DCE-MRI在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中的應用價值分析
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作者:陳彩美 夏桂芳
【摘要】 目的：探究猶對比增強磁共振成像（DCE-MRI）在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中的應用價值。方法：回顧性分析2019年6月-2021年12月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九八醫院收治的經手術病理證實的72例腦膠質瘤患者的臨床資料，根據術中組織學病理檢查結果將患者分為低級別組（Ⅱ級，n=29）和高級別組（Ⅲ、Ⅳ級，n=43）。所有患者均于術前接受磁共振成像MRI掃描，分析兩組患者MRI圖像特征。比較兩組腫瘤實質中心區和水腫區的DCE-MRI定量參數，受試者工作特征曲線（ROC）分析DCE-MRI定量參數對腦膠質瘤病理分級的診斷價值。結果：低級別腦膠質瘤（Ⅱ級）MRI示腫瘤邊界不清，T1WI、T2WI呈不均勻高信號，瘤周輕度水腫，局部輕度占位，伴隨囊變、出血，增強后強化不明顯或呈輕度不均勻強化；高級別腦膠質瘤（Ⅲ、Ⅳ級）MRI示T1WI呈不均勻高信號，T2WI可見明顯指狀水腫影，占位征象明顯，伴瘤體壞死或囊變、出血，增強后呈明顯花環狀、結節樣強化。低級別組患者實質中心區的容積轉移常數（Ktrans）、血管外細胞外空間容積分數（Ve）、速率常數（Kep）和相對血容量（rCBV）值均小于高級別組（P<0.05）。低級別組水腫區的rCBV值小于高級別組（P<0.05）。ROC曲線分析結果顯示，DCE-MRI定量參數Ktrans、Ve、Kep和rCBV診斷不同病理分級腦膠質瘤的AUC值分別為0.795、0.840、0.881和0.782。結論：DCE-MRI在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中均具有良好的應用價值，定量參數Ktrans、Ve、Kep和rCBV是鑒別高、低級別腦膠質瘤的可靠指標，rCBV在病變范圍的界定方面更具有診斷價值。
【關鍵詞】 腦膠質瘤 動態對比增強磁共振成像 病理分級 病變范圍
Application Value of DCE-MRI in Pathological Grading Diagnosis and Lesion Range Definition of Brain Glioma/CHEN Caimei， XIA Guifang. //Medical Innovation of China， 2022， 19（31）： -138
[Abstract] Objective： To explore the application value of dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging （DCE-MRI） in pathological grading diagnosis and lesion range definition of brain glioma. Method： The clinical data of 72 patients with brain glioma confirmed by surgery and pathology admitted to the 908th Hospital of Joint Logistics Support Force of Chinese People’s Liberation Army from June 2019 to December 2021 were retrospectively analyzed， according to the histopathological results， the patients were divided into low-grade group （grade Ⅱ， n=29） and high-grade group （grade Ⅲ， Ⅳ， n=43）. All patients underwent MRI scanning before surgery， and the MRI features were analyzed. The DCE-MRI quantitative parameters in central area and edema area of tumor parenchyma were compared between the two groups. The receiver operating characteristic （ROC） curve was used to analyze the value of DCE-MRI quantitative parameters in pathological grading diagnosis of brain glioma. Result： For low-grade （grade Ⅱ） brain gliomas， MRI showed obscure tumor boundaries， heterogeneous high signals on T1WI and T2WI， mild edema around the tumor， mild local space occupying signs， with cystic degeneration and hemorrhage. The enhancement was not obvious or slightly heterogeneous after enhanced scan. For high-grade （grade Ⅲ， Ⅳ） brain gliomas， MRI showed heterogeneous high signal on T1WI， obvious finger-like edema on T2WI， obvious space-occupying signs， with tumor necrosis， cystic degeneration or hemorrhage， the enhancement was ring-like and nodular after enhanced scan. The volume transfer constant （Ktrans）， extravascular extracellular space volume fraction （Ve）， rate constant （Kep） and relative cerebral blood volume （rCBV） in parenchymal central area of the low-grade group were lower than those of the high-grade group （P<0.05）. The rCBV value in edema area of the low-grade group was lower than that of the high-grade group （P<0.05）. ROC curve analysis showed that the AUC values of DCE-MRI quantitative parameters Ktrans， Ve， Kep and rCBV to diagnose different pathological grades of brain gliomas were 0.795， 0.840， 0.881 and 0.782， respectively. Conclusion： DCE-MRI has a good application value in the pathological grading diagnosis and lesion range definition of brain glioma. The quantitative parameters Ktrans， Ve， Kep and rCBV can are reliable indicators for distinguish high-grade and low-grade brain gliomas， and rCBV has more diagnostic value for lesion range definition.
