王 偉，沈龍山，2，3，程 雯，陳劉成，王震寰

1蚌埠醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院放射科，安徽 蚌埠 233040；2數(shù)字醫(yī)學與智慧健康安徽普通高校重點實驗室（蚌埠醫(yī)學院），蚌埠醫(yī)學院臨床應用解剖研究所，安徽 蚌埠 233004；蚌埠醫(yī)學院3醫(yī)學影像學院，6人體解剖教研室，安徽 蚌埠 233030；4蚌埠學院文學與教育學院，安徽 蚌埠 233000；5蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院放射科，安徽蚌埠 233004

膠質瘤是顱內最常見的原發(fā)性惡性腫瘤，準確區(qū)分低級別膠質瘤和高級別膠質瘤具有重要的意義［1］。研究表明膠質瘤周圍的水腫區(qū)域存在微觀腫瘤浸潤，評估腫瘤的切除范圍對臨床治療方案的選擇至關重要［2］。目前對腦膠質瘤的分級診斷仍是依據病理檢測，術前常規(guī)磁共振增強掃描可對膠質瘤進行初步的診斷，如何準確的分級診斷以及判斷預后依舊是研究的熱點。多模態(tài)磁共振成像是多種磁共振功能成像模式的相互結合，對患者進行全方面的檢查，從而為臨床醫(yī)生判斷病情提供更多具有價值的信息。多模態(tài)磁共振成像主要包括擴散加權磁共振成像（DWI）、彌散張量磁共振成像（DTI）、動態(tài)磁敏感對比灌注加權成像（DSC-PWI）、動態(tài)對比增強磁共振成像（DCE-MRI）、動脈自旋標記成像（ASL）和磁共振波譜成像（MRS）等，可以提供腫瘤的生化和能量代謝、生長方式以及內在生物學行為信息，有利于評估腫瘤的浸潤范圍，為腦膠質瘤的準確診斷和預測患者預后提供更多的方法［3］。本文旨在闡述多模態(tài)磁共振成像技術在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用價值。

1 DWI在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

DWI是一種能夠反映組織內水分子微觀運動狀態(tài)的影像技術［4］，多用于中樞神經系統(tǒng)疾病的診斷。表觀擴散系數(shù)（ADC）值是由DWI圖計算出來可用來反映組織內水分子的擴散速率，在腦膠質瘤的術前分級診斷及評估預后中具有重要的價值［5］。

有學者通過評價表觀擴散系數(shù)ADC值對顱內不同類型腦膠質瘤的診斷效果，發(fā)現(xiàn)DWI結合ADC測量有助于傳統(tǒng)MRI對膠質瘤進行分級，同時也可以將膠質瘤與轉移瘤、淋巴瘤進行鑒別［6］。有研究對51位經組織病理學證實的彌漫性腦膠質瘤的患者進行研究發(fā)現(xiàn)，最小ADC對診斷高、低級別膠質瘤之間具有相關性，繪制ROC 曲線下的面積為0.85，敏感度和特異性分別為100%和68.7%。說明最小ADC對膠質瘤的術前分級診斷具有價值［7］。有學者采用高b值DWI的方法探討52名腦膠質瘤患者的預后，發(fā)現(xiàn)對于有膠質瘤浸潤征象的患者，DWI 3000max和ADC 3000min都是總生存率的獨立預測因子，因此認為高b值DWI上的膠質瘤浸潤征象是膠質瘤患者預后不良的獨立預測因子，高b值DWI可能為檢測膠質瘤浸潤提供更便捷的方法［8］。有學者利用高b值和標準b值DWI研究其在膠質瘤分級中的效率，發(fā)現(xiàn)ADC 值與膠質瘤分級呈負相關，并且在ADC3000時相關性更強，利用ROC曲線評估其在膠質瘤分級診斷中的效能，發(fā)現(xiàn)與標準b值結果相比，高b值與組織病理學的一致性更高。因此認為高b值下的ADC衍生參數(shù)在膠質瘤分級中比標準b值下獲得的參數(shù)更有用，高b值DWI有助于膠質瘤的分級診斷，在判斷腦膠質瘤患者藥物治療后的反應方面比標準b 值更有效［9］。有研究指出，ADC直方圖參數(shù)與總生存期顯著相關，ADC直方圖參數(shù)是預測初治膠質母細胞瘤患者生存的可行預后生物標志物［10］。

DWI序列目前在臨床中已廣泛與常規(guī)MRI掃描序列聯(lián)合應用，具有快速、無創(chuàng)等特點，在腦膠質瘤的術前分級診斷及評估預后等方面具有重要的價值。

