磁共振弥散张量成像在功能区胶质瘤手术中的应用研究

宋敏鹰

功能区胶质瘤是一种非常常见的颅脑肿瘤，其发病率达到各种颅内肿瘤的一半左右。以往用于功能区胶质瘤的诊断与鉴别的方法为MRI技术，但是该技术有一定的缺陷，即在诊断过程中，MRI不能对肿瘤进行定量分析，同时不能很好地了解肿瘤周围组织的病理情况［1］。近年来，随着各种硬件与软件的不断研发与创新，磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)逐渐应用于功能区胶质瘤的鉴别与诊断中［2］。DTI是一种评价自由水分子的弥散程度以及弥散方向的非侵袭性方法，不仅能够对肿瘤进行定量分析，同时也能够给出肿瘤周围组织的病理信息，因此不仅能够用于功能区胶质瘤的诊断，同时对于手术的指导也具有重要的意义［3］。本次实验研究了DTI在功能区胶质瘤手术中的应用，试验结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院2011年1月至2013年1月收治的功能区胶质瘤患者45例，其中男25例，女20例;年龄21～69岁，平均年龄(55±8)岁。所有患者经过病理证实均确诊为功能区胶质瘤。根据WHO对功能区胶质瘤的评级，将45例患者分成2组:高度恶性组24例(WHOⅢ ～Ⅳ级);低度恶性组21例(WHOⅠ ～Ⅱ级)。高度恶性组中，男13例，女11例;年龄21～67岁，平均年龄(53±8)岁。低度恶性组中，男12例，女9例;年龄25～69岁，平均年龄(56±9)岁。

1.2 DTI成像参数 首先让患者的头部固定在合适的位置，使用GE公司Sigma 3T MR扫描仪对所有患者的头部进行扫描。使用的扫描方式为 T1W1、T2W1、FLAIR以及增强后T1W1加权扫描。最后进行DTI成像扫描。所有扫描均采集1次。见表1。

表1 不同扫描方式参数设置

1.3 图像后处理 将试验过程中采集到的数据传递到工作站，由工作站对数据进行统一的整理，并获得多种图像。在本次研究中，通过测量感兴趣部位(Region of Interest，ROI)的表面扩散系数(ADC)值与各项异性分数(FA)值比较高度恶性组与低度恶性组的差异。在本次试验中，测量的部位包括肿瘤强化区、水肿区、脑脊液以及对侧正常大脑白质。在对每个区域进行测量时，需要选择至少3个不同部位的ROI，并取其平均值以减少误差。

1.4 统计学分析 应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以±s表示，采用t检验，计数资料比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者功能区胶质瘤DTI结果 45例患者的ADC图与FA图均能明确显示病灶以及周围脑组织的病变。低度恶性组与高度恶性组在肿瘤周围水肿、肿瘤强化与囊变/坏死之间差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

表2 2组患者功能区胶质瘤DTI结果 例(%)

2.2 2组各感兴趣区的ADC值与FA值比较 肿瘤强化区与对侧正常大脑白质ADC值均显著性低于水肿区(P＜0.05);脑脊液ADC值显著性高于水肿区(P＜0.05)。脑脊液ADC值显著性高于肿瘤强化区(P＜0.05);对侧正常大脑白质ADC值显著性低于肿瘤强化区(P＜0.05)。脑脊液FA值显著性低于水肿区(P＜0.05);对侧正常大脑白质FA值显著性高于水肿区(P＜0.05)。脑脊液FA值显著性低于肿瘤强化区(P＜0.05);对侧正常大脑白质FA值显著性高于肿瘤强化区(P＜0.05)。见表3。

表3 各感兴趣区平均ADC值以及FA值比较,±s

表3 各感兴趣区平均ADC值以及FA值比较,±s

注:与消肿区比较，*P＜0.05;与肿瘤强化区比较，#P＜0.05

感兴趣区ADC FA水肿区0.67 ±0.05 0.16 ±0.04肿瘤强化区 0.48 ±0.16* 0.14 ±0.04脑脊液 0.90 ±0.10*# 0.12 ±0.02*#对侧正常大脑白质 0.24 ±0.03*# 0.50 ±0.10*#

2.3 2组患者ADC值与FA值测量结果比较 低度恶性组的肿瘤强化区与水肿区的ADC值分别为均显著性高于高度恶性组(P＜0.05)。低度恶性组与高度恶性组肿瘤强化区与水肿区的FA值差异无统计学意义(P＞0.05)。见表4。

