联合DTI、MRS、ASL在胶质瘤诊断与分级评估中的临床意义

韩 峰

（济南市莱芜人民医院影像科 山东 济南 271100）

胶质瘤为神经外科常见疾病，发病原因与遗传、环境刺激等因素有关，发病后其临床表现与病变占位有关，常见症状包括恶心呕吐、头痛、癫痫、视物模糊等。世界卫生组织（WHO）将其分为低级别胶质瘤（Ⅰ～Ⅱ级）、高级别胶质瘤（Ⅲ～Ⅳ级），其在恶性程度、预后方面存在显著差异，对其有效鉴别诊断并实施针对性治疗尤为关键[1]。目前在对胶质瘤诊断分级中，核磁共振技术为主要影像学诊断方案，其中磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）、自旋标记成像（arterial spin labeling，ASL）在临床应用频率相对较高。其中DTI在扫描诊断中，可随水分子移动方向制图，完成脑白质定量评价[2]。MRS为利用化学位移效应、磁共振现象，对特定原子核及化合物定量分析的方法，目前以1H-MRS较为常用，可检测脑组织中相关化合物含量进行神经元、脑白质功能评估。ASL为一种无创测量脑血流量的MRI技术，可通过观察血流灌注情况分析脑循环、脑组织占位性病变情况[3]。上述影像学方法均可进行脑胶质瘤诊断，但单一应用时均存在一定局限性。为此，本次研究选济南市莱芜人民医院2020年1月—2022年6月期间收治的100例胶质瘤患者，探究DTI、MRS、ASL联合对其诊断分级价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取济南市莱芜人民医院2020年1月—2022年6 月期间收治的100例胶质瘤患者，年龄18～74岁，平均（46.69±7.43）岁；以WHO分级标准将100例患者分为Ⅰ～Ⅳ级，其中Ⅰ级35例、Ⅱ级32例、Ⅲ级21例、Ⅳ级12级，并将Ⅰ～Ⅱ级纳入低级别组（67例），Ⅲ～Ⅳ级纳入高级别组（33例）。

纳入标准：①患者均经病理组织诊断确诊；②患者均自愿接受DTI、MRS、ASL检查；③年龄≥18岁者；④精神正常，可配合完成检查者；⑤患者均对研究知情同意。排除标准：①检查前有化疗、放射治疗史者；② 有头颅外伤史患者；③有颅脑手术病史者；④合并严重系统性疾病、急性感染者。

1.2 方法

所有患者均应用飞利浦全数字核磁共振Ingenia 3.0T核磁共振扫描仪检查；应用八通道相控阵线圈检查，同时对瘤体及正常脑白质扫描做数据对比。（1）扫描参数：①T1WI（采用FLAIR序列）：TR、TE分别为2 700 ms、24 ms，FOV 240 mm×240 mm，层厚5 mm，层间距0.3 mm；②T2WI（采用横轴TSE脂肪抑制序列）：TR、TE分别为4 400 ms、120 ms，FOV 240 mm×240 mm，层 厚5 mm，层 间 距1.0 mm；③DTI（采 用EPI成 像 序 列）：TR、TE分 别 为8 000 ms、50 ms，FOV 210 mm×210 mm，层厚5 mm，矩阵128×128，层间隔1 mm，b值1 000 s/mm2；④MRS（采 用PRESS序 列）：TR、TE分 别 为2 000 ms、144 ms，FOV 120 mm×120 mm，层厚15 mm；⑤ASL（采用FSE序列）：TR、TE分别为4 600 ms、10.5 ms，FOV 240 mm×240 mm，层厚4 mm，层间隔1.5 mm，矩阵512×512，延迟时间（PLD）1 525 s，扫描时间为269 s，设置3次为激励次数。（2）数据处理：①DTI：将扫描后数据上传至工作站，获得部分各向异性分数（FA）图，在FA图中计算感兴趣区域（ROI）中FA值；②MRS：由工作站完成数据相位循环、基线校正、代谢物识别及计算，获得N-乙酰天门冬氨酸（NAA）/胆碱（Cho）、NAA/肌酸（Cr）、Cho/Cr值；③ASL：经工作站处理后，获得脑血流量（CBF）图，由2名经验丰富影像科医生在CBF图像最大血流灌注区、镜像区选ROI后计算CBF，计算rCBFmax值（瘤体CBF/镜像区CBF），以两名医生计算结果平均值为准。

1.3 观察指标

①比较瘤体与正常脑白质DTI、MRS、ASL检查结果；②比较低级别组、高级别组DTI、MRS、ASL检查结果；③以受试者操作特征（ROC）曲线分析DTI、MRS、ASL在对脑胶质瘤分级诊断中的诊断效能。

1.4 统计学方法

采用SPSS 24.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（± s）表示，行t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验，P＜0.05则差异有统计学意义。