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[Key words] Brain glioma Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging Pathological grading Lesion range
First-author’s address： The 908th Hospital of Joint Logistics Support Force of Chinese People’s Liberation Army， Yingtan 335000， China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.31.032
腦膠質瘤是較為常見的神經系統惡性腫瘤，根據組織病理學特征對腦膠質瘤進行分級，是評估腫瘤惡性程度、明確治療方案、提高患者生存率的P鍵[1-2]。腦組織活檢是診斷腦膠質瘤分級的“金標準”，但該檢查方法屬于有創操作，在腫瘤的立體定位、術前診斷中的應用有一定局限性[3]。動態對比增強磁共振成像（DCE-MRI）可通過分析病灶組織的血流動力學特征，提高腫瘤疾病的診斷準確率，是近年來發展較快的惡性腫瘤診斷方法[4]。當前，有關DCE-MRI在腦膠質瘤診斷中的應用較多[5]，但其在腦膠質瘤病變范圍界定中的報道較少。本研究主要分析了DCE-MRI在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中的應用。
1 資料與方法
1.1 一般資料 回顧性分析2019年6月-2021年12月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九八醫院收治的經手術病理證實的72例腦膠質瘤患者的臨床資料。納入標準：（1）術中組織學病理檢查符合腦膠質瘤的診斷標準[6]；（2）患者性別不限，年齡≥18歲；（3）術前接受MRI掃描，相關資料完整。排除標準：（1）在接受MRI檢查前進行過放化療、手術或穿刺等有創操作；（2）存在其他顱內病變。根據術中組織學病理檢查結果將患者分為低級別組（Ⅱ級，n=29）和高級別組（Ⅲ、Ⅳ級，n=43）。本研究經醫院倫理委員會批準。
1.2 方法
1.2.1 MRI掃描 采用Philips Achieva 3.0T TX型磁共振掃描儀、8通道頭部線圈進行掃描，掃描中心位置為胼胝體下緣，掃描范圍為自頭頂至顱底。檢查時取仰臥位，頭先進，掃描過程中囑患者自然呼吸。掃描序列，（1）橫軸位T1WI：TR 1 750 ms，TE 25.2 ms，層厚4 mm，矩陣320×256；（2）橫軸位T2WI：TR 4 080 ms，TE 91 ms，層厚5 mm，矩陣512×512；（3）T2 FLAIR：TR 8 400 ms，TE 147 ms，層厚5 mm，矩陣256×160；（4）DCE-MRI：采用3D肝臟容積快速采集技術，掃描參數：TR 4.1 ms，TE 2.0 ms，矩陣256×192，激勵次數0.68。掃描1期后，依次以2 mL/s注射速度于肘靜脈注射0.1 mmol/kg釓噴酸葡胺注射液（生產廠家：上海旭東海普藥業有限公司，批準文號：國藥準字H19991368，規格：20 mLU9.38 g）、20 mL生理鹽水；掃描50期，采集時間共7 min 18 s。
1.2.2 圖像分析 采用Omnikinetics軟件進行圖像分析，于對比劑強化區畫出感興趣區（ROI），注意避開壞死、出血、囊變及鈣化部位；生成個ROI的容積轉移常數（Ktrans）、血管外細胞外空間容積分數（Ve）、速率常數（Kep）、腦血容量（CBV），計算相對血容量（rCBV）=腫瘤CBV/對側正常腦組織CBV。每個腫瘤實質中心區和水腫區（僅瘤周1 cm內）進行3次測量，以3次測量結果的平均值為最終結果。
1.3 統計學處理 采用SPSS 20.0軟件進行數據分析。計量資料以（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，行字2檢驗或Fisher確切概率檢驗；應用MedCalc15.1統計學軟件繪制受試者工作特征曲線（ROC），評價DCE-MRI定量參數對腦膠質瘤病理分級的診斷價值。以P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組一般資料比較 兩組一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），見表1。