2 DTI 在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

DTI是一種相對較新的磁共振成像技術，主要通過測量組織中水分子的運動性來評估大腦的微觀結構變化，具有確定白質方向和擴散特征的能力［11］。各向異性分數(shù)（FA）是DTI最廣泛使用的參數(shù)，用于表示水分子的運動各向異性，對白質纖維的存在和完整性很敏感。DTI還可以通過平均擴散率、軸向彌散系數(shù)、徑向彌散系數(shù)等來具體描述組織中的水分子擴散的方向和大?。?2］。

有學者通過對42名腦膠質瘤患者的研究來確定FA和平均擴散率值對膠質瘤分級的診斷效能，發(fā)現(xiàn)腫瘤實體部分的平均擴散率值與正常白質平均擴散率值之間的比率、腫瘤周圍相對區(qū)域的FA值與正常白質FA值之間的比率可作為低級別膠質瘤和高級別膠質瘤之間鑒別的無創(chuàng)性指標［13］。此外，這些參數(shù)的組合比單獨使用任何一個參數(shù)都具有更高的特異性。有研究發(fā)現(xiàn)FA 值可以提供有關膠質母細胞瘤患者總生存期的預后信息，可以無創(chuàng)識別具有侵襲性的膠質母細胞瘤生長模式，從而有助于術前風險評估和預后的判斷［14］。有學者對115名膠質母細胞瘤患者進行研究，發(fā)現(xiàn)各向同性擴散減少和各向異性擴散增加的腫瘤非增強區(qū)域的比例與腫瘤進展率相關，影響無進展生存期和總生存期，提示DTI聯(lián)合直方圖特征對膠質母細胞瘤患者的預后判斷具有價值［15］。有學者利用低各向同性和高各向異性擴散張量成分來評估低級別膠質瘤外周的浸潤體積，發(fā)現(xiàn)異檸檬酸脫氫酶（IDH）野生型低級別膠質瘤的浸潤范圍比IDH突變型低級別膠質瘤大，提示IDH野生型低級別膠質瘤在神經元結構未破壞的區(qū)域腫瘤細胞密度增加，促進腫瘤細胞的增殖，導致生存期縮短，表明DTI技術具有可以判斷腫瘤細胞密度，評估腫瘤細胞有效侵入白質程度的能力［16］。有學者利用FA值和ADC值來評價膠質瘤的高低等級，發(fā)現(xiàn)高級別膠質瘤的FA值和ADC值明顯低于低級別膠質瘤，這表明腫瘤細胞結構會隨著惡性程度的增加而變得更加復雜，腫瘤細胞的微結構完整性被破壞，導致游離水浸潤神經纖維軸突間隙，F(xiàn)A值下降，因此對臨床的分級診斷具有良好的提示作用［17］。另外，有學者通過DTI對膠質母細胞瘤進行評估，發(fā)現(xiàn)IDH突變的膠質母細胞瘤與IDH野生型相比對周圍組織浸潤范圍更小，提示IDH突變的膠質母細胞瘤侵襲性更低，預后較好［18］。

DTI具有通過反映微觀結構破壞來檢測腫瘤浸潤的潛力，因此DTI作為術前評估膠質瘤的病理分級和判斷預后的影像檢查方法已普遍應用，可為腦膠質瘤治療方案的選擇提供更多的影像學依據。

3 DSC-PWI在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

DSC-PWI是目前臨床用于腦膠質瘤灌注的主要評估技術，能夠為臨床提供多種量化參數(shù)，也被稱為磁共振灌注成像的金標準［19］。它可以提供腦血流量（CBF）和相對腦血容量（rCBV）等相關參數(shù)，用于預測神經膠質瘤的組織病理學等級以及評估預后［20］。

