3D动脉自旋标记全脑灌注成像技术在脑肿瘤诊断与分级中的应用价值

何汉 文海 陈佩仪 梁开文

脑肿瘤是常见的神经外科疾病,病理类型多,不同类型、不同级别的脑肿瘤治疗方案存在差异性,且预后效果也不相同［1,2］,早期对脑肿瘤类型、分级进行鉴别诊断,便于临床制定针对性的治疗方案,以促进患者预后效果的提升［3］。MRI 是诊断脑肿瘤的常用影像学技术,但其在临床诊断中仍存在漏诊、误诊等情况,在脑肿瘤诊断、分级方面存在一定的不足。动脉自旋标记成像(arterial spin labeling,ASL) 技术是MRI 脑灌注成像的新技术［4］,可对组织微血管分布、血流灌注情况进行反映,同CT 灌注成像、MRI 动态磁敏感增强成像等进行比较,其安全性更高,但是传统的ASL 序列成像存在信噪比低、扫描速度慢等不足,临床应用存在局限性。而3D-ASL 技术具有扫描速度快、可重复性强等优势,能够达到全脑成像,故本文对3D-ASL 全脑灌注成像技术应用于脑肿瘤诊断、分级中的效果进行分析。阐述如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机择取本院2018 年7 月～2019 年6 月期间经病理证实的脑肿瘤患者36 例作为研究对象。其中,男20 例,女16 例；年龄19～64 岁,平局年龄(42.65±7.89)岁。病理检查结果：胶质瘤18 例,脑膜瘤8 例,转移瘤10 例。纳入标准：所有患者均自愿参与本次研究且临床资料齐全；无相关检查禁忌证。排除标准：既往存在脑肿瘤切除史的患者；存在急慢性感染、血液系统疾病的患者；存在精神异常、心理障碍的患者。

1.2 方法

1.2.1 检查方法 仪器选用美国GE SIGNA Creator 1.5TMR 扫描仪以及8 通道头颈联合线圈。对患者进行常规MRI 平扫［T1WI、T2WI、弥散加权成像(DWI)、T2-FLAIR］、常规增强扫描以及3D-ASL 序列扫描。扫描参数：T1WI、T2WI 的回波时间(TE)分别为24、120 ms,重复时间(TR)分 别 为2000、4800 ms,视野(FOV)、矩阵均为24 cm×24 cm、256×256,层厚分别为1.2、6 mm,层数均为18 层,层间距均为1 mm,带宽分别为15.63、41.66；DWI 的TE、TR、FOV、层厚、层间距、b 值分别为24 ms、5800 ms、24 cm×24 cm、5 mm、0 mm、1000 s/mm2,矩阵为256×256；T2-FLAIR 的TE、TR、FOV、层厚、层间距分别为145 ms、8400 ms、24 cm×24 cm、6 mm、1 mm,矩阵为256× 256；3D-ASL 扫描应用伪连续式动脉自转标记技术以及三维容积采集技术,TE、TR 分别为10.5、4632 ms,层数36层,层厚4 mm,矩阵为96×96,激励次数为3次,采集与标记时间间隔、扫描时间分别为1525 ms、4 min 29 s。以3.0 ml/s 的速率注入钆贝葡胺0.2 mmol/kg。

1.2.2 图像处理 将获得的图像上传至工作站进行处理,自动生成3D-ASL 的脑血流量(cerebral blood flower,CBF)图,联合常规序列扫描图像确定瘤体实性最大层面,并设置4 个大小为35 mm2的感兴趣区,得到相应的CBF 值,计算肿瘤的rCBF。同时由2 名以上具备丰富经验的诊断医师分析常规MRI 序列、3D-ASL 全脑灌注成像的图像。

1.3 观察指标 ①以手术病理检查结果为金标准,比较MRI、3D-ASL 全脑灌注成像的诊断符合率。②比较不同脑肿瘤的rCBF。

1.4 统计学方法 采用SPSS21.0 统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差()表示,采用t 检验；计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 MRI、3D-ASL 全脑灌注成像的诊断符合情况比较 以手术病理诊断结果为金标准,MRI 的诊断符合率为80.56%(29/36),3D-ASL 全脑灌注成像的诊断符合率为91.67%(33/36)。两种检查方法的诊断符合率比较,差异无统计学意义(χ2=1.858,P=0.173＞0.05)。见表1。

表1 MRI、3D-ASL 全脑灌注成像的诊断符合情况比较(n)

