全脑灌注在脑胶质瘤边界区分中的应用价值

苏　杭　梁新强　宾静文　吕　健　陈晓武　杜成利

1)桂林医学院研究生学院　桂林　541000　　2)广西南溪山医学神经外科　桂林　541002



·论著·

全脑灌注在脑胶质瘤边界区分中的应用价值

苏杭1)梁新强2)△宾静文2)吕健2)陈晓武2)杜成利2)

1)桂林医学院研究生学院桂林5410002)广西南溪山医学神经外科桂林541002

【摘要】目的探讨全脑灌注在脑胶质瘤边界区分中的应用价值。方法回顾性分析30例脑胶质瘤病例资料，低级别组(WHO Ⅰ～Ⅱ级)14例，高级别组(WHO Ⅲ～Ⅳ级)16例，均行全脑灌注扫描，测量CT增强与CT灌注上影像边界并求出面积，并在全脑灌注图显示的边界区、CT灌注边界外围区和健侧正常脑组织划定兴趣区，测量CBV。结果CT灌注面积大于CT增强面积，差异有统计学意义(P<0.05)。高级别、低级别取边界参考值，CBV差异有统计学意义，rCBV差异无统计学意义。低级别胶质瘤以CBV 1.770 0 mL/100 g为CT灌注边界截点时，灵敏度85.71%，特异度78.57%。高级别胶质瘤以CBV值2.275 0 mL/100 g作为判断CT灌注边界截点时，灵敏度93.75%，特异度93.75%。高、低级别都以rCBV为1.025 0为判断CT灌注边界截点，灵敏度93.33%，特异度83.33%。结论全脑灌注成像在胶质瘤边界区分有较高的临床应用价值。

【关键词】神经胶质瘤；全脑灌注成像；肿瘤边界

神经胶质瘤简称胶质瘤，是发生于神经外胚层的肿瘤，是发病率最高的颅内肿瘤，在我国占所有颅内肿瘤的33.3%～58.6%。胶质瘤主要采取手术治疗，因肿瘤呈浸润性生长，与脑组织无明确界限，所以难以彻底切除。影像学确定肿瘤范围是以术前MRI为金标准：对比增强MR T1WI可见肿瘤范围为肿瘤大体肿瘤区。由于CT或MR对比增强图像不显示肿瘤浸润区域，只提示血脑屏障的不完整，可能会致使所测肿瘤范围过小，而灌注扫描易观察出血管新生和胶质瘤需要通过血管新生侵袭，所以经传统影像与使用CT灌注图脑血容量(CBV)的改变描绘肿瘤范围有不足之处，这一结果已通过立体定位活检的方法证实[1]。本研究旨在探讨全脑灌注在胶质瘤边界的的应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料选取我院2014-02—2015-05经术后病理确诊为胶质瘤的30例患者进行研究，男16例，女14例；年龄5～82岁，平均(42.3±20.6)岁。所有患者在手术前和手术后均行全脑灌注扫描和CT增强扫描。参考2007年WHO中枢神经系统肿瘤分类方法，被为低级别组(Ⅰ～Ⅱ级)14例，高级别组(Ⅲ～Ⅳ级)16例，本研究所选择的CT灌注数据和CT增强数据为同一次随访时的数据。

1.2全脑灌注及CT增强扫描方法使用SOMATOM Definition AS 128层螺旋CT机，首先行常规颅脑扫描，确定病变范围，随后行全脑灌注扫描。用高压注射器以5 mL/s经肘静脉注射造影剂(优维显 370 mg/mL)50mL，并通过连续动态40 s扫描全脑96 mm的范围，得到全脑CT灌注数据，每层厚0.6 mm，重建层厚1.0 mm[2]。同时行头颅CT增强扫描。影像图窗口保留为默认值。

1.3图像处理方法使用灌注软件处置所得数据，在肿瘤灌注面积最大的层面，以表面通透性图为基础，根据脑血容量图，概述病变的界线，反复测算3次，用均值作为病变灌注最大横截面积；测量常规增强图像在相应层面上病灶面积，测量3次后，使用平均值为该病灶增强的面积。并在全脑灌注图显示的边界区、灌注边界外围的低信号周边水肿区及健侧正常脑组织分别划定兴趣区(ROI)(取点方法如图1所示)，得到相应的时间-密度曲线(TDC)，测量ROI的脑血容量(CBV)值。