有研究通過對50 名腦膠質瘤患者的研究發(fā)現(xiàn)，DSC相對腦血流量（DSC-rCBF）和DSC相對腦血容量（DSC-rCBV）隨膠質瘤分級的增高而增加，與病理分級呈顯著正相關，提示DSC-rCBF和DSC-rCBV可以作為膠質瘤血流動力學反應的良好指標，可用于評估膠質瘤術前的病理分級［21］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，DSC-PWI測量的rCBF在III級與IV級膠質瘤間存在差異，且對診斷IV級膠質瘤具有較高價值，提示該結果與膠質瘤病理分級的升高，腫瘤體積的增大、新生血管增生，使rCBF逐漸增加相關，說明rCBF是DSC-PWI在評估膠質瘤級別中的有效參數(shù)［12］。有研究發(fā)現(xiàn)，膠質瘤患者治療后真進展組的rCBV顯著高于假進展組，rCBV區(qū)分真進展與假進展的敏感性和特異性分別為76.5%和92.9%，提示DSC-PWI可以顯著提高識別膠質瘤進展的診斷效能，用于對治療后膠質瘤患者進展的評估［23］。有學者通過評估腫瘤內和腫瘤周圍rCBV在術前膠質瘤分級中的價值，發(fā)現(xiàn)上述指標對于高、低級別膠質瘤的術前分級具有顯著的可靠性［24］。有研究發(fā)現(xiàn)IDH野生型星形細胞腫瘤比IDH突變型星形細胞腫瘤和少突膠質細胞瘤具有更高的平均和最大灌注，在IDH野生型星形細胞腫瘤中，腫瘤灌注的程度對短期預后有影響，提示DSC-PWI在判斷不同分子亞型膠質瘤的預后中具有價值［25］。DSCPWI可評估腫瘤組織血管密度，能反映腦膠質瘤血流動力學變化及新生血管數(shù)量，在評估腦膠質瘤的病理分級及判斷預后方面具有價值，逐漸在臨床得到廣泛應用。

4 DCE-MRI在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

與DSC-PWI相比，DCE-MRI具有明顯的優(yōu)勢，具有更高的空間分辨率，它提供的血流動力學參數(shù)，如容量轉移常數(shù)（Ktrans）、血管外細胞外間隙容積比（Ve）、速率轉移常數(shù)（Kep）和血漿容積（Vp）能為膠質瘤患者的術前分級及預后評估提供有用的信息，因此DCE-MRI技術已廣泛應用于腫瘤診斷［26］。

有研究發(fā)現(xiàn)相對于高級別膠質瘤，低級別膠質瘤顯示出較低的腫瘤實質區(qū)Ktrans值（P＜0.01，敏感度89%，特異性99%），這反映了不同級別腫瘤微血管的通透性，提示DCE-MRI可以更準確的區(qū)分膠質瘤的級別［27］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)高級別膠質瘤腫瘤實質區(qū)的Ktrans、Ve值明顯高于低級別膠質瘤，這與高級別膠質瘤擁有更多的新生血管、對比劑灌注更多以及新生血管通透性更高相關，提示這些參數(shù)可以較好的預測與鑒別高、低級別膠質瘤［28］。有學者通過對69例高級別膠質瘤的研究發(fā)現(xiàn)，Ve是高級別膠質瘤患者無進展生存期和總生存期最一致的預測因子，同時Ktrans和Ve也可以區(qū)分III級和IV級膠質瘤（AUC分別為0.819和0.791）［29］。而另有研究發(fā)現(xiàn)膠質瘤預后良好組患者的Ktrans、Ve值明顯低于預后較差組，利用ROC曲線評價其在腦膠質瘤患者預后中的價值，發(fā)現(xiàn)Ktrans、Ve值評價預后較差的腦膠質瘤的AUC分別為0.846、0.906，說明腦膠質瘤的惡性程度越高，預后效果越差，其Ktrans、Ve值水平也越高［30］。DCEMRI參數(shù)不僅反映了高級別膠質瘤預后的評估與腫瘤的新生血管生成以及腫瘤微血管通透性有關，同時對膠質瘤級別的判斷具有重要意義。

5 ASL 成像在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

ASL是一種無需注射對比劑即可以檢查血流和灌注，它是將動脈血液中的水質子作為內源性示蹤劑的無創(chuàng)性磁共振灌注成像技術［31］。ASL可準確評估腦腫瘤的灌注情況，可應用于顱內腫瘤的術前診斷及預后評估［32］。