2.2 不同脑肿瘤的rCBF 比较 Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤不同感兴趣区(TBF/对侧半球、TBF/对侧白质、TBF/对侧灰质)的rCBF 均低于Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤,差异具有统计学意义(与Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤比较,tⅢ～Ⅳ级胶质瘤=4.314、3.467、4.503,t脑膜瘤=3.906、3.495、4.514,t转移瘤=3.329、3.773、4.658,P＜0.05)。Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤不同感兴趣区(TBF/对侧半球、TBF/对侧白质、TBF/对侧灰质)的rCBF 两两比较,差异无统计学意义(与Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤进行比较,t脑膜瘤=0.602、0.391、0.525,t转移瘤=1.101、0.640、0.820；与脑膜瘤比较,t转移瘤=0.443、0.201、1.242,P＞0.05)。见表2。

表2 不同脑肿瘤的rCBF 比较()

表2 不同脑肿瘤的rCBF 比较()

注：与Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤比较,aP＜0.05

3 讨论

脑肿瘤的类型存在多样化,不同类型肿瘤的治疗方案、预后存在较大的差异性,临床对脑肿瘤类型尽早准确诊断并进行规范化治疗,对于患者预后及生存质量的改善具有重要意义。脑肿瘤主要包括脑胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤等类型,在无原发疾病史的情况下,单发转移瘤同脑胶质瘤、脑膜瘤通过影像学检查进行鉴别诊断具有一定的难度,因此选择准确率高的影像学技术进行鉴别诊断具有重要意义。

常规MRI 检查在脑肿瘤分级、肿瘤侵犯程度等方面存在不足,常规MRI 增强扫描虽能够对脑肿瘤血脑屏障的破坏程度进行反映［5］,但无法提供更多的肿瘤血管生成信息,而MRI 灌注成像技术可对肿瘤的血流量进行测量,进而有助于评估脑肿瘤组织的血流分布情况。3D-ASL 全脑灌注成像具有操作简单、无创、扫描速度快、可重复性等优势［6］,其突破了传统2D-ASL 的各种局限,通过整合改进,能够在快速自旋回波架构下伪连续标记和螺旋采集,能够促使图像变形情况大大减少,促使图像信噪比提高［7］,消除图像伪影,且扫描范围更广,能覆盖全脑,获得脑组织血流灌注信息,便于对肿瘤内部微血管分布以及周围血流分布情况进行清晰显示［8］,便于对肿瘤内部不均匀的微血管分布进行观察,有利于临床判断脑肿瘤的类型以及对胶质瘤进行分级。

本文研究数据显示,3D-ASL 全脑灌注成像技术的诊断符合率虽比MRI 检查高,但差异不明显,说明了3D-ASL 全脑灌注成像技术的诊断价值高。另外Ⅰ～ Ⅱ级胶质瘤的rCBF 值最低,分析原因在于,Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤血流为低灌注；Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤的恶变程度高,新生血管生成会促使灌注量增加［9,10］,呈现高灌注,因此临床可按照血流灌注情况对肿瘤进行分级；脑膜瘤无血脑屏障,且血供丰富,MRI 增强显示均匀强化,脑灌注成像以高灌注为表现,伪彩图上可观察到均匀的红黄色。脑恶性胶质瘤ASL 序列的rCBF 值比低级别胶质瘤低,提示胶质瘤级别同CBF 值密切相关。伪彩图上显示低级别胶质瘤实性部分为蓝绿色,而高级别胶质瘤实性部分中央、周围部位分别呈黄红色、蓝绿色,可见明显的不均匀灌注情况。转移瘤为继发脑肿瘤,其血供特点与原发肿瘤的特征有关,因囊变、出血、坏死等情况的出现会引起高灌注。另外转移瘤组织来源的不同会导致肿瘤的血供丰富程度存在差异。王颖［11］的研究中显示,3D-ASL 全脑灌注成像技术的诊断符合率为91.68%,稍高于MRI 检查的83.33%,数据相差不大,3D-ASL 全脑灌注成像技术具有较高的诊断效果,而本次研究所得结论与其一致,佐证了本次研究结果真实可靠。但摆位等因素也可能导致CBF 计算错误,因此需要由经过培训的专业影像科医生负责操作。同时本次研究由于样本量较少,未对其他脑肿瘤类型诊断中3D-ASL 全脑灌注成像技术的应用价值进行探究,因此需要在今后加强此方面的研究。

总之,在脑肿瘤的诊断与分级中3D-ASL 全脑灌注成像技术具有较高的临床应用价值。