1.5T磁共振弥散加权成像在脑神经胶质瘤分级诊断中的应用

郑彦伟

深圳市龙岗区第三人民医院放射科，广东 深圳 518115

脑神经胶质瘤是神经上皮肿瘤，属恶性肿瘤，约占原发性脑肿瘤的60%，根据WHO1997年的病理分级标准，脑神经胶质瘤分为Ⅰ-Ⅳ等级，不同等级脑神经胶质瘤患者均需接受手术联合放化疗行综合治疗，但施行方法存在差异，通常Ⅰ-Ⅱ级患者的治疗方法为局部手术切除，放化疗辅助治疗，Ⅲ-Ⅳ级患者的治疗方法为广泛切除，辅以放化疗等手段综合施治［1］。传统磁共振成像（MRI）虽然可呈现肿瘤体积、位置等生物学特性，但在病理分级方面存在明显不足［2］。弥散加权成像（DWI）是目前唯一可在量化人体内水分子扩散程度且具无创性的方法，可为肿瘤病理分级提供定量信息［3］。鉴于此，本研究对1.5T磁共振DWI在脑神经胶质瘤分级诊断中的应用价值进行探究。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2017年6月—2019年9月深圳市龙岗区第三人民医院收治的脑神经胶质瘤患者62例临床资料，根据病理分级分为低分级组（25例）和高分级组（37例）。低分级组中男14例，女11例；年龄26～69岁，平均年龄（48.56±10.23）岁。高分级组中男21例，女16例；年龄22～71岁，平均年龄（49.28±9.66）岁。统计学比较两组患者性别、年龄，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 入选标准

纳入标准：（1）术前均经DWI检查，并于20 d内于本院接受手术治疗者；（2）术后病理组织检查结果证实为脑神经胶质瘤者；（3）患者及其家属均知情并自愿签署知情同意书。排除标准：（1）有颅脑创伤史者；（2）合并其他颅脑疾病者；（3）肿瘤严重坏死者；（4）无法获取相关肿瘤参数者；（5）依从性低下者。

1.3 方法

选用荷兰PHILIPS公司1.5TMRI设备，以及头颈部专用8通道线圈。取仰卧位，使患者维持均匀呼吸，先行MRI常规序列扫描：横轴位T1加权成像（T1WI），参数：TE=2.46 ms，TR=250 ms；T2WI参数：TE=113 ms，TR=4000 ms；液体衰减反转恢复序列（FLAIR）参数：TE=79 ms，TR=7000 ms，TI=2500 ms；横轴位T1WI增强参数：视野23 cm×23 cm，矩阵256×256，层厚5 mm，层间距1 mm。横轴位DWI：平面回波成像序列（EPI），参数：TE=65.5 ms，TR=2300 ms，视野23 cm×23 cm，b=1 000 s/mm2，矩阵192×192，层厚5mm，层间距1mm，共采集4次，弥散梯度方向是ALL模式。采集图像均传至工作台行图像处理，获取扩散系数（ADC）图，并由1名高年资影像科医生（不知病理结果）测量肿瘤的ADC值。感兴趣区域（ROI）应根据常规MRI确认肿瘤实质部分，避开囊变成分、脑沟、肿瘤坏死等。共选取3个ROI，每个面积均在50 mm2左右，测其ADC值，共测定3次后取平均值，计算相对较小ADC值（rADC）（肿瘤/正常区）。病理分级的确定由2名病理科高年资医生出具意见，分歧病例经讨论仍不能达统一意见则交由上一级医师确定。所有患者检查后，均获随访并记录其手术病理结果。

1.4 评价指标

高分级脑神经胶质瘤：DWI不均匀高信号；T2WI不均匀高信号，病灶形态不规则；肿瘤实质区域的ADC图显示低信号，水肿区域和囊变区为高信号。低分级脑神经胶质瘤：DWI均匀低信号；T2WI均匀高信号，可有“脑膜尾”；肿瘤实质区域的ADC图显示等信号，水肿区域为高信号。以手术病理结果为“金标准”，评估DWI的ADC与脑神经胶质瘤病理分级的相关性，以及其诊断价值（采用ROC曲线验证）。

1.5 统计学方法

采用SPSS 23.0软件进行统计分析处理，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验，采用Pearson进行相关性分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 低分级组与高分级组的ADC及rADC

高分级组ADC及rADC均低于低分级组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 低分级组与高分级组ADC及rADC比较（±s）

表1 低分级组与高分级组ADC及rADC比较（±s）

组别低分级组(n=25)高分级组(n=37)tP ADC 1.32±0.32 0.90±0.21 6.248 0.000 rADC 1.58±0.32 1.17±0.34 4.768 0.000

2.2 ADC值和rADC值与病理分级相关性

经Pearson分析，脑神经胶质瘤ADC值与病理分级呈负相关（r=-0.983，P=0.000）；脑神经胶质瘤rADC值与病理分级呈负相关（r=-0.986，P=0.000）。

2.3 ADC值的ROC曲线验证

以ADC值作为病理分级诊断指标，其ROC曲线下面积为0.919。最佳临界值为1.08×10-3mm2/s，敏感度为96.00%，特异性为83.80%。见图1。

3 讨论

DWI工作原理为人体组织空间结构可对水分子在组织内部的弥散产生影响，如细胞膜、基底膜以及胞浆内部的生物大分子等均可影响组织内部的水分子弥散，在病理情况下，病变组织内部的水分子弥散状态会出现变化，进而引起DWI信号异常变化［4］。DWI可利用相位再聚焦将机体水分子扩散程度量化，对肿瘤内部的微血管密度和细胞密度，以及大脑白质纤维束进行全面评价，进而分析脑神经胶质瘤的生物学行为［5］。此外，DWI作为肿瘤组织内部水分子弥散特征唯一无创检查手段，且无需对比剂使用范围更广，其在脑神经胶质瘤诊断中应用越来越广泛。

图1 ADC值的ROC曲线

ADC是水分子扩散速度的关键性量化指标，其值与水分子扩散速度呈正相关，与DWI信号呈负相关。肿瘤组织是由纤维、瘤细胞等诸多物质组成，这些物质均可对ADC值产生影响，其中瘤细胞的成分是决定病理级别的重要物质。低分级脑神经胶质瘤的瘤细胞含量较少，且细胞外隙存在较大的空间，利于水分子扩散，所以ADC值偏大；而高分级脑神经胶质瘤的瘤细胞含量较多，且细胞增值速度较快，造成肿瘤密度大，细胞外隙存在的空间偏狭窄，水分子扩散难度较高，所以ADC值偏低［6］。因此，肿瘤的病理级别越高，瘤细胞增值越快，肿瘤密度越大，水分子扩散速度越慢，ADC值也随之降低，故理论上ADC可用于判定脑神经胶质瘤的病理分级［7］。本研究结果显示，高分级组ADC及rADC均低于低分级组，与以上内容相符，而脑神经胶质瘤ADC值和rADC值均与病理分级呈负相关，证实ADC值越低，此肿瘤的病理分级越高，且呈高度负相关。而以ADC值作为病理分级诊断指标，其ROC曲线下面积为接近1，在最佳临界值点敏感性和特异性均较高，说明ADC作为脑神经胶质瘤病理分级诊断指标的价值较高。彭令荣等［8］研究结果显示，DWI的ADC值确可作为低、高脑神经胶质瘤的鉴别诊断指标，进一步证实本研究结果的可靠性。

综上所述，1.5T磁共振DWI的量化参数ADC值可用于在脑神经胶质瘤分级诊断，且诊断价值较高，可作为临床诊断的重要指标。