既往研究發(fā)現(xiàn)偽連續(xù)動脈自旋標記灌注中的絕對腫瘤血流量和標準化最大腫瘤血流量在區(qū)分低級別和高級別膠質瘤方面的高敏感度和特異性（標準化最大腫瘤血流量分別為80.9%和98.5%，最大腫瘤血流量分別為85.1%和96.9%），提示3D pCASL灌注是一種可用于術前區(qū)分膠質瘤分級的有效診斷方法［33］。有學者通過對72例膠質瘤患者的研究發(fā)現(xiàn)，高級別膠質瘤的腫瘤血流量值顯著高于低級別膠質瘤，其中腫瘤血流量/正?；屹|CBF（G-TBF）在區(qū)分高級別和低級別膠質瘤方面表現(xiàn)出最高的敏感度和特異性，提示升高的G-TBF值對膠質瘤的分級診斷具有重要的意義［34］。而有研究分析了47例不同級別膠質瘤的灌注結果發(fā)現(xiàn)，高級別膠質瘤灌注明顯升高，腫瘤實性部分CBF、患側/健側CBF比值均高于低級別膠質瘤患者，這與高級別膠質瘤具有更高的微血管密度相關，說明ASL可準確評價腦膠質瘤的血流灌注情況，對膠質瘤的分級診斷具有價值［35］。此外，研究表明ASL上的灌注信號可以預測II級膠質瘤患者12 月內的惡性進展，敏感度為73%，特異性為82%，提示在隨訪期間ASL上的信號越強，發(fā)生惡性進展的風險越大［36］。也有學者探索了3D pCASL灌注成像來區(qū)分膠質母細胞瘤患者的進展性疾病和假性進展，研究結果顯示疾病進展患者的CBF參數(shù)高于假性進展的患者，這提示疾病進展期腫瘤新生血管增加，導致患者預后較差［37］。腫瘤的生成、增殖和復發(fā)等生物學行為均依賴于新生血管的形成，由于ASL具有非侵入性的優(yōu)勢，同時擁有準確評估血流灌注的特點，其在膠質瘤的分級診斷及判斷預后方面具有廣闊的研究前景。

6 MRS在腦膠質瘤術前分級診斷及預后評估中的應用研究

MRS是目前能夠進行活體組織內化學物質無創(chuàng)性檢測的唯一方法，不僅可以提供組織的代謝信息，而且還有助于區(qū)分腦腫瘤的表征與腫瘤進展、惡性程度和治療反應相關的代謝變化［38-39］。

有學者探討了磁共振波譜的圖像質量評估與膠質瘤準確分級之間的關系，研究發(fā)現(xiàn)經過MRS圖像質量評估后，膠質瘤分級的準確率顯著提高，利用ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)Cho/Cr值用于識別膠質瘤分級的最佳截斷值為3.72，敏感度為83.3%，特異性為93.7%，提示Cho/Cr比值在區(qū)分高級別和低級別膠質瘤方面具有最佳診斷效能［40］。有研究通過對69例不同級別腦膠質瘤患者腫瘤組織內Cho/NAA、CHo/Cr和NAA/Cr值的分析，發(fā)現(xiàn)低級別膠質瘤患者CHo/Cr和NAA/Cr值低于高級別膠質瘤患者，Cho/NAA值高于高級別膠質瘤患者，提示膠質瘤腫瘤組織內MRS各代謝物濃度比值對膠質瘤的鑒別診斷具有重要價值［41］。有學者通過分析不同級別腦星形細胞腫瘤瘤周組織的代謝特征發(fā)現(xiàn)，高級別星形細胞瘤和低級別星形細胞瘤瘤周組織中CHo/Cr 和Cho/NAA 值差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）,但NAA/Cr值的差異沒有統(tǒng)計學意義，提示腦星形細胞腫瘤瘤周組織區(qū)域代謝物比例的變化反映了不同腫瘤的生物學行為，它們在對腦星形細胞腫瘤的分類和評估侵襲范圍方面具有重要的臨床價值［42］。此外，有學者通過評估MRS代謝物在術后高級別膠質瘤預后中的價值，發(fā)現(xiàn)術后Cho/Cr水平與無復發(fā)生存期之間存在顯著相關性［43］。還有研究發(fā)現(xiàn)，術前Cho/NAA值與脂質-乳酸/肌酸值都是高級別膠質瘤重要的生存預測因子，其中Cho/NAA值是一種對生存時間影響更大的生物標志物，這提示腫瘤細胞的增加、神經元損傷的加重以及腫瘤細胞內缺氧增加與更差的預后相關［44］。膠質瘤的惡性程度越高，會導致腫瘤細胞分裂增速，細胞膜更新加快以及神經元損傷加重等組織代謝信息的變化，MRS可以無創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)這些腫瘤生物學行為信息的演變，在膠質瘤的分級診斷及預后評估方面具有很大潛力。

7 總結

綜上所述，由于腦膠質瘤呈浸潤性生長，惡性程度高，患者的預后較差，因此利用多模態(tài)磁共振成像技術對膠質瘤患者術前進行準確的分級診斷以及術后鑒別腫瘤復發(fā)與治療后反應在臨床治療方案的選取中具有重要的意義［45］。多模態(tài)磁共振成像技術在腦膠質瘤的術前分級診斷及預后評估中發(fā)揮著重要的作用，它們可以從腫瘤的影像學特征、組織內水分子的微觀運動、微血管通透性的改變、血流的分布特點及組織的代謝信息變化等多方面對膠質瘤的惡性程度及預后進行評估，為臨床提供更多的參考依據，從而提高膠質瘤的臨床診療水平。