DWI 在听神经瘤伽玛刀治疗后早期疗效评估中的价值

丁 建 戴嘉中 曹文静 施惠东 江 华 吴丽琼 于同刚

DWI 在听神经瘤伽玛刀治疗后早期疗效评估中的价值

丁 建 戴嘉中 曹文静 施惠东 江 华 吴丽琼 于同刚

目的：观察听神经瘤伽玛刀治疗前后ADC值的变化特点，探讨磁共振扩散加权成像(DWI)在评估听神经瘤伽玛刀治疗后早期疗效中的价值。方法：62例听神经瘤患者，其中，男性38例，女性24例，年龄23～78岁，平均年龄45．3±5．9岁。采用医科达公司Leksell伽玛刀，处方剂量为12～13Gy（中心剂量24～27Gy）。所有患者在治疗前及治疗后8个月均行常规MRI及DWI检查，并采用Functool 9．4．05a软件计算肿瘤体积、表观扩散系数(ADC)值及指数化表观扩散系数(eADC)值。结果：62个采用伽玛刀治疗的听神经瘤病灶，30例（48．4%）肿瘤稳定，21例（33．9%）体积增大，11例（17．7%）体积缩小。其治疗前体积、ADC 及 eADC 值分别为 5．052±2．995cm3、（1．374±0．681）×10-3mm2/s和 0．289±0．063；而伽玛刀治疗后 8 个月分别为 5．281±3．375cm3、（1．658±0．340）×10-3mm2/s和 0．224±0．088。采用配对样本t检验进行统计学分析发现，结果显示治疗前后体积的变化无统计学差异（t=-1．100，P=0．275），ADC值（t=-3．021，P=0．004）及eADC值（t=5．502，P=0．000）的变化均有显著统计学差异。结论：磁共振扩散加权成像(DWI) 在听神经瘤伽玛刀治疗后早期疗效评估中有一定价值，ADC及eADC值可以早期提示肿瘤对治疗的反应。

扩散加权成像； 听神经瘤； 伽玛刀；立体定向放射外科

听神经瘤是颅内神经鞘瘤最多见的一种，首选手术治疗，但术后神经功能损害（如面神经功能损伤）不容忽视。近年来随着影像定位技术及伽玛刀设备的进步，采用伽玛刀治疗听神经瘤病例逐渐增多，其疗效评估也越来越重要[1]。常规MRI主要是从形态学角度（如肿瘤大小、形态及信号变化）进行评估，但听神经瘤治疗后早期多数不会发生很明显的改变，因此形态影像学很难进行评估。而DWI能早期无创性检测组织内的水分子扩散情况，因此可以对听神经瘤伽玛刀治疗后的早期疗效进行评估。

方 法

1．临床资料

选取2013年3月至2016年11月期间在我院首次进行伽玛刀治疗，且之前未经过外科手术治疗的单侧实性或伴囊实性听神经瘤患者。其中，男性38例，女性24例，年龄23～78岁，平均年龄45．3±5．9岁。左侧听神经瘤30例，右侧听神经瘤32例。采用医科达Leksell伽玛刀治疗系统，处方剂量为12～13Gy(中心剂量24～27Gy)。所有患者治疗前和治疗后8个月均进行磁共振DWI检查。

2． MRI检查

采用GE Signa Excite 1．5T MRI扫描仪，扫描序列包括横断面平扫T1WI、T2WI、DWI及增强后T1WI。增强采用钆喷酸葡胺造影剂（Gd-DTPA，北陆公司），肘静脉注射，剂量为0．15mmol/kg。检查前所有患者均被告知检查详情， 并取得患者同意。

3． 图像后处理

MRI图像以DICOM格式传到GE AW4．5工作站，用Functool9．4．05a软件进行数据处理，测量肿瘤的体积，计算并分析 ADC及eADC图。采用双盲法进行阅片和比较，结合平扫及增强图像来确定兴趣区 (regionofinterest， ROI)。ROI的选择应注意 ：①尽量选择肿瘤实质内， 避免坏死、囊变、出血等区域； ② ROI的大小范围为18～30mm2， 每一病灶中选取2个ROI，并计算其ADC及eADC平均值。

