磁共振扩散张量成像在脑肿瘤中的应用研究

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1、磁共振扩散张量成像在脑肿瘤中的应用研究赵丽丽赵希鹏(青海大学附属医院影像中心青海丙宁810001)脑肿瘤是神经系统常见疾病，是导致患者死亡和神经功能障碍的主要原因之一。目前磁共振已经成为诊断和评价脑肿瘤的主要手段，但常规MRI检查难以显示肿瘤周围白质纤维束的情况，在术前对肿瘤进行定级也很困难。扩散张量成像(DiffusionTensorImaging，DTI)是目前唯一可以狂活体上对脑白质纤维朿进行成像的技术，其在脑肿瘤中的应用也H益受到关注。因此，木文将对DTI技术在脑肿瘤的临床应用做一综述。1DTI基木原理及成像技术扩散张量成像利用扩散敏感梯度从至少6个方向对水分子的扩散各向异

2、性进行量化，直观的描述白质纤维束的分布与走行，从而了解肿瘤内部的细微结构和功能改变［1］。水分子在各个方向上扩散运动的范围相同，称之为各向同性；反之，称为各向异性。水分子扩散各向异性在脑白质纤维朿表现最明显。垂直于白质纤维束方向水分子扩散受限；而平行于白质纤维束方向水分子扩散不受限，运动更快。用各向异性分数(FA)及表观扩散系数(ADC)来检测脑肿瘤实质内水分子弥散的各向异性及弥散程度；DTI方向编码彩图应用不同的颜色对张量的主要特征向量进行编码，从而绘制出彩色编码的扩散张量图，图中不同的颜色代表不同的纤维束走行方向：红色代表左右方向，绿色代表前后方向，蓝色代表上下方向。2DTI对

3、肿瘤边界的确定准确地确定脑肿瘤的边界，对于指导外科手术和确定放疗范围具有重要意义。既往通过增强来确定肿瘤的边界，强化部分被认为是瘤体，而周边T2WI高信号区定义为瘤周水肿区，但是强化的边界对显示肿瘤浸润的真实性并不总是可靠的，因为脑肿瘤亦有非强化成分浸润正常脑组织，普通MRI成像常难以鉴别瘤周水肿与非强化肿瘤。因肿瘤木身和瘤周水肿对脑组织造成的细胞结构和完整性改变，使水分子的弥散方向和幅度发生变化［2】。研究表明［3］ADC值可以区分肿瘤实质区、肿瘤坏死/囊变区、瘤周水肿区及正常脑组织。胶质瘤的ADC值通常情况下较正常组织有所增加［4】。Sinha等［5］对高恶度胶质瘤DTI研究表

4、明，通过对平均ADC进行区分，可以确定肿瘤及瘤周水肿的界限，从而对脑肿瘤范围进行较准确的确定。而Brunberg等认为不能单纯用ADC值区分可强化肿瘤与瘤周水肿，必须结合各向异性弥散指数。吴等［6】认为，FA值对肿瘤浸润冇重要意义，并可区分正常白质、脑水肿区和强化的肿瘤边缘。DTI能发现T2WI像不能显示的异常信号，表现为肿瘤周围异常信号区以外正常白质区的相对异向性指数（relativeanisotiopyindex，RAI）下降，且与MRI-T2加权像异常信号区RAI接近，提示正常白质可能己有恶性肿瘤细胞浸润。1DTI对良恶性肿瘤的诊断DTI在肿瘤分级中的价值尚有争论，大多数研究

5、认为肿瘤扩散模式的变化对肿瘤分级［7-8】奋帮助。ADC值与细胞密度成反比，FA值与脑白质纤维受损程度呈负相关［9】。陈军等［10】研究发现低级别星形细胞瘤（I-II级）平均ADC值较高级别星形细胞瘤（III-IV级）高，低级别星形细胞瘤细胞密度低于高级别星形细胞瘤，证实肿瘤细胞密度与肿瘤级别负相关。原因主要是由于恶性肿瘤细胞体积大，数0多，密度增高，细胞外间隙减小，且细胞异型性增高，核质比加大，这些均可是水分子弥散运动受限，ADC值降低。麦等［11］研究发现高级别胶质瘤瘤周水肿的ADC值低于低级别胶质瘤瘤周水肿。同吋，对ADC值是否可量化瘤周肿瘤细胞浸润程度这一观点也存有争议。K

6、ono等［11］发现胶质母细胞瘤和II级星形细胞瘤瘤周水肿区的ADC值无明显区别。研究认为，星形细胞瘤与脑膜瘤之间的FA值降低原因不冋，脑膜瘤多为单纯细胞外水肿，由于包膜存在，水肿区神经纤维结构的完整性未受到破坏，只表现为自由水对神经纤维结构的浸润，使得FA值下降程度较轻，胶质瘤瘤周水肿内因含冇肿瘤细胞浸润而FA值降低明显，并具有距离上的不同，近瘤周区水肿带的FA值明显低于远瘤周区的FA值。除水肿因素外，肿瘤细胞浸润是主要原因，晏怡等［13］也得出相同的结论。1DTI在不同脑肿瘤间的鉴别诊断右研究显示［14］在胶质瘤、转移瘤、脑膜瘤及神经鞘瘤中脑膜瘤瘤体的ADC值最低，而神经鞘瘤的

7、ADC值最高。孙夕林等［15】研究59例脑肿瘤（低级别星形细胞瘤15例，高级别星形细胞瘤18例,脑膜瘤16例,转移瘤10例），发现肿瘤实体、瘤周水肿区的FA值及RA值差异均具奋统计学意义;魏璇等［16］对32例脑肿瘤患者（不同级别星形细胞瘤12例、良性脑膜瘤10例、转移瘤10例），发现发现星形细胞瘤患者肿瘤实质区ADC值高于脑膜瘤患者，而FA值低于脑膜瘤患者，三者肿瘤实质区的FA值、ADC值差异有统计学意义。肿瘤实质区ADC值及FA值可用于鉴别脑内和脑外的肿瘤，如星形