2 结果

2.1 瘤体、正常脑白质DTI、MRS、ASL检查结果

瘤体rCBFmax、Cho/Cr水平较正常脑白质高；瘤体FA值、NAA/Cr、NAA/Cho水平较正常脑白质低，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 瘤体、正常脑白质DTI、MRS、ASL比较（ ± s）

表1 瘤体、正常脑白质DTI、MRS、ASL比较（ ± s）

2.2 低级别组、高级别组DTI、MRS、ASL检查结果

低级别组rCBFmax、Cho/Cr水平较高级别组低，FA值、NAA/Cr、NAA/Cho水平较高级别组高，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 瘤体、正常脑白质DTI、MRS、ASL比较（ ± s）

表2 瘤体、正常脑白质DTI、MRS、ASL比较（ ± s）

2.3 DTI、MRS、ASL在对脑胶质瘤分级诊断中诊断效能

rCBFmax、NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、FA最佳截断值分别为3.53、0.57、0.53、2.70、0.82，在对胶质瘤分级诊断中，rCBFmax、NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、FA及上述指标联合，AUC分别为0.688、0.651、0.736、0.811、0.864、0.904，指标联合AUC最大，且特异度最高（P＜0.05）；见表3。

表3 DTI、MRS、ASL在对脑胶质瘤分级诊断中诊断效能

3 讨论

胶质瘤在脑组织中，会在原发肿瘤部位沿蛋白质纤维束浸润性生长，且受肿瘤侵袭作用影响，会引发周围组织水肿，对肿瘤边界范围确定难度较大，因此在对其常规影像学检查中，对确定边界具体位置难度较大[4]。同时不同级别脑胶质瘤，其治疗方案、预后情况均存在显著差异，因此需对脑胶质瘤有效鉴别诊断[5]。

DTI属高级弥散成像形式，在成像方式中，利用至少6个非共线方向弥散敏感梯度，以消除矩阵内非对角线各向，使Z轴位于脑白质束主要方向[6]。本次研究中，主要应用DTI中FA，指水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，其变化范围为0～1，在成像中能够较好提供灰白质对比，并通过选择ROI急性FA测量，结果准确度更高，同时FA值不受坐标系统旋转而改变[7]。在对胶质瘤诊断中，可通过FA结果评估神经完整性被破坏程度，即随胶质瘤级别升高，其神经纤维被破坏程度增加，因此FA呈现降低趋势[8-9]。但单纯应用FA诊断中，因FA需要通过选择ROI后计算，可能会影响诊断结果准确性。

MRS能够在无创状态下了解活体器官组织代谢情况。本次研究中应用1H-MRS，主要检测内容包括NAA、Cho、Cr，其中NAA存在于成熟神经元内，NAA水平下降提示神经元损伤、缺失，在发生神经细胞变性疾病、脑缺氧、脑梗死引发的脑神经损伤后，NAA水平随之下降[10]。在发生胶质瘤后，随肿瘤对神经元细胞侵袭能力增强，神经元损伤程度增加，因此会出现NAA水平下降情况。Cho主要反应脑内总胆碱储备量，为细胞膜磷脂代谢成分之一，主要参与细胞膜的合成与代谢，在发生脑内肿瘤后，受细胞膜转换及细胞膜数量增加影响，会出现Cho水平升高情况，因此会出现NAA/Cho水平下降，Cho/Cr水平上升情况[11]。Cr为脑组织能量代谢标志物，在发生脑组织能量代谢减退时，Cr水平随之增加，而在能量代谢增加下会逐渐降低，与其他代谢物相比，其稳定性相对理想。在利用上述指标进行胶质瘤级别鉴别诊断中，可评估患者脑神经损伤情况、肿瘤细胞数量[12]。但若患者处于发病早期，胶质瘤级别特征不显著，未发生明显脑代谢异常情况，则单独应用MRS诊断存在一定局限性。

ASL为利用水分子扩散情况，反应肿瘤组织关注水平的成像技术。因肿瘤组织增殖过程中血运需求量大，因此在肿瘤内部会存在新生血管、周围血运环绕等情况，表现出ASL水平升高，可用于胶质瘤诊断。但在单独应用中，对体积较小肿瘤可能存在一定误诊率，且受周围水肿症状影响，可能会对诊断结果造成干扰。

本次研究结果显示，瘤体与正常脑白质之间，rCBFmax、NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、FA水平均存在显著统计学意义，且低级别、高级别胶质瘤之间同样存在上述指标统计学意义，提示可将其用于胶质瘤级别诊断。应用ROC曲线分析中，rCBFmax、NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、FA最佳截断值分别为3.53、0.57、0.53、2.70、0.82，且在其联合后，可显著提升诊断效能。冷冰等[13]研究显示，在对胶质瘤诊断中，应用rCBFmax联合FA值后AUC水平显著提升（0.745），与本次研究观点一致，但本次研究中联合应用MRS，进一步增加诊断参考指标，可为临床诊断提供更精准参考依据。

综上所述，在胶质瘤诊断及分级评估中，应用DTI、MRS、ASL联合诊断，可提升诊断效能。