2.2 高、低級別腦膠質瘤患者MRI圖像特征分析 29例低級別腦膠質瘤（Ⅱ級）患者MRI顯示腫瘤邊界不清，T1WI、T2WI呈不均勻高信號，瘤周輕度水腫，局部輕度占位，伴隨囊變、出血，增強后強化不明顯或呈輕度不均勻強化，見圖1。43例高級別腦膠質瘤（Ⅲ、Ⅳ級）患者MRI顯示T1WI呈不均勻高信號，T2WI可見明顯指狀水腫影，占位征象明顯，伴瘤體壞死或囊變、出血，增強后呈明顯花環狀、結節樣強化，見圖2、3。
2.3 高、低級別組實質中心區DCE-MRI定量參數比較 低級別組患者實質中心區的Ktrans、Ve、Kep和rCBV值均小于高級別組患者（P<0.05），見表2。
2.4 高、低級別組水腫區DCE-MRI定量參數比較 低級別組水腫區的rCBV值小于高級別組患者（P<0.05）。兩組水腫區Ktrans、Ve、Kep值比較，差異均無統計學意義（P>0.05），見表3。
2.5 DCE-MRI定量參數對腦膠質瘤病理分級的診斷價值分析 ROC曲線分析結果顯示，DCE-MRI定量參數Ktrans、Ve、Kep和rCBV診斷不同病理分級腦膠質瘤的AUC值分別為0.795、0.840、0.881；當Ktrans、Ve、Kep和rCBV的值分別為0.410 /min、0.184、0.946/min、3.395時，Younden’s指數最大。各指標的敏感度和特異度見表4、圖4。
3 討論
腦膠質瘤病理分級的不同，其病情進展、治療方案及患者預后也存在差異。對于低級別腦膠質瘤，手術治療即可獲得良好的預后，而單純的手術切除無法明顯改善高級別膠質瘤患者的生存率，術后需輔以放化療。因此，術前診斷腦膠質瘤的分級，對術后治療方案的選擇具有重要意義。DCE-MRI主要依據對比劑在病灶組織中的濃度變化，量化分析其血流動力學特征，從而實現對腫瘤惡性程度的鑒別診斷[7]。一項有關DCE-MRI診斷腦膠質瘤的研究發現，DCE-MRI定量參數對于腦膠質瘤的分級診斷具有重要的診斷價值，聯合細胞增殖相關核蛋白抗原檢測可進一步提高診斷的敏感度[8]。
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本研究發現，不同病理等級的腦膠質瘤，其MRI特征存在明顯差異，具體表現為：低級別腦膠質瘤瘤周水腫、占位情況較輕，增強后強化不明顯或呈輕度不均勻強化；高級別腦膠質瘤可見明顯水腫影，占位征象明顯，與既往研究結論一致[9]，證實腦膠質瘤病理分級不同會導致MRI表現存在差異。隨著腦膠質瘤病理分級的增加，瘤周水腫及壞死囊變程度加重，微血管密度發生變化，使得T1、T2信號影發生改變，強化程度不同。
本研究發現，低級別組實質中心區的Ktrans、Ve、Kep和rCBV均小于高級別組（P<0.05）。細胞學研究發現，新生血管數量增加是腫瘤細胞生長過程中的重要改變，這一變化會導致血管密度增加，并在血管內皮生長因子的過表達、腫瘤細胞的異構性等的影響下，使血管通透性發生改變，進而引起血管滲漏[10]。腦膠質瘤病理分級越高，微血管密度與血管通透性越高，導致血管外細胞外間隙的對比劑濃度差進一步增大，進而影響對比劑的交換速度[11]。此外，腫瘤細胞往往存在細胞間隙偏大、排列混亂等情況，從而使得Ktrans、Ve、Kep、rCBV值較高[12]。ROC曲線分析結果顯示，Ktrans、Ve、Kep和rCBV診斷不同病理分級腦膠質瘤的AUC分別為0.795、0.840、0.881，提示DCE-MRI定量參數在腦膠質瘤病理分級方面具有較高的診斷價值，臨床可通過對腦膠質瘤患者DCE-MRI定量參數的檢查進行病情評估和分級診斷。
既往研究表明，腦膠質瘤的周圍往往伴有不同程度的水腫。本研究發現，低級別組水腫區的rCBV小于高級別組（P<0.05）[13]。新生腫瘤血管血腦屏障不規則、破壞等會導致局部形成血管源性水腫；高級別腫瘤細胞生長時，瘤周水腫區可能部分或全部浸潤至腫瘤組織，使水腫區新生血管的數量顯著增多，血管滲透性改變后導致rCBV繼發性升高[14-15]。而對于瘤周1 cm以外的水腫區來說，該區域以細胞毒性水腫為主，因此不同級別腦膠質瘤患者水腫區的rCBV值無明顯差異，rCBV在腦膠質瘤病變范圍的界定方面具有一定的應用價值[16-20]。本研究中，兩組患者水腫區的Ktrans、Ve、Kep無明顯差異，考慮與兩種級別膠質瘤患者瘤周水腫區毛細血管相對完整有關。
綜上所述，DCE-MRI在腦膠質瘤病理分級診斷及病變范圍界定中均具有良好的應用價值，定量參數Ktrans、Ve、Kep和rCBV是鑒別高、低級別腦膠質瘤的可靠指標，rCBV在病變范圍的界定方面更具有診斷價值。
參考文獻
[1] YANG Z A，YING X B，GCL C，et al.Long non-coding RNAs as epigenetic mediator and predictor of glioma progression，invasiveness，and prognosis[J].Semin Cancer Biol，2020，10（6）：1124-1129.
