍低信號;腦膜瘤呈等信號;神經(jīng)鞘瘤實性部分呈等信號,囊性部分呈低信號。2.3腦實質(zhì)和腫瘤實質(zhì)的腦信息分析12例膠質(zhì)瘤ADC圖:腫瘤實性部分呈稍高信號(8例)、高信號(4例),瘤周水腫呈稍高信號。FA值圖表現(xiàn):與正常腦實質(zhì)相比,腫瘤實性部分呈等信號,瘤周水腫呈低信號,與腦實質(zhì)邊界不清(見圖1)。10例腦膜瘤ADC圖:腫瘤實質(zhì)呈等信號,FA圖也呈等信號(見圖2)。8例淋巴瘤實質(zhì)ADC圖均呈明顯低信號,FA圖呈低信號。9例神經(jīng)鞘瘤ADC圖,腫瘤實質(zhì)呈稍高、高信號(5例呈高信號,4例呈稍高信號),FA圖呈等低信號(見圖3),見表1。2.4不同腫瘤性質(zhì)的adc值和fa值的比較2.4.1fa值及淋巴adc值從表2中看出,四組顱內(nèi)腫瘤中,神經(jīng)鞘瘤ADC值最高,腦膜瘤FA值最高,淋巴瘤ADC值及FA值較低。各組間比較,按α=0.05水準(zhǔn),組間差別均有統(tǒng)計學(xué)意義,F=92.308,P=0.000,F=30.955,P=0.000,見表2。2.4.2腦膜瘤adc與膠質(zhì)瘤、腦膜瘤adc間的相關(guān)性經(jīng)檢驗,結(jié)果顯示神經(jīng)鞘瘤的ADC值與膠質(zhì)瘤、淋巴瘤、腦膜瘤之間均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),膠質(zhì)瘤與腦膜瘤ADC間無統(tǒng)計學(xué)差異。淋巴瘤ADC值最低,與神經(jīng)鞘瘤均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),但與腦膜瘤無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表3。2.4.3神經(jīng)形態(tài)瘤與膠質(zhì)瘤、腦膜瘤與神經(jīng)形態(tài)瘤之間的相關(guān)性經(jīng)檢驗,結(jié)果顯示FA值在腦膜瘤與膠質(zhì)瘤和淋巴瘤、神經(jīng)鞘瘤與膠質(zhì)瘤和淋巴瘤、腦膜瘤與神經(jīng)鞘瘤之間均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),膠質(zhì)瘤與淋巴瘤之間的FA值無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05),見表4。2.4.4腦膜瘤、神經(jīng)形態(tài)瘤DTI顯示單純纖維束變形移位21例,包括10例腦膜瘤、9例神經(jīng)鞘瘤,2例低級別星形細(xì)胞瘤,表現(xiàn)為纖維束密集聚攏,位置改變,FA值無明顯改變。3討論3.1dm成像技術(shù)DTI是一種更高級的彌散加權(quán)成像形式,是DWI基礎(chǔ)上的新的MR成像技術(shù),它利用多種參數(shù)和數(shù)據(jù)處理,從量和方向上反映成像體素內(nèi)擴(kuò)散的變化,可以定向定量地評價腦白質(zhì)的各向異性3.2神經(jīng)形態(tài)和腦膜瘤的adc值比較本組病例為較常見的顱內(nèi)腫瘤,其中膠質(zhì)瘤為最常見,可發(fā)生任何年齡,其中星形細(xì)胞瘤WHO分四級:Ⅰ、Ⅱ級偏良性,Ⅲ、Ⅳ級偏惡性;腦膜瘤為常見的腦外良性腫瘤,神經(jīng)鞘瘤為良性腫瘤,最常見為聽神經(jīng)瘤,其次為三叉神經(jīng)瘤,多見于成年人,生長緩慢,極少惡變;淋巴瘤分為原發(fā)性和繼發(fā)性,本組病例結(jié)果腦膜瘤FA值最高,是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的,其內(nèi)腫瘤細(xì)胞排列呈漩渦狀或束狀,胞漿突起有不規(guī)則的相互嵌合,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有豐富的細(xì)纖維絲,對擴(kuò)散起到了選擇性的阻礙作用,所以腦膜瘤有高的各向異性。