本文選題：磁共振成像　切入點：擴散張量成像　出處：《鄭州大學》2014年博士論文

【摘要】：背景和目的 惡性腫瘤是嚴重危及人類生命健康的癌癥。世界衛(wèi)生組織（world healthorganization，WHO）統(tǒng)計表明其發(fā)病率呈現增高的趨勢，并預測2030年全球癌癥致死人數將達到1310萬，所以，癌癥成為二十一世紀全球人類健康的嚴重問題。腦膠質瘤（brain glioma，BG）起源于神經膠質細胞，是最常見原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)的腫瘤，約占全部顱內腫瘤半數。按照2007年WHO腫瘤分類、分級的國際標準，腦膠質瘤分類包括：星形細胞瘤、少突膠質細胞瘤、少突-星形膠質細胞瘤、室管膜瘤、脈絡叢腫瘤等等，以星形細胞瘤最為常見。腦膠質瘤分級為Ⅰ~Ⅳ級，Ⅰ~Ⅱ級為低級別膠質瘤，Ⅲ~Ⅳ級為高級別膠質瘤；Ⅰ級為良性，Ⅲ~Ⅳ級為惡性，Ⅱ級為良、惡性交界性腫瘤。臨床上，大多數膠質瘤患者的表現缺乏特異性。頭疼、頭暈是其多見表現，早期即可存在，往往被忽視；隨著病程的延長，15%~95%患者出現突發(fā)性癲癇癥狀；當腫瘤的基本特征均已具備時，病情往往已屬晚期，所以，膠質瘤及時早期的準確診斷是治療的關鍵。 但是，迄今為止，手術切除治療仍然是臨床治療腦膠質瘤的主要選擇方式，膠質瘤的級別不一樣，治療手段迥然不同�；颊叩纳鏁r間與腫瘤級別的高低密切相關：低級別腦膠質瘤患者的5年生存期大約80%，高級別腦膠質瘤患者生存時間大大短于低級別膠質瘤，尤其是IV級腫瘤患者5年生存期常常不到5%，Ⅲ級膠質瘤介于Ⅰ~Ⅱ級與IV級之間，而且他們的臨床病程與治療計劃差異極大，如：星形細胞瘤往往僅需要手術切除，外加局部放療即可，無需化療計劃；還有如間變性星形細胞瘤，由于其浸潤性強，手術不易切干凈，術后復發(fā)率較高，故需要放療聯合化療，以延長患者的生存期，所以，腦膠質瘤及時準確診斷和分級是治療的前提條件。 隨著磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）硬件進步和計算機軟件的研究開發(fā)，新一代的成像技術和掃描序列層出不窮，MRI功能成像主要包括：①擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI),②擴散張量成像（diffusiontensor imaging，DTI），③灌注功能成像（perffusion weighted imaging，PWI）,④波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)，⑤磁敏感成像（susceptibilityweighted imaging，SWI），⑥血氧水平依賴性功能磁共振成像（blood oxygenlevel-dependent functional magnetic resonance imaging，Bold-fMRI）等等，以上所述磁共振功能成像結合了解剖、功能和影像三方面的特點，對于探索腫瘤在細胞或分子水平上的規(guī)律、藥物的研究開發(fā)、現代醫(yī)療模態(tài)的形成以及提高人類健康水平的終極理想目標有著深遠的意義，故在臨床上應用較廣泛。 目前，腦膠質瘤的檢查仍然主要依靠影像學檢查技術，但是，迄今為止，任何一種單模態(tài)的磁共振檢查技術都不足以完整地顯示腫瘤的結構、功能及分子方面的信息，說明每種模態(tài)檢查都有其不可克服的局限性，故聯合使用多模態(tài)磁共振成像技術到達彼此優(yōu)勢互補、相互驗證的目的，全面反映腦膠質瘤的結構、功能及分子信息等等，成為當代影像學研究的熱點。 本研究利用MRI常規(guī)平掃及增強掃描、DTI、1H-MRS三種成像方法，通過分析腦膠質瘤平掃及增強的信號特征、腫瘤實性部分及瘤周水腫帶的相對表觀彌散系數（relative average diffusion coefficient，rADC）值、相對各向異性分數（relative fractional anisotropy，rFA）值以及1H-MRS顯示主要代謝物質比值（Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho、MI/Cr）等參數，并初步探討膠質瘤平掃及增強信號特征、rADC值、rFA值以及各代謝物比值對腦膠質瘤的診斷和分級的相關性，以期達到在盡可能地保護正常腦組織的前提下，最大程度切除腫瘤、提高患者生活質量、延長生存時間。因此，MRI多模態(tài)平掃及增強掃描、DTI和1H-MRS提供的腦膠質瘤解剖結構信息、功能及分子方面的信息，對腦膠質瘤治療方案的精確設計及預后評估有著重大的臨床意義。 第一部分磁共振DTI和DTT在腦膠質瘤診斷及分級中的應用評價 目的 1.本課題在常規(guī)MRI平掃及增強掃描的基礎之上，采用擴散張量成像方法，分析腦膠質瘤瘤體、瘤周水腫的相對表觀擴散系數（rADC）值、相對各向異性分數（rFA）值等，并初步探討rADC值、rFA值等的診斷價值，以及與病理分級的相關性。 2.分析DTT在不同級別腦膠質瘤與腦白質纖維束的關系，并初步探討DTT的診斷價值，和與病理分級的相關性。 3.