[2] POONAN P，AGONI C，IBRAHIM M A A，et al.Glioma-targeted therapeutics：computer-aided drug design prospective[J].Protein J，2021，40（5）：601-655.
[3]張浩，崔園園，馮杰，等.氨基質子轉移成像對腦膠質瘤分級及異檸檬酸脫氫酶、Ki-67、p53表達的診斷及預測價值[J].中國醫學影像學雜志，2020，28（5）：327-332.
[4] QIAO M，SUO S，CHENG F，et al.Three-dimensional breast tumor segmentation on DCE-MRI with a multilabel attention-guided joint-phase-learning network[J].Comput Med Imaging Graph，2021，90（1）：909-913.
[5]李德培，陳忠平.腦膠質瘤臨床診療新進展[J].國際神經病學神經外科學雜志，2020，47（1）：87-90.
[6]中中樞神經系統膠質瘤診斷和治療指南編寫組.中國中樞神經系統膠質瘤診斷與治療指南（2015）[J].中華醫學雜志，2016，96（7）：485-509.
[7] YAN L，QU J，LI J，et al.Predicting T and N staging of resectable gastric cancer according to whole tumor histogram analysis about a non-cartesian k-space acquisition DCE-MRI：a feasibility study[J].Cancer Manag Res，2021，18（13）：7951-7960.
[8]王寧，印弘，康曉偉，等.DCE-MRI定量參數與腦膠質瘤Ki-67標記指數的相關性分析[J].放射學實踐，2019，34（4）：417-421.
[9]白順軍，秦麗娟，潘慧麗，等.磁共振成像定量影像學特征用于腦膠質瘤術前分級診斷的價值研究[J].中國醫學裝備，2019，16（9）：75-79.
[10] HECTORS S J，BANE O，KENNEDY P，et al.Noninvasive diagnosis of portal hypertension using gadoxetate DCE-MRI of the liver and spleen[J].Eur Radiol，2021，31（7）：4804-4812.
[11] LEE J K，LIU C，ELSHAIKH M A，et al.Multiparametric MRI-based intraprostatic tumor volume delineation in localized prostate cancer[J].J Clin Oncol，2018，36（6）：22.
[12]王大遙朱建忠，劉輝，等.DCE-MRI測量Ktrans值、Ve值聯合ADC值與腦膠質瘤患者MVD及病理分期的相關性[J].中國臨床醫學影像雜志，2020，31（11）：12-15.
[13]王新偉，趙智偉. MRS在界定腦膠質瘤病理級別和病變范圍中的診斷價值[J].中國實用神經疾病雜志，2017，20（4）：83-85.
[14] CHAO B，JIANG F，BAI H，et al.Predicting the prognosis of glioma by pyroptosis-related signature[J].J Cell Mol Med，2022，26（1）：133-143.
[15]張雁林，李曉，陳明，等.鑒別不同類型血管性水腫的生物標志物[J].中華臨床免疫和變態反應雜志，2021，15（6）：717-718.
[16] KEIL V C，GIELEN G H，PINTEA B，et al.DCE-MRI in glioma，infiltration zone and healthy brain to assess angiogenesis：a biopsy study[J].Clin Neuroradiol，2021，31（4）：1049-1058.
[17]馬凱明，楊軍.腦膠質瘤瘤周水腫區細胞外間隙改變及機制研究進展[J].中華神經醫學雜志，2022，21（3）：242-248.
[18]陜曼玉，楊國強，秦江波，等.DSC-MRI和IVIM在鑒別高級別腦膠質瘤術后復發和放射性腦損傷的初步研究[J].磁共振成像，2020，11（5）：326-331.
[19]劉玉清，柴睿超，李陽芳，等.腫瘤壞死因子α誘導蛋白6基因在腦膠質瘤中的表達及其臨床意義[J].中華神經外科雜志，2021，37（5）：509-515.
[20]王沛沛，宋曼莉，張文華，等.腦膠質瘤MRI紋理特征的穩健性[J].中國醫學影像學雜志，2021，29（5）：519-524.
?。ㄊ崭迦掌冢?022-05-26） （本文編輯：張明瀾）
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