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胶质瘤恶性程度分级的功能性磁共振成像

编辑:INC|发布时间:2021-11-05 11:14
神经胶质瘤是最常见的颅内原发肿瘤,在病理上通常分为低级别别胶质瘤(WHOI、II级)和高级别胶质瘤(HGG,WHOIII级和IV级)。由于HGG治疗方法与LGG的治疗方式不同,所以确定肿瘤的等级对于临...

  神经胶质瘤是最常见的颅内原发肿瘤,在病理上通常分为低级别别胶质瘤(WHOI、II级)和高级别胶质瘤(HGG,WHOIII级和IV级)。由于HGG治疗方法与LGG的治疗方式不同,所以确定肿瘤的等级对于临床治疗是十分必要的。组织病理学评价是目前胶质瘤分级的金标准,然而,由于取样误差的限制,相关活检样本数量有限,其分类问题一直备受争议。另外,活体组织检查会引起脑部肿胀、出血、感染、癫痫、中风甚至昏迷等并发症。此外,如果样品检测结果有不确定性,就必须重复进行活检。因此,越来越多的学者开始探讨不同的fMRI对神经胶质瘤分级诊断的作用。

胶质瘤检查

  MRS(magneticresonancespectroscopy,MRS)相对于传统的磁共振技术,散射加权成像(diffusion-weightedimaging,DWI)(diffusiontensorimaging),DTI)等功能影像学技术能够进一步揭示肿瘤中的活性代谢成分和血流灌注、水分子弥散状况等功能性信息,为分级诊断和治疗胶质细胞瘤提供更为准确的依据,更加全面的信息。对近年胶质瘤的恶性程度分级和功能磁共振成像的研究进展作一简要综述。

  1.DWI

  DWI是目前唯一能探测到活组织中水分子扩散运动的非侵入性方法,它能探测到水分子在组织中扩散的微观速度。在这些参量中,表观扩散系数(ADC)是反映水分子流动性的重要指标。有研究表明,ADC值越低,越偏爱HGG,ADC越高,ADC越倾向LGG。由于肿瘤细胞内有阻隔水的屏障,所以高级细胞肿瘤中的水分散度要比低级细胞瘤低。例如,HGG中与肿瘤有关,并共存的其它多种组织学形态特征,如水肿、坏死、出血、囊性变或粘液变性等也可以影响水分子的扩散程度,而肿瘤周围水肿所致的组织受压也可以使肿瘤ADC值降低。

  2.DTI

  DTI是一种基于扩散加权成像建立的映射水分子扩散的方法,也是一种完全非侵入的方法。DTI通过水分子扩散的方式揭示了组织结构(包括其纤维)的微观细节。另外,由于它可以检测不正常的纤维,所以DTI已成为白质病变的主要检查手段。提出了一种基于DTI的可视化显像技术-弥散张量纤维束成象(diffusiontensortractography,DTT),可以清楚直观地显示脑内白质纤维束走行和脑白质纤维束与邻近病变的解剖关系,通过判断其与周围神经纤维的关系,由此,诊断肿瘤分级。

  DTI的主要研究参数包括部分各向异性指数(fractionanisotropy,FA,FA),它是水分子分散方向的定量参数,LGG实质区FA值低于HGG实质区,表明HGG肿瘤实质区内水分子扩散向单一方向扩散,并分析原因。有可能在LGG和HGG肿瘤实质区的白纤维束被破坏后,水分子不再沿着轴突走形方向扩散,而在HGG肿瘤实质区,肿瘤细胞呈恶性生长。与LGG相比,LGG细胞密度显著增加,导致胞外隙显著缩小,存在着水分子沿胞外隙扩散的可能性,因此HGG肿瘤实质区的FA值高于LGG肿瘤实质区。