图1CT灌注边界、灌注边界外围及健侧正常脑组织ROI 取点方法A：CT增强图B：CBV图

1.4统计学分析使用SPSS 18.0统计学软件，将面积采用均数±标准差描述，并用配对t检验，P<0.05为差异有统计学意义。灌注边界数据以中位数(四分位数间距)表示，对CT灌注边界组与CT灌注边界外围的灌注参数行非参数检验，P<0.05为差异有统计学意义。将2组灌注参数采用ROC分析，选取约登指数(灵敏度+特异度-1)最大的值作为CT灌注图上胶质瘤边界的截点，算出对应的灵敏度和特异度。

2结果

2.1CT增强面积与CT灌注面积比较CT增强面积(16.837 5±11.207 1)m2，CT灌注面积(17.085 0±12.198 6)m2，CT增强面积-CT灌注面积(-1.147 6±0.288 8)m2。CT增强面积与CT灌注面积，差异无统计学意义(P>0.05)。CT灌注面积大于CT增强面积。

2.2胶质瘤边界CT灌注参数参考值对30例胶质瘤患者的灌注边界组与灌注边界外围的参数行非参数秩和检验(表1)，差异有统计学意义(P<0.05)。并进行ROC分析，分别找到判断区分胶质瘤边界的截点，作为胶质瘤边界区分参考值，并计算相应的灵敏度和特异度(表2)。

表1　胶质瘤灌注边界与灌注外围参数比较中位数(四分位数间距)

表2　胶质瘤灌注边界参考值相应的灵敏度和特异度　(n)

2.3高、低级别组肿瘤灌注边界参数值比较低级别组灌注边界CBV值2.819 3±0.713 2，高级别组灌注边界CBV值3.790 0±1.400 1，高、低级别组肿瘤灌注边界参数值CBV之间差异有统计学意义(P=0.027<0.05)。低级别组CT灌注边界值(rCBV)1.680 9(1.07)，高级别组CT灌注边界值1.863 8(1.15)，rCBV间差异无统计学意义(P=0.067>0.05)。高、低级别边界灌注参数与灌注外围参数值比较差异有统计学意义(表3)。高、低级别灌注边界参数参考值及相对应的灵敏度与特异度见表4。

表3　低级别、高级别的灌注边界与外围参数比较

表4　低级别、高级别胶质瘤灌注边界参考值相应的

3讨论

CT、MRI是诊断胶质瘤最常用的诊断方法，虽然可以提供解剖、形态及强化等信息，可是不能提供微血管新生等生理方面的信息，因此对胶质瘤浸润边界难以准确区分。增强提示的是血脑屏障的不完整，不能显示肿瘤血管新生、发展等方向的确切内容，给胶质瘤边界的诊断带来很大困难[3]。全脑灌注是一种功能成像，有简单、便利、性价比、精准、成像分辨度高等优点，用于评价组织器官和病变部位的血流动力学状态已经得到动物实验及临床研究的证实[4-5]。研究显示，脑血容量、脑血流量图、表面通透性图较CT增强图表示的肿瘤面积大且清楚许多，其中脑血容量与肿瘤的真实范围[肿瘤实体+肿瘤浸润和(或)转移]的范围一致性最好[6]。姜慧杰等[7]研究显示，全脑灌注相对于常规CT，虽形态学无改变，但却被癌细胞浸润的瘤灶周围。Miles[8]也认为，在灌注图上肿瘤能更清晰看到其浸润边界。

在鉴别胶质瘤边界时以CBV 1.785 0 mL/100 g作为判断CT灌注边界截点时，灵敏度96.67%，特异度76.67%：以rCBV为1.025 0作为判断CT灌注边界截点时，灵敏度93.33%，特异度83.33%，可见用来区分胶质瘤边界当有较高的临床价值。当将肿瘤分为高、低级别组，并将边界参考值作分析时，CBV差异统计学上有意义，rCBV差异无统计学意义。在鉴别低级别灌注边界时用CBV为1.770 0 mL/100 g作为判断截点时，灵敏度85.71%，特异度78.57%。在鉴别高级别灌注边界时用CBV值2.275 0 mL/100 g作为判断截点，灵敏度93.75%，特异度93.75%。

