黄鼎祥，艾信平

（潜江市中心医院，武汉大学人民医院潜江医院，长江大学潜江临床医学院CT/MRI室，湖北潜江 433199）

0 引言

脑胶质瘤是一种临床较为常见的颅脑恶性肿瘤疾病，其根据病理学检查恶性程度分为低级别（Ⅰ、Ⅱ级）和高级别（Ⅲ、Ⅳ级），不同级别的脑胶质瘤患者在病情发展速度、治疗方案选择以及术后预后情况等方面均存在较大的差异性，故准确对脑胶质瘤分级具有十分重要的临床意义[1]。磁共振动态对比增强（dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI）是通过动态监测造影剂在机体吸收和代谢期间获得的血流动力学指标，进而在细胞分子功能水平上反映组织血管分布、血流灌注状态的影像学检测技术[2]。扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）则是扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）以及扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）等影像学检测技术的拓展，其可反映水分子扩散的非高斯分布状态，故反映组织结构微观变化的准确性更高[3-4]。由于脑胶质瘤级别与血管分布、组织异型性之间存在直接的联系，故上述2种技术均有助于脑胶质瘤的分级。本研究拟分析DCE-MRI联合DKI在脑胶质瘤分级中的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择本院2016年1月至2018年12月期间住院治疗的47例脑胶质瘤患者作为研究对象，根据术后病理组织检查分为高级别脑胶质瘤组和低级别脑胶质瘤组。高级别脑胶质瘤组（n=25例）：男15例、女10例，年龄22～71岁，平均年龄（42.7±14.6）岁，肿瘤病灶直径（4.4±1.5）cm；低级别脑胶质瘤组（n=22例）：男14例、女8例，年龄20～70岁，平均年龄（43.5±12.9）岁，肿瘤病灶直径（4.6±1.2）cm。高、低级别脑胶质瘤患者在年龄、性别、肿瘤病灶直径等方面比较无显著性差异（P＞0.05）。本研究方案已通过医院伦理委员会审核和批准，所有患者均知晓研究方案并签署知情同意书。

1.2 检查方法

所有患者入院后均行DCE-MRI及DKI检查，检查设备为GE公司的Discovery MR 750 3.0T MR仪。

1.2.1 DCE-MRI检查方法

采取轴位快速容积成像（liver acceleration volume acquisition，LAVA）序列扫描检查，首先行 T1原始值图（T1map）扫描，翻转角为 3、6、9、12、15°，其他参数设置为：重复时间（repetition time，TR）3.6 ms，回波时间（echo time，TE）2.2 ms，矩阵 160×128，层厚4.0 mm；然后予以DCE-MRI检查，参数设置为：翻转角 15°，TR 3.6 ms，TE 2.2 ms，矩阵 160 ×128，层厚4.0 mm，单期扫描检查时间为6 s，共40期。第2个时相结束后静脉注射造影剂（钆喷酸葡胺），注射速率为3 ml/s，注射剂量为0.1 mmol/kg，同时以相同速度注射20ml生理盐水冲洗导管。图像分析：将数据分别导入定量分析软件，获得相应的时间-浓度曲线，在图像最大病灶区域勾画感兴趣区域（region of interest，ROI），注意避开囊性病变、坏死病变、出血病灶及正常血管，确保为病灶增强部位，获取转运常数（Ktrans）、血管外细胞外容积分数（Ve）和速率常数（Kep），上述参数值均测量5次取平均值作为最终数值。

1.2.2 DKI检查方法

MRI扫描序列主要为常规MRI序列，轴位T1WI、T2WI、T2-FLAIR 及矢状位 T2WI，轴位、冠状位、矢状位T1WI增强扫描序列。增强扫描检查时需静脉注射造影剂（钆喷酸葡胺），注射剂量为0.4 mmol/kg，速率为2.5～3.5 ml/s。DKI扫描检查选择自旋回波成像序列，在30个方向施加扩散敏感梯度场，扩散敏感因子b分别为0、1 000、2 000 s/mm2，其他参数设置为 TR 5000ms，TE 103 ms，视野（filed of view，FOV）230 mm，体素 2.0 mm×2.0 mm×2.0 mm，层厚 2 mm，层间距 0，层数70，扫描时间为355 s。图像分析：影像学图像采用DKE后处理软件予以分析，获得平均扩散峰度（mean kurtosis，MK）、平均扩散系数（mean diffusivity，MD）和各向异性分数（fractional anisotropy，FA）图。根据常规MRI图像确定肿瘤病灶实质区、瘤周水肿区以及对侧正常脑白质区，分别在相应区域勾画ROI，获得MK值、MD值和FA值，上述参数值均测量3次取平均值作为最终数值。将数值除以对侧正常脑白质区得到相对扩散各向异性分数（ratio of FA，rFA）、相对平均扩散系数（ratio of MD，rMD）、相对平均扩散峰度（ratio of MK，rMK）。

