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扩散峰度成像在脑瘤中的应用

栏目:神外前沿|编辑:INC|发布时间:2021-12-27 15:34 |

  扩散峰度成像在脑肿瘤中的研究与肿瘤分级、鉴别诊断、基因型、分子标记物预测、预后评价等有关。

  1.颅内肿瘤的分级诊断。

  原发性颅内肿瘤以胶质瘤最为常见,属于低级别别胶质瘤。LGG和高级别胶质瘤(high-gradeglioma,HGG)具有高度的恶性,且预后不良,病人生存期短,术前准确分级有利于给病人更好的治疗方案。由于有创伤性的组织活检,且可能因取样误差而造成分级错误,术前应用无创影像学检查对胶质瘤分级非常重要。首次提出使用扩散峰度成像进行脑胶质瘤分级时,Raab等研究显示,不同等级的脑胶质瘤实质部分的MK值随等级升高而增加。

  VanCauter等研究发现,相对于DTI扩散参数(MD和FA),以及传统的成像特征,MK值在鉴别高级别脑胶质瘤时具有较高的优越性,并随年龄的增长显著降低,结果显示,瘤体周围水肿区的扩散峰度成像指标与神经退行性改变及神经细胞萎缩有关,不同级别的胶质瘤间无显著差异。Jiang及Zhao等研究发现,在WHOⅡ型和Ⅳ级胶质瘤中,MK值、MD值均有显著差异,但与DTI参数相比,扩散峰度成像参数对区分高低等级胶质瘤具有重要意义。

  一份meta分析同样显示,430个神经胶质瘤患者MK能更准确地鉴别高、低级别神经胶质瘤。弯曲下面面积(AUC)(areaunderthecurve)为0.94,敏感度及特异度分别为85%.92%,此结果可能与肿瘤等级较高及肿瘤细胞密度有关,多形、异质、多形、多异质,并伴有坏死.出血.内皮细胞增殖及血管增生等;提高了组织、细胞显微结构的异质性和复杂性,扩散峰度成像能够反映这一微观结构的复杂性;这样,就能准确地分级,进而为胶质瘤病人提供准确的诊断及治疗方案。所以Falk等建议在手术前增加扩散峰度成像扫描来诊断神经胶质瘤的病人。在病理学上,脑膜瘤是最常见的中枢神经系统肿瘤之一。脑膜瘤分为良性肿瘤(Ⅰ级)、不典型(Ⅱ级)和恶性脑膜瘤(III级),不同等级的脑膜瘤治疗方法及预后有所不同。因此,术前准确地评价脑膜瘤的生物学特性,对于手术入路选择及病人预后有重要意义。

  Xing等对扩散峰度成像在脑膜瘤鉴别诊断中的应用进行了研究,发现MK值对良恶性脑膜瘤有较强的鉴别能力。MK值(Ⅱ、III级)与良性脑膜瘤(Ⅰ级)相比,MK值更高,关键值.AUC.灵敏度为0.875.0.780.70%,特异度为89%;对其原因进行了分析,认为与良性脑膜瘤相比,恶性脑膜瘤的有丝分裂活性增加,更易坏死,核质比增加。胞内复合体蛋白分子增多,细胞密度大,异质性大,肿瘤成分复杂度高,扩散峰度成像技术能准确地反映脑膜瘤的生物学行为。

  2、脑瘤的鉴别诊断。

  脑癌是继发恶性肿瘤最常见的一种,有15%~30%的病人发现原发灶前有脑转移。神经胶质母细胞瘤(GBM)是HGG最常见的一种组织,占所有神经胶质瘤的45%。(primarycentralnervoussystemlymphomas)PCNSLs)是一种罕见的脑瘤,HGG和PCNSLs在常规MRI检查中均显示颅内单发转移性肿瘤。同时伴发出血。坏死。明显的占位作用,增强扫描明显强化,鉴别较难,但是,三种疾病的治疗方案及预后存在较大差异,因此术前正确鉴别尤为重要。