  细胞内、外间隙水分子(MD)平均扩散系数(MD),是细胞内、外间隙水分子向各方向扩散的均值;反应扩散的幅度,受胞内腔和胞腔的水分子含量的影响,与平均ADC数相当,胶质瘤细胞密度越大,MD越低。光纤密度指数(FDi)是由于DTI依赖于水分子的扩散运动,所以当纤维完全存在(作为障碍)时,水分子的扩散模式具有各向异性。但随着密度、纤维密度和组织结构被破坏,水分子扩散的壁垒将消失,扩散模式将变成各向同性(水分子各向异性扩散降低)。这样,DTI就可以揭示有关组织结构,包括其纤维等微观结构,通过水分子扩散模式来揭示。

  已有学者研究发现,LGG的FDi值高于HGG。所以,DTI的独特优势在于对纤维病变进行判定以确定肿瘤分级。

  3.灌注成像。

  灌流加权成像(PWI)是一种用示踪剂来显示脑血管系统信号变化的成像方法。示踪可能为内源性(动脉血)或外源(氧化氘、二甲酚胺)。MRI是一种利用动脉血作为示踪剂的内源性PWI,动态敏感性对比灌注加权成像(DSC-PWI)是一种外源性PWI方法。在动态磁敏增强灌注加权成像(DSC-MRI)技术中,快速静脉注射对比剂Gd-DTPA,可以测量一定时间内肿瘤组织的信号衰减程度,从而评估相对脑血量(rCBV)。T2WI显示对比剂第一次穿过肿瘤组织时信号强度下降,然后恢复正常。

  T2信号强度随时间变化而变化,被称为T2相关度,与血药剂量和达到的浓度成正比。用动态参量T2相关测定法可评价兴趣区(ROI)相对脑血量(rTBV)或肿瘤组织相对肿瘤血容量(rTBV),可反映肿瘤血管增生情况。但Boxerman和其他人发现,仅当对比剂渗漏纠正时,rCBV对于胶质瘤的分级才有意义。无创PWI法(ASL-PWI)可以用来评估和定量脑血流量(CBF),是一种无创性的PWI。通过对12例高LGG患者的ASL-CBF图像及所测的资料进行分析,李勇等人发现3D-动脉自旋标(3D-ASL)PWI可显示正常脑组织区域内的血流分布,以及病变区域异常的血流灌注情况,另外,3D-ASL灌注加权成像也能反映肿瘤内微血管分布的不均一性,有助于肿瘤的分级。

  4.MRS

  MRS技术是唯一能够检测体内代谢物代谢的技术,能够检测人体内代谢物的浓度,从分子代谢水平反映组织细胞的病理生理变化,从而进一步加深对疾病的了解,这是常规磁共振成像的重要补充。MRS技术是目前最常用的人体MRS技术。MRS检查出的神经胶质瘤的产物包括乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、乳酸(Lac)、肌酸(Lip)、脂类(Lip)、肌醇(MI)等。因为胶质瘤细胞生长旺盛,使接近正常的神经元被肿瘤细胞所取代,这是一种典型的胶质瘤1HMRS表现:神经麻痹、神经萎缩、神经麻痹、神经麻痹、神经麻痹、神经麻痹、神经麻痹。

  外国学者研究发现,评价MRS参数时,Cho/Cr对HGG分级有重要价值,特别是Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤(2.47±0.55)和(2.84±0.45)较Cho/NAA更具诊断价值。同时应用Cho/Cr阈值1.56区分HGG与LGG,其特异性及阳性预测值分别为75.8%、47.5%、81.2%、39.6%。因此,MRS对胶质瘤恶性程度分级有重要意义。

  5.磁敏加权成像。

  磁敏感加权成像(susceptibilityweightedimaging,SWI)是以T2加权梯度回波序列效应为基础,利用组织间的磁敏感性差异成像的MRI序列。它是一种利用血氧水平依赖于信号强度诱导的磁差异来区分微小静脉与周围脑组织,它对血管(静脉血和脱氧血红蛋白)检测非常敏感,因此成为检测神经胶质瘤内部结构特征必不可少的工具。因此,LiC等利用3特斯拉SWI检测HGG中的小血管和微血管出血。

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