旨在通過對腦膠質瘤瘤體及瘤周水腫的分析為臨床治療計劃的制定提供更多、更合理的解剖學及功能學診斷信息。 方法 1.搜集2010年10月~2013年10月期間資料完整的腦膠質瘤患者72例為研究對象。所有患者術前均未作放療、化療及其他抗腫瘤性治療，經臨床手術、組織病理證實的膠質瘤，其中低級別膠質瘤21例（Ⅰ級4例，Ⅱ級17例），高級別膠質瘤51例（Ⅲ級20例，Ⅳ級31例）。男47例，女25例，年齡2～67歲，平均年齡45歲。 2.本組患者均使用美國GE Signa HD3.0T超導型MR掃描儀和頭顱8通道相控陣線圈，采用多序列、多方位、多參數成像；且符合磁共振檢查安全原則，并簽有知情同意書。 3.本組患者均在MRI平掃及增強掃描基礎上行DTI檢查，DTI采用單次激發(fā)自旋回波-回波平面（SSE-EPI）序列成像，DTI行軸位掃描，參數為：擴散梯度場取15個不同方向。本課題著重測量腫瘤瘤體部分、瘤周水腫帶與對側腦白質區(qū)的比值得到相對FA（rFA）和相對ADC（rADC）的方法以減少誤差。 4.擴散張量纖維束成像使用連續(xù)示蹤法，選取瘤周毗鄰及對側的纖維束為種子區(qū)，FA的閾值設置為0.18，腦白質纖維束評價標準，采用國內通行實用的標準分為三種基本改變形式：移位、浸潤和破壞。 5.所有數據采用SPSS15.0軟件進行統(tǒng)計分析。所有測量數據以均數±標準差（X±S）表示，統(tǒng)計學方法包括獨立樣本t檢驗、配對t檢驗及兩組有序變量資料秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。 6.手術切除標本經10％中性福爾馬林固定，石蠟包埋，連續(xù)4um厚度切片，經HE染色光鏡下觀察，病理級別根據2007年版WHO腦腫瘤國際分類及分級標準進行。 結果 1.分為高級別膠質瘤和低級別膠質瘤兩組，低級別膠質瘤21例（Ⅰ級4例，Ⅱ級17例），高級別膠質瘤51例（Ⅲ級20例，Ⅳ級31例）。 2.常規(guī)MRI平掃和增強掃描均能顯示病變的存在，不同級別的腦膠質瘤，信號各有特征。 3. FA圖顯示：纖維束改變，推移9例，信號未見降低；侵潤41例，FA值降低，信號部分降低；破壞22例，信號明顯降低。ADC圖顯示：瘤體45例呈稍高信號或不均勻高低信號，17例呈等信號或低信號，10例呈稍低信號；瘤周水腫66例呈高或稍高信號，6例未見明顯水腫帶呈等信號；28例壞死囊變區(qū)呈高信號。 4.腦膠質瘤組間比較：高、低級別膠質瘤的腫瘤瘤體部分、瘤周水腫帶的rFA值差異比較，均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。高、低級別膠質瘤瘤體部分、瘤周水腫帶rADC值差異比較，均有統(tǒng)計學意義(P㩳0.05)。 5.腦膠質瘤組內比較：高、低級別腫瘤瘤體部分rFA值均小于同級別瘤周水腫帶rFA值，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。高、低級別腫瘤瘤體部分rADC值均小于同級別瘤周水腫帶，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。 結論 1.常規(guī)MRI掃描結合DTI是腦膠質瘤診斷和分級的有效影像學技術。 2.高、低級別膠質瘤組間腫瘤瘤體區(qū)、瘤周水腫帶rFA值差異無統(tǒng)計學意義；但高、低級別膠質瘤中，同級別腫瘤瘤體部分rFA值小于同級別瘤周水腫帶rFA值，差異有統(tǒng)計學意義。 3.高、低級別膠質瘤組間腫瘤瘤體區(qū)、瘤周水腫帶rADC值差異有統(tǒng)計學意義，且與腫瘤級別越高，rADC值越低，即呈負相關。 4. DTT和FA圖可清楚顯示腫瘤與周圍白質纖維束的關系，了解功能區(qū)及其主要白質纖維束的位置，能直接觀察白質纖維束形態(tài)上的改變，為腦膠質瘤治療制定精確的方案、可最大范圍、安全地切除腫瘤，降低術后致殘率。 第二部分磁共振1H-MRS在腦膠質瘤診斷及分級中的應用評價 目的 1.在前一組病人的基礎上行1H-MRS掃描（除去5例未掃描或掃描不成功患者）。采用1H-MRS成像，對腦膠質瘤瘤體、瘤周水腫帶及對側同層面腦白質的Cho、NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr數值進行定性和定量分析，并初步探討各數值的診斷價值，以及與病理分級的相關性。 2.聯合應用常規(guī)MRI掃描，從細胞或分子水平反映腦膠質瘤的微觀物質代謝情況，并進行統(tǒng)計學分析，以提高1H-MRS對腦膠質瘤診斷及分級的準確性和判斷腫瘤對瘤周組織的侵襲性。 3.旨在運用多種模態(tài)MRI技術提高其診斷的準確率，為臨床準確診斷、科學治療提供了客觀的依據。 方法 1.搜集2010年10月~2013年10月期間資料完整的腦膠質瘤患者67例為研究對象，納入及剔除標準同前組。其中低級別膠質瘤20例（Ⅰ級4例，Ⅱ級16例），高級別膠質瘤47例（Ⅲ級18例，Ⅳ級29例）。其中男43例，女24例，年齡2～67歲，平均年齡44.6歲。 2.本組患者均使用美國GE Signa HD3.0T超導型MR掃描儀和頭顱8通道相控陣線圈，安全性原則和醫(yī)學倫理原則同前一組。 3.