4． 统计分析

本研究将肿瘤治疗后的变化分为三类：①肿瘤增大：肿瘤体积增大15%以上；②肿瘤稳定：肿瘤体积增大或缩小15%以内；③肿瘤缩小：肿瘤体积缩小15%以上。分别统计出伽玛刀治疗后8个月肿瘤的变化情况。

应用 SPSS19．0软件分析。伽玛刀治疗前及治疗后8个月的肿瘤体积、肿瘤实质ADC、eADC值均采用均数±标准差表示，采用配对样本t检验来分析治疗前后体积、ADC值及eADC值的变化是否有统计学差异（P＞0．05，差异无统计学意义；P＜0．05，差异具有统计学意义）。

结 果

62个采用伽玛刀治疗的听神经瘤病灶，肿瘤体积变化情况见图1，其中30例（48．4%）肿瘤稳定，21例（33．9%）体积增大，11例（17．7%）体积缩小。

治疗前后肿瘤体积、ADC及eADC值变化见表1，可见随着肿瘤体积的稍大，ADC值明显增高，eADC值明显降低（表1、图2）。采用配对样本t检验进行统计学分析，结果显示治疗前后体积的变化无统计学差异（t=-1．100，P=0．275），ADC值（t=-3．021，P=0．004）及 eADC 值（t=5．502，P=0．000）的变化均有显著统计学差异。

图1 听神经瘤伽玛刀治疗前后体积散点图。

图2 女性， 28岁 ，左侧听神经瘤。 A～D．分别为伽玛刀治疗前的增强T1WI、DWI、ADC及eADC图像；E～H．为伽玛刀治疗后8个月对应的图像。治疗前、后肿瘤体积分别为3．684cm3和4．041cm3，肿瘤增大9．691%，ADC值从1．075×10-3mm2/s升高至 1．540×10-3mm2/s，eADC 值从 0．343 降至 0．216。

表1 听神经瘤伽玛刀治疗前后的体积、ADC及eADC值

讨 论

听神经瘤约占颅内肿瘤发生率的7%～12%，是成年人最常见的颅内肿瘤之一。伽玛刀作为立体定向放射外科的重要设备之一，在听神经瘤的治疗方面已经获得了满意的效果。但对听神经瘤伽玛刀治疗后早期进行疗效评估方面，常规MRI只有在病灶发生可探测的形态学改变后才能显示，因此有所滞后。而DWI能无创性的检测组织内的水分子扩散情况，目前已被广泛应用于脑肿瘤、脑梗死、脑出血等的诊断[2-4]，也有作者将其用于肿瘤放化疗后的疗效评价[5-6]，因此DWI有望对听神经瘤伽玛刀治疗后的早期疗效进行评估。

DWI技术通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态，从而间接反映组织细胞功能状态以及微观结构的改变[7]。在DWI上，分子扩散受许多因素影响（如血流、脑脊液流动和细胞膜等）。

听神经瘤伽玛刀治疗后有一个相对固定的变化规律：随访早期内肿瘤体积变化不明显，其一过性增大是听神经瘤伽玛刀治疗后比较常见的现象，在2～3年内肿瘤逐步缩小，持续10年甚至更长时间[8-9]。在听神经瘤治疗早期（伽玛刀治疗后8个月）很多病例由于中心剂量较高，一部分瘤体内出现水肿、坏死或者囊变、出血，常规MRI形态学上表现为一过性体积增大，Hasegawa等[10]将早期肿瘤一过性增大分为三种类型，中心坏死型、肿瘤实体扩张型及囊性扩张型。本研究中听神经瘤伽玛刀治疗后8个月，33．9%的肿瘤出现一过性增大，仅有17．7%的肿瘤体积缩小，统计学显示治疗前后的体积变化无差异。显然形态影像学很难在伽玛刀治疗早期对所有听神经瘤的疗效进行预测评估。而在听神经瘤治疗早期，肿瘤实体部分的ADC值改变即可体现组织的微观生理学变化，并早于组织的宏观形态学变化，因此可以根据肿瘤在治疗早期的ADC值变化来预测疗效。听神经瘤伽玛刀治疗后，肿瘤细胞发生变性、坏死，或细胞染色体裂解及细胞器损伤，抑制细胞分裂，肿瘤血管内皮细胞增生，管壁玻璃样变、增厚， 最后血栓形成，血管闭塞，导致肿瘤细胞死亡，细胞密度减低，细胞外水分子自由运动的空间增大，细胞膜破裂、溶解，细胞内水分子外溢，扩散运动加快，因此ADC值升高，DWI则呈低信号改变[11-12]。动物实验[13]证实：放化疗、伽玛刀立体定向放射治疗一周后ADC值便会升高，早于肿瘤体积的变化，而当肿瘤复发时，ADC值又会降低到治疗前水平。Huang等[14]和Tomura的研究均表明人脑肿瘤立体定向放射治疗后早期，ADC值明显并持续增高。本研究中的病例在伽玛刀治疗后8个月ADC值较治疗前有明显增高，这与上述研究结果是一致的。