本研究尚有许多局限性：(1)CT灌注面积及边界的划分，虽然采用了多次测量求平均数，但人为因素依然存在；(2)样本含量较小，为了能找到胶质瘤边界更准确的临界点，仍需要更大的样本量；(3)本次研究将术前、术后肿瘤一起测量，灌注参数特点或许有差别，这可能使结果有概率上的变异。

综上所述，全脑灌注扫描可用于胶质瘤的边界区分，CBV、rCBV在胶质瘤边界区分当中有较高的临床价值，在胶质瘤的边界区分中全脑灌注比CT增强更具优势。对胶质瘤进行进一步细化分类和更大样本的研究有助于寻找更具特征性的CT灌注参数。

4参考文献

[1]Leggett DA，Miles KA，Kelley BB，et al.Blood-brain barrier and blood volume imaging of cerebral glioma using functional CT：a pictorial review[J].Australas Radiol，1998(42)：335-340.

[2]梁新强，杜成利，宾精文，等.128层螺旋CT灌注成像在胶质瘤分级和术后随访中的价值[J].中华神经外科杂志，2015，31(5)：505-507.

[3]黄劲柏，任伯，雷红卫，等.脑胶质瘤患者相对脑血容量与微血管密度的相关性[J].山东医药，2010，50(31)：7-9.

[4]Jiang T，Kambadakone A，Kulkarni NM，et al.Monitoring response to antiangiogenic treatment and predicting outcomes in advanced hepatocellular carcinoma using image biomarkers，CT perfusion，tumor density，and tumor size(RECIST)[J].Investigative Radiology，2012，47(1)：11-17.

[5]Weininger M，Schoepf UJ，Ramachandra A，et al.Adenosine-stress dynamic real-time myocardial perfusion CT and adenosine-stress first-pass dual-energy myocardial perfusion CT for the assessment of acute chest pain：initial results[J].Eur J Radiol，2012，81(12)：3 703-3 710.

[6]李彦，郎锦义.MSCT灌注成像评价体部肿瘤解剖学靶区的实验研究[J].肿瘤预防与治疗，2010，23(6)：458-463；485.

[7]姜慧杰，徐克，刘瑞宝，等.兔肝VX2 瘤移植前后肝血流动力学变化的多层 CT 灌注成像实验研究[J].中国医学影像技术，2005，21(2)：179-182.

[8]Miles KA.Tumour angiogenesis and its relation to contrast enhancement on computed tomography：a review[J].Eur J Radiol，1999，30(3)：198-205.

(收稿2015-10-11)

基金项目：广西自然科学基金(编号：2013GXNSFAA019268)

通讯作者：△梁新强，E-mail：c86169@qq.com

【中图分类号】R730.264

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)13-0001-02

Application value of the whole-brain perfusion imaging on differentiating the border of glioma

SuHang*，LiangXinqiang，BinJingwen，LvJian，ChenXiaowu，DuChengli

*GraduateSchoolofGuilinMedicalCollege，Guilin541000，China

【Abstract】Objective To discuss the application value of the whole-brain perfusion imaging on differentiating the border of glioma. Methods The clinical data of 30 patients with glioma were retrospectively analyzed.All patients were divided into low-grade group(WHO grade Ⅰ-Ⅱ，n=14)and high-grade group(WHO grade Ⅲ-Ⅳ，n=16).The whole-brain perfusion scanning was performed to measure the imaging boundaries presented by contrast-enhanced CT and by CT perfusion in order to calculate the area.In addition，the CBVs of the border area displayed from the whole-brain perfusion graph，the boundary peripheral region traced by CT perfusion and the normal brain tissue in the uninjured side were measured.Results The area of the tumor acquired from CT perfusion was significantly larger than that from contrast-enhanced CT，and the difference was statistically significant(P<0.05).CBV showed significant difference while rCBV had no difference in terms of marginal reference value of low-grade and high-grade groups.When we regarded CBV value of 1.770 0mL / 100g as marginal cut-off point presented by CT perfusion in the low-grade group，the sensitivity was 85.71% and the specificity was 78.57%.When the CBV value of 2.275 0mL/100g was determined as cut-off point in the high-grade group，the sensitivity was 93.75% and the specificity was 93.75%.In both two groups，the cut-off point of the rCBV value of 1.025 0 indicated that the sensitivity was 93.33% and the specificity was 83.33%.Conclusion Whole-brain perfusion imaging has a clinical effect on differentiating the border of gliomas.

【Keywords】Gliomas；Whole-brain perfusion imaging；Tumor border