  在HGG和转移瘤的鉴别研究中,HGG与单发脑转移瘤扩散峰度成像参数值相比,肿瘤实质区域HGG与扩散峰度成像参数值没有统计学意义,而HGG在瘤周水肿区的MK值明显高于转移瘤,有助于两者鉴别。龙拥军等应用扩散峰度成像对HGG和单发脑转移瘤进行Meta分析,发现肿瘤周围水肿区MK值高于转移瘤。这种情况可能是因为肿瘤周围水肿是单纯的血管性水肿所致的,而胶质瘤由于其侵袭性,在瘤周水肿区引起了肿瘤细胞的浸润,它的结构变得更加复杂,破坏了周围的白质纤维束,限制水分子的扩散,同时发生了血管源性水肿,由于水分子的扩散限制比较明显,因此在肿瘤周围的水肿区MK值明显高于转移瘤。因此,MK值可作为HGG与颅内单发转移瘤鉴别诊断的一个重要指标。

  用扩散峰度成像技术对HGG和PCNSLs进行了研究,发现PCNSLs肿瘤实质区域的MK、Ka均显著高于HGG,AUC值分别为0.898.0.941,MK值的敏感度和特异度分别为100%.75%,提示淋巴瘤具有较高的细胞密度和较高的核质比例。与较高水平的水分子扩散有关。

  3.胶质瘤的基因型和预后预测。

  在WHO新的中枢神经系统肿瘤分类中,胶质瘤基因型首次增加,其基因型与诊断和预后有密切关系,有助于制定个体化治疗方案。研究并用于临床的基因型有异柠檬酸脱氢酶(IDH)基因.O6-甲基鸟苷-DNA甲基转移酶(O6-methylguanineDNAmethyltranferase,MGMT)基因等,由于基因检测具有创新性和滞后性,限制了其临床应用。目前,利用影像学方法预测脑胶质瘤基因型已成为研究热点。

  将IDH基因分为野生型、突变型和NOS型两种,统计结果显示,88%的弥漫性星形细胞瘤和82%的继发性胶质母细胞瘤常发生IDH-1基因突变。以往的许多研究显示IDH-1突变比IDH-1野生型的预后要好于IDH-1野生型,Hempel等和Tan等研究发现,IDH-1突变型的标准MK值比野猪低;因此Zhao等假说,IDH-1突变型胶质瘤组织细胞数量少、复杂度低、解剖结构侵袭性低、肿瘤均一,这一假说也得到了他们的研究。在IDH-1突变型患者中,扩散峰度成像参数值显著低于IDH-1野生型,在单因素分析中,对Ka值的诊断效率最高(AUC为0.72,敏感度为74%.75%)。扩散峰度成像技术可用于对IDH基因型的突变状态进行术前预测。

  MGMT启动子甲基化状态与胶质瘤对化疗药物替莫唑胺的敏感度密切相关,可作为评价其预后的重要参考指标。Hempel及Wang等研究都显示,在MGMT的甲基化和非甲基化肿瘤中,扩散峰度成像参数没有显著性差异,提示扩散峰度成像不能预测胶质瘤MGMT的表达状态。但是,该所含有的样本很少,扩散峰度成像对胶质瘤MGMT的预测价值还有待进一步研究。结果表明Ki-67能较好地反映胶质瘤细胞的增殖活性,Ki-67表达越高,提示肿瘤的恶性程度越高,可作为判断肿瘤恶性程度和评价患者预后的依据。

  应用扩散峰度成像技术评价胶质瘤细胞增殖活性,结果表明:峰度参数与Ki-67水平相关,Ki-67表达水平越高,说明峰度指标可作为预测胶质瘤细胞增殖的指标。目前国内外的其它研究也显示,峰度参量与Ki-67指数呈正相关,这可能是由于胶质瘤组织内肿瘤细胞增多,新血管形成增多,Ki-67表达增高。

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