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【科研进展】IVIM DWI在胶质瘤术前分级中的评价效能

 天等放射订阅号 2016-10-06


胶质瘤是最常见的中枢神经系统恶性肿瘤,分为4个级别,级别越高其恶性程度越大。不同级别的胶质瘤应该使用不同的治疗方案,例如手术切除是低级别胶质瘤的最佳治疗手段,而高级别胶质瘤需要在手术切除后联合放化疗。所以术前胶质瘤分级的重要临床意义在于指导治疗方案制定。

磁共振在术前分级中扮演了非常重要的角色,但是目前胶质瘤分级的准确性仍不能令人满意。作为一种功能成像技术,DWI被认为是探测早期病理改变最敏感的一种技术,可以用于评价胶质瘤级别。为了克服DWI技术的限制——即血液灌注成分对弥散测量的干扰,新的理论模型体素内不相干运动IVIM被提出。尽管文献提及IVIM在唾液腺、胰腺、肾脏、肝脏和乳腺肿瘤的诊断与鉴别诊断中起着积极的作用,但是在胶质瘤准确分级及使用的参数标准都还不清楚。来自西安唐都医院的崔光彬主任对IVIM理论中的ADC值,D值,D*值和f值与胶质瘤级别进行了对比研究,探讨了高低级别胶质瘤鉴别诊断的临界值,有关成果发表在2014年12月的SCIENTIFIC REPORTS(IF5.6)上。

实验在GE Discovery MR750上进行,一共入组了2013年9月到2014年5月期间42例手术证实的胶质瘤患者,其中高级别胶质瘤29例,低级别13例。所有病人进行了传统MRI序列扫描(T1,T2,T2 FLAIR),13个b值的DWI扫描(b=0~3500s/mm2)和T1增强扫描。

实验结果发现,肿瘤患者正常脑白质区域的ADC值,D值,D*值和f值在高低级别胶质瘤之间没有差异,这可以证实实验数据准确可靠,而肿瘤部分则有显著统计学差异:低级别胶质瘤的ADC值,D值和f值 要比高级别胶质瘤更大。ADC值可以反映胶质瘤细胞密度差异和核异型性程度。理论上,高级别胶质瘤的细胞密度更大,水分子弥散更受限制,所以ADC值降低;而D值则与细胞密度负相关。新生血管的多少也是评价肿瘤级别和恶性程度的标准之一。D*值受肿瘤微血管密度MVD的影响,实验结果发现高级别胶质瘤的D*值更大与MVD理论完全相符。对于f值而言,是指快弥散成分的比例,与毛细血管多少有关。实验结果发现高级别胶质瘤f值更低,这与其他文献不一致,作者给出的解释是b值取值不同,尤其是小b值对假弥散的计算更加重要,b值会影响到结果准确性;此外,ROI的放置方法不同,作者将ROI放置于肿瘤实体部分,细胞密度更高,核浆比例更大,细胞间质成分少,也会导致f值降低。


高级别和低级别胶质瘤ADC值,D值,D*值和f值盒图比较

在ROC曲线上,ADC值以曲线下面积AUC=0.926,敏感性100%,特异性82.8%领跑所有参数,临界值为0.7x10-3mm2/sec


ADC值,D值,D*值和f值在鉴别高低级别胶质瘤中的ROC曲线图


低级别胶质瘤。(a)DWI,b=1000sec/mm2,(b)多b值弥散双指数拟合,(c)ADC图,(d)D图,(e)f图,(f)D*图。DWI上可见右侧额颞叶区域中高信号灶ROI1(WHO II级)。在ADC和D图上,肿瘤信号比健侧白质ROI2稍高,f图上提示高灌注分数,D*轻度降低。



高级别胶质瘤。(a)DWI,b=1000sec/mm2,(b)多b值弥散双指数拟合,(c)ADC图,(d)D图,(e)f图,(f)D*图。DWI上可见左侧额颞叶区域不均匀高信号灶ROI1(WHO IV级)。在ADC和D图上,肿瘤信号与健侧白质ROI2相近,f图上提示高灌注分数,D*轻度降低。





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