表4 2组ADC值与FA值比较,±s

表4 2组ADC值与FA值比较,±s

组别 平均ADC值肿瘤强化区 水肿区FA 值肿瘤强化区 水肿区低度恶性组(n=21)0.60 ±0.19 0.57 ±0.04 0.11 ±0.03 0.20 ±0.06高度恶性组(n=24) 0.42 ±0.13 0.50 ±0.06 0.21 ±0.17 0.19 ±0.05 t值3.71 4.46 2.68 0.98 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

3 讨论

在机体的大脑组织中，自由水分子的弥散受到多种因素的影响，如白质纤维的走向、髓鞘的结构、白质纤维的密度与排列方式等［4］。因此，在机体的大脑组织中，自由水分子在不同部位的扩散速度不同，从而引起弥散幅度不同。DTI就是利用这一原理进行诊断与检测的［5］。

对于肿瘤组织而言，一方面由于肿瘤组织的结构等于周围脑组织不同，另一方面由于肿瘤组织周围会出现水肿，因此在肿瘤组织部位，自由水分子的弥散与其他部位会存在差异［6］。由于肿瘤组织部位细胞组织的结构有可能遭到破坏，与正常脑组织相比，往往会呈现较低的FA值与较高的ADC值。对于低度恶性组而言，由于肿瘤浸润性生长与水肿均不太明显，因此与高度恶性组相比ADC值较低而FA值较高［7］。

使用DTI对功能区胶质瘤检测的优势在于其能够直观地显示出白质束的形态，同时能够明显肿瘤对白质束的影响，如侵犯破坏与占位效应［8］。因此，通过DTI的诊断，能够明确肿瘤与白质束的关系，这是其他诊断方法无法达到的，其对于手术前的准备、手术后的处理等方面具有十分重要的参考意义［9］。

但是在使用DTI进行诊断时也存在一定的缺陷。由于DTI检测过程中对于任何移动都很敏感，因此患者的脉搏、微循环以及患者自身不自觉的运动均会对诊断以及结果的判断造成影响［10］。因此，在今后使用DTI进行诊断时，需要进一步完善方法，克服这一缺陷。

综上所述，通过使用DTI对功能区胶质瘤的ADC值进行测定，能够对肿瘤强化区、水肿区以及正常大脑白质进行区别;通过使用DTI对功能区胶质瘤的FA值进行测定，能够将正常大脑白质从肿瘤强化区与水肿区中区别出来，但不能区分肿瘤强化区与水肿区。另外，通过测定肿瘤强化区与水肿区的ADC值，还有助于判断功能区胶质瘤属于低度还是高度。因此，通过DTI，能够明确功能区胶质瘤与正常白质之间的关系，为进一步的治疗以及手术提供一定的指导。

1 Raffin E，Dyrby TB.Diagnostic approach to functional recovery:diffusionweighted imaging and tractography.Front Neurol Neurosci，2013，32:26-35.

2 毛锡金，张林，曹新山，等.磁共振弥散张量成像在脑星形细胞瘤肿瘤分级及明确瘤周浸润范围的应用价值.中华临床医师杂志，2012，6:5345-5347.

3 Yan X，Zhou M，Ying L，et al.Evaluation of optimized b-value sampling schemas for diffusion kurtosis imaging with an application to strokepatient data.Comput Med Imaging Graph，2013，37:272-280.

4 宋扬，金银华，徐军，等.弥散张量成像在评价急性缺血性脑梗死白质纤维束损伤中的价值.中国老年学杂志，2013，33:3579-3580.

5 Chen Y，Shi Y，Song Z.Differences in the architecture of lowgradeand high-grade gliomas evaluated using fiber density indexand fractional anisotropy.J Clin Neurosci，2010，17:824-829.

6 张倩，夏永华.磁共振弥散张量成像与脑胶质瘤.中国医学创新，2013，10:122-123.

7 张媛，刘建明，张世明，等.磁共振弥散张量成像对功能区脑肿瘤手术的参考价值.临床神经外科杂志，2012，9:157-159.

8 胡鸿博，刘鹏飞.磁共振弥散张量成像及纤维束成像对脑胶质瘤分级的诊断价值.磁共振成像，2011，2:118-122.

9 郭睿，邓奎品，刘铁军.磁共振弥散张量成像在中枢神经系统的应用研究进展.医学影像学杂志，2009，19:762-765.

10 王红，马景旭，贾文霄，等.弥散张量成像FA值和ADC值在颅内肿瘤病变中的应用.磁共振成像，2012，3:13-140.