神經(jīng)鞘瘤胞漿突起細(xì)長,腫瘤細(xì)胞排列呈柵欄狀或旋渦狀,電鏡下細(xì)胞周圍由基底膜包圍,間質(zhì)內(nèi)見長短不一的間隔膠原纖維,這些纖維結(jié)構(gòu)使擴(kuò)散顯示出較高的各向異性。膠質(zhì)瘤FA值最低,在膠質(zhì)瘤中星形細(xì)胞瘤缺乏細(xì)胞突起、細(xì)胞間隙較寬,各向異性則較低。ADC值在腦膜瘤、膠質(zhì)瘤、淋巴瘤和神經(jīng)鞘瘤中存在差異,可能與病理結(jié)構(gòu)有關(guān)。神經(jīng)鞘瘤ADC值最高,可能與其細(xì)胞間隙較大、水分和粘液含量較多、容易發(fā)生灶性壞死和囊變有關(guān)。而腦膜瘤較少發(fā)生壞死和囊變,結(jié)構(gòu)致密、腫瘤細(xì)胞排列規(guī)則、水分子彌散受限明顯有關(guān)?？蔀殍b別提供幫助,特別是腫瘤發(fā)生在橋小腦角區(qū),兩者信號相似且神經(jīng)鞘瘤無囊變,腦膜瘤無鈣化時,常規(guī)MRI鑒別困難。ADC值的測量對判斷橋小腦角區(qū)腫瘤的性質(zhì)具有較大意義。本組8例淋巴瘤的ADC值很低,明顯低于膠質(zhì)瘤,可能與淋巴瘤細(xì)胞體積特別小,細(xì)胞排列密集,造成水分子彌散受限有關(guān),膠質(zhì)瘤由于生長速度快,中心部分形成囊變壞死,壞死組織細(xì)胞密度與蛋白等大分子物質(zhì)密度較低,所以表現(xiàn)為較高的ADC值與低的FA值,在膠質(zhì)瘤和淋巴瘤診斷中ADC值定量分析及ADC圖不同信號表現(xiàn)有助于鑒別診斷。本組病例把水腫和浸潤歸為一類單純白質(zhì)纖維變形移位21例,包括10例腦膜瘤、9例神經(jīng)鞘瘤、2例低級別星形細(xì)胞瘤,均為良性腫瘤。白質(zhì)纖維束浸潤伴FA值減低8例,FA圖仍可辨認(rèn)其形態(tài),包括1例低級別星形細(xì)胞瘤(Ⅱ級)、2例高級別星形細(xì)胞瘤(Ⅲ級),4例淋巴瘤及1例少突膠質(zhì)瘤,出現(xiàn)此類改變者多是具有高級別的惡性腫瘤。白質(zhì)纖維束破壞10例,FA圖上無法辨認(rèn)纖維束形態(tài),包括6例高級別星形細(xì)胞瘤(Ⅲ級4例,Ⅳ級2例)和4例淋巴瘤,均為高度惡性腫瘤。3.3腫瘤的切除原則通過對DTI在顱內(nèi)腫瘤的研究,結(jié)果與文獻(xiàn)報道基本一致,本研究認(rèn)為多數(shù)良性腫瘤對瘤周白質(zhì)纖維束基本無破壞性,而對于惡性腫瘤,其惡性程度越高,對白質(zhì)纖維束破壞越大。對于良性腫瘤,手術(shù)區(qū)只需定位在腫瘤實質(zhì)區(qū),以減少手術(shù)并發(fā)癥;對于惡性腫瘤患者除腫瘤實質(zhì)外,要結(jié)合DTI圖像,若瘤周FA值正常,提示瘤周無明顯腫瘤浸潤,則可保留周圍白質(zhì)纖維,若FA值減低,提示腫瘤直接浸潤破壞瘤周纖維束,則需要擴(kuò)大手術(shù)范圍,盡量切干凈,避免術(shù)后復(fù)發(fā)。本研究認(rèn)為良性腫瘤對瘤周白質(zhì)纖維束基本無破壞,而對于惡性腫瘤,其惡性程度越高,對瘤周白質(zhì)纖維束破壞越大。瘤周纖維束的FA值改變,也隨腫瘤惡性級別增加而變化更明顯神經(jīng)腫瘤外科的主要原則是既要最大限度地切除腫瘤組織,又要盡可能地減少手術(shù)對正常神經(jīng)功能的損傷,包括功能區(qū)的腦皮質(zhì)和腦白質(zhì)。而腦內(nèi)腫瘤常侵犯腦皮質(zhì)和(或)腦白質(zhì),對腫瘤的切除需要有準(zhǔn)確的定位,需要明確地區(qū)分腫瘤與瘤周組織的關(guān)系以及其對鄰近重要腦白質(zhì)纖維的影響,這一點在優(yōu)勢半球中顯得更加重要,因為那里除有感覺、運(yùn)動等功能區(qū)外,還有語言、認(rèn)知等功能區(qū)位于其中。雖然常規(guī)結(jié)構(gòu)MRI能夠較為準(zhǔn)確地給腫瘤定位,但其無法對腫瘤周邊的情況提供充分而準(zhǔn)確的信息,近年來發(fā)展的MR-DTI纖維示蹤圖是目前惟一能在活體、無創(chuàng)和個體化地提供人腦白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)位置和走