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胶质瘤是颅脑最常见的肿瘤，术前准确的分级诊断能够有效地指导手术方案的合理制定，并且可以在一定程度上对预后做出评价。众所周知，灌注成像能够在胶质瘤分级诊断中提供有效的参考，除了3D pCASL（pseudocontinuous arterial spin labeling），IVIM（Intravoxel Incoherent Motion）也可以分析灌注信息，并且同样无需注射造影剂，有高的安全性和强的可重复性。那么，3D ASL和IVIM在胶质瘤的分级评价中，各自的优势在哪里？哪一个更准确一些？还存在哪些局限性呢？ 南京大学附属金陵医院张宗军教授及其团队对此进行了研究[1]，有关成果发表在了2015年4月份的Biomed Res Int杂志上。实验入组了13例高级别胶质瘤患者以及11例低级别患者，均进行IVIM以及3D pCASL扫描，前者为了提高图像的信噪比得到更好的弥散信号衰减曲线，采用了较以往类似研究更多、更高的b值（0, 10, 20, 40, 80, 110, 140, 170, 200, 300, 400, 500, 600,700, 800, 900, 1000, 2000, 3000, and 3500s/mm2），TE=87.5ms，NEX最高达到6；后者PLD（Post Label Delay）控制在1.5s。 对IVIM的数据使用简化的双指数模型进行后处理分析，即两段的单指数模型（two-segment monoexponential）（1）：规定200 s/mm2以下为低b值，先用较高b值拟合计算出D值（Slow ADC：双指数模型拟合得到的真实水分子弥散系数），接着剔除D值影响，同时生成D*（Fast ADC：血液在不规则毛细血管网内流动相关的弥散系数，通常比真实水分子弥散D值大一个数量级。与毛细血管平均长度及血管内血液流速有关）和f值。ADC值则使用0 和1000 s/mm2的b值在传统的单指数模型（2）下进行拟合计算。 在经过配准（图 1）后的图像上寻找肿瘤实性成分放置ROI（Region Of Interest），测量分析后得出如下结论：IVIM能后同时得到肿瘤灌注和弥散的信息，可以更有效的鉴别不同级别的胶质瘤。其中，高级别胶质瘤的CBF、D*值高于低级别胶质瘤，后者更显著，而f、ADC及D值较低；另外，虽然肿瘤的CBF与f值呈负相关（r = −0.619, P = 0.001），但f值图可以更清楚的显示肿瘤范围；虽然D值的鉴别效能不及ADC值，但无论在肿瘤还是正常脑白质中D值均与ADC值呈明显正相关（r = 0.887, P = 0.000/r = 0.824, P = 0.000）。 关于肿瘤的CBF与f值呈负相关这一结论，可能有悖于大家的常规认识（一般认为，灌注相关体积分数f值反映真实灌注过程所占宏观弥散的比例，它反映了组织内毛细血管丰富程度，f值越大毛细血管分布越密集，也就是说高级别胶质瘤f值更高，且理应与CBF呈正相关）。张宗军教授给出的解释是，肿瘤的类型、结构特征以及IVIM所选b值和TE时间的不同均会影响到最终的结果，比如，TE时间越长，低b值信号衰减越多，相应f值越高；而且，研究还发现侧脑室以及瘤周水肿的f值也较高，这说明f值很容易受到脑脊液及水肿的污染。 图 1 含ROI的配准后图像. CBF图 (a)，同一层面的3D-T1WI (b)及DWI图(c).
参考文献 [1] Yuankai Lin, Jianrui Li, Zhiqiang Zhang, Qiang Xu, Zhenyu Zhou, Zhongping Zhang, Yong Zhang, and Zongjun Zhang. Comparison of Intravoxel Incoherent Motion Diffusion-Weighted MR Imaging and Arterial Spin Labeling MR Imaging in Gliomas. Biomed Res Int. 2015;2015:234245. |
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