本組患者均在MRI平掃及增強掃描基礎上行1H-MRS掃描，1H-MRS檢查應用單體素(SV)的點分辨波譜分析法(PRESS)及化學位移選擇飽和脈沖(CHESS)水抑制法。成像時間3'48"，水抑制波長98%，帶寬5。以軸位T2WI序列為基礎，選擇病變最大徑線的層面為感興趣區(qū)（VOI），獲得SV的MRS。 4.波譜分析應用機器自身軟件進行相位和基線的校正，并計算各峰的峰下面積；根據化學位移確定各化合物對應的峰面積，以此估算該化合物的濃度；分析各化合物的峰值和比值。 5.使用SPSS15.0軟件進行數據統(tǒng)計分析。各組實驗結果均以均數±標準差（x s）表示，不同級別膠質瘤Cho、NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho、MI/Cr比值比較采用獨立樣本t檢驗；高、低級別膠質瘤組內Cho、NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho、MI/Cr比值比較采用配對t檢驗；高、低級別膠質瘤瘤體Lac峰、Lip峰比較采用卡方檢驗。膠質瘤瘤體Cho/Cr比值與第一部分內容中測得的瘤體rADC值進行相關性分析。以α=0.05為檢驗水準，P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。 6.確定病理結果方法同前一組。 結果 1.分為高級別膠質瘤和低級別膠質瘤兩組，低級別膠質瘤20例（Ⅰ級4例，Ⅱ級16例），高級別膠質瘤47例（Ⅲ級18例，Ⅳ級29例）。 2. MRI平掃和增強掃描常規(guī)MRI檢查均能顯示病變的存在，不同級別的腦膠質瘤，信號各有特征。 3.膠質瘤1H-MRS特征：Cho峰有不同程度升高，級別越高，升高越明顯；NAA峰明顯下降，Cr峰相對穩(wěn)定，MI峰升高；Cho/Cr比值升高，NAA/Cr、NAA/Cho比值下降，Lip峰只見于高級別膠質瘤，Lac峰高、低級別膠質瘤均可出現。 4.組間比較：高、低級別腦膠質瘤的瘤體區(qū)和對側同層面腦白質區(qū)的Cho、Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho之間比值，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。高、低級別腦膠質瘤的瘤體區(qū)代謝物：Cho、NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho、MI/Cr比值之間比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。腦膠質瘤的瘤體區(qū)和瘤周水腫帶的Cho、Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho之間比值，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。 5.組內比較：Ⅰ~Ⅱ級膠質瘤瘤周水腫帶與瘤體區(qū)的Cho、Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho之間比值，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。Ⅲ~Ⅳ級腦膠質瘤瘤周水腫帶與瘤體區(qū)的Cho、Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho之間比值，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。 6.腦膠質瘤瘤體區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho比值與病理級別呈負相關（相關系數rs分別為-0.429，-0.414；p＜0.01），Cho/Cr比值與病理級別呈正相關（相關系數rs＝0.741，p＜0.01）。 7.高、低級別腦膠質瘤均可見Lac峰，與腦膠質瘤病理級別無關。Lip峰只見于高級別腦膠質瘤中，Lip峰在鑒別高、低級別腦膠質瘤有意義。 8.與第一部分內容進行相關性分析，膠質瘤瘤體部分、瘤周水腫Cho/Cr比值與rADC值相關系數分別為-0.739、-0.712，，腦膠質瘤瘤體、瘤周水腫Cho/Cr比值與rADC值存在負相關。 結論 1.1H-MRS是診斷腦膠質瘤的有效補充技術。 2.聯合應用常規(guī)MRI掃描，1H-MRS能提高腦膠質瘤診斷的準確性。 3.1H-MRS能較為準確的評價腦膠質瘤的分級，從細胞或分子水平反映腦膠質瘤的微觀物質生化代謝信息。 4.1H-MRS可以觀察腦膠質瘤瘤體、瘤周水腫帶的微觀物質代謝，尤其是較早預測瘤周水腫帶的侵襲情況。
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【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R739.41

【參考文獻】

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本文編號：1694703