指数化表观扩散系数(eADC)值是GE公司引入的独特概念，eADC图的信号对比度比ADC图高，病变部位的边界显示清晰，病变表现与DWI图像一致，符合临床观察习惯。本研究采用了eADC值进行统计分析，得到的结果中，治疗后肿瘤的eADC值出现明显降低，反映了肿瘤病灶水分子的扩散受限情况，所以，结合eADC图像及其值来分析具有很高价值。

综上所述，DWI能早期反映组织内细胞水平的变化，ADC、eADC值的变化独立于肿瘤体积的变化，有助于早期观察听神经瘤的治疗效果，并指导临床进一步治疗策略。由于本文探讨的是听神经瘤伽玛刀治疗早期ADC值变化情况，对于听神经瘤伽玛刀后长期随访的肿瘤控制情况及与ADC值变化的关系有待于后续进一步探讨。

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Diffusion Weighted Imaging in Assessment of the Early Response of Acoustic Neuroma Treated by Gamma Knife Radiosurgery

DING Jian, DAI Jia-zhong, CAO Wen-jing, SHI Hui-dong,JIANG Hua, WU Li-qiong, YU Tong-gang

Purpose:To observe the changes of ADC values and explore the clinical value of diffusion-weighted MR imaging (DWI) in assessment of early response in acoustic neuroma treated by Gamma Knife radiosurgery.

Methods:We collected 62 patients (38 men and 24 women) with ages ranged from 23-78 years and a mean age of 45.3±5.9 years. All the patients were treated by Gamma Knife radiosurgery (Leksell Gamma Knife, Elekta) with prescribed dose 12-13Gy and central dose 24-27Gy. The conventional MRI and DWI examinations were undergone before and eight months after Gamma Knife treatment. Tumor volume, ADC and eADC values were analyzed and compared via supporting workstation processing software (Functool 9.4.05a).Results:The tumor size was stable in 30 patients(48.4%), was increased in 21 patients (33.9%), and was decreased in 11 patients (17.7%). Tumor volume, ADC and eADC values were 5.052±2.995 cm3,(1.374±0.681)×10-3mm2/s and 0.289±0.063 respectively before treatment, and 5.281±3.375cm3,(1.658±0.340)×10-3mm2/s and 0.224±0.088 respectively eight months after treatment. The changes of tumor volume was not with statistical significant difference by using paired samplet-test(t=-1.100,P=0.275), while the changes of ADC and eADC value were with statistical significant difference (t=-3.021,P=0.004; t=5.502,P=0.000, respectively).Conclusion:DWI is meaningful in evaluating the early response in acoustic neuroma treated by Gamma Knife radiosurgery and helpful to predict treatment response.

Diffusion weighted imaging; Acoustic neuroma; Gamma Knife radiosurgery; Stereotactic radiosurgery

R816.1,R445.2

A

1006-5741（2017）-04-0299-04

中国医学计算机成像杂志，2017，23：299-302

复旦大学附属华山医院，上海伽玛医院放射科

通信地址：上海市吴中东路518号 ，上海 200235

于同刚（电子邮箱：ytg521@126.com）

Chin Comput Med Imag，2017，23：299-302

Department of Radiology, Shanghai GAMMA Hospital, Huashan Hospital,Fudan University

Address:518 East Wuzhong Rd, Shanghai 200235, P.R.C.

Address Correspondence to YU Tong-gang (E-mail: ytg521@126.com)

2017.02.18;修回时间：2017.05.10)