1.3 统计学处理

所有研究数据资料均采用SPSS 19.0统计软件分析，2组参数值比较采用独立样本t检验。采用ROC曲线分析各参数鉴别诊断高、低级别脑胶质瘤的敏感度、特异度和曲线下面积（area under curve,AUC），以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者DCE-MRI定量参数比较

高级别脑胶质瘤组Ktrans、Ve值均明显高于低级别脑胶质瘤组（P＜0.05），而2组Kep值比较无显著性差异（P＞0.05），见表 1，如图 1、2 所示。

2.2 2组患者DKI参数及标准化参数比较

高级别脑胶质瘤组MK及rMK均明显高于低级别脑胶质瘤组（P＜0.05），而 2 组 MD、FA、rMD、rFA 比较无显著性差异（P＞0.05），见表 2，如图 3、4所示。

表1 2组患者DCE-MRI定量参数比较

图1 高级别脑胶质瘤（Ⅲ级）的DCE-MRI成像

图2 低级别脑胶质瘤（Ⅰ级）的DCE-MRI成像

表2 2组患者DKI参数及标准化参数比较

图3 高级别脑胶质瘤（Ⅲ级）的DKI成像

2.3 ROC曲线分析

DCE-MRI联合DKI诊断高级别脑胶质瘤的AUC、敏感度、特异度均高于DCE-MRI、DKI单一诊断，见表3，如图5所示。

图4 低级别脑胶质瘤（Ⅱ级）的DKI成像

表3 DCE-MRI联合DKI诊断高级别脑胶质瘤的ROC曲线分析结果

图5 ROC曲线分析图

3 讨论

DCE-MRI是采用重复成像技术追踪造影剂在脏器组织中弥散、代谢的情况，从而反映微血管通透程度的影像学诊断技术，其可在血流动力学、细胞水平等方面评估肿瘤病灶组织的血流灌注状态、微血管通透程度以及微血管组织生成情况[5-6]。脑胶质瘤生长期间血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）大量分泌和释放，使得微血管密度明显升高，同时伴随有基底膜缺损、血管通透性增加等现象，且微血管密度与脑胶质瘤分级存在明显的正相关性关系，故DCE-MRI可用于脑胶质瘤分级[7-8]。本研究显示，高级别脑胶质瘤组Ktrans、Ve值均明显高于低级别脑胶质瘤组（P＜0.05），而2组Kep值比较无显著性差异（P＞0.05），提示Ktrans、Ve值在脑胶质瘤分级中具有一定的价值。分析原因在于：Ktrans反映造影剂从血管至肿瘤病灶间隙组织的跨内皮细胞转运状态；Ve反映肿瘤血管外细胞外的容积水平；Kep则为造影剂返回至血管组织内的反向转运常数[9]。Ktrans、Ve数值越高，提示微血管组织生成越多，血管通透性越高，故脑胶质瘤级别越高[10]。本研究还发现，Ktrans诊断高级别脑胶质瘤的AUC大于Ve，提示Ktrans是DCE-MRI鉴别诊断高、低级别胶质瘤敏感度和特异度最高的参数，与相关研究相符[11]。

DKI影像学诊断技术主要通过四阶张量描述水分子运动的非高斯分布状态，与DTI比较，其对于组织结构复杂程度的描述更趋于真实[12]。较多研究认为[13-15]，DKI在脑积水、高级别脑胶质瘤与单发脑转移瘤鉴别诊断以及宫颈癌病理分级等方面具有一定的临床价值。本研究显示，高级别脑胶质瘤组MK及rMK均明显高于低级别脑胶质瘤组（P<0.05），而2组MD、FA、rMD、rFA 比较无显著性差异（P>0.05），提示MK在脑胶质瘤分级中具有一定的价值。分析原因在于：高级别脑胶质瘤组织结构较低级别脑胶质瘤更为复杂，细胞密度显著性增加，且存在较多的细胞异型性和多形性表现，同时还伴随有血管组织增生、坏死等病变，进而导致水分子扩散运动受到一定的限制，最终MK值明显升高[16-17]。研究还发现，rMK诊断高级别脑胶质瘤的AUC大于MK，分析原因可能为肿瘤组织对正常脑白质结构造成一定损伤，使得MK值有所下降，通过标准化处理去除白质对MK值的影响因素，可更准确反映组织的异型性[18-19]。

2种影像学检查方法联合应用可弥补相互存在的缺陷，因此本研究选择Ktrans、rMK作为诊断高级别脑胶质瘤的主要参数，通过ROC曲线分析发现，Ktrans联合rMK诊断高级别脑胶质瘤的AUC、敏感度、特异度均高于DCE-MRI定量参数、DKI参数单一诊断。综上所述，DCE-MRI（Ktrans）联合扩散峰度成像（rMK）在脑胶质瘤分级中具有较高的临床价值。本研究也存在一些不足之处：（1）病例数较少，尚需进一步扩大研究病例数；（2）渗透性参数均选择了平均值进行比较，无法准确反映肿瘤的异质性，还需对肿瘤实质异型性进行研究；（3）勾画ROI时可能存在偏差，而肿瘤的坏死、囊变及水肿等适应性变化与微血管通透性存在一定的关系。