何金龍，高陽，李波，王少彧，張華鵬

1. 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 影像診斷科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050；2. 西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司，上海 201318

引言

磁化率傳遞成像（Magnetization Transfer Imaging，MTI）的磁化率傳遞比（Magnetization Transfer Ratio，MTR）值可定量反映腦組織的完整性，能檢測組織中的自由水質(zhì)子和細(xì)胞膜蛋白大分子表面的自由水質(zhì)子磁化率變化的效能，任何因組織結(jié)構(gòu)缺損而導(dǎo)致細(xì)胞膜蛋白大分子結(jié)構(gòu)的改變或破壞均會(huì)引起MTR值的下降[1]。應(yīng)用MTI技術(shù)能反映膠質(zhì)瘤微觀結(jié)構(gòu)破壞程度，對(duì)膠質(zhì)瘤的顯示及邊界確定有較大價(jià)值。目前膠質(zhì)瘤的功能成像應(yīng)用較多，但對(duì)于膠質(zhì)瘤MTI技術(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道較少，本研究旨在探討MTI技術(shù)在膠質(zhì)瘤分級(jí)及瘤周浸潤中的應(yīng)用價(jià)值。評(píng)估瘤周浸潤情況，為臨床最大程度切除腫瘤提供更多證據(jù)。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

選取2018年4月至2019年4月經(jīng)病理證實(shí)，并在我院接受手術(shù)治療并經(jīng)病理證實(shí)的膠質(zhì)瘤患者34例，根據(jù)術(shù)后病理組織檢查分為高級(jí)別組和低級(jí)別組。高級(jí)別組20例，男12例，女8例；年齡2～75歲，平均年齡（48.7±20.0）歲；低級(jí)別組14例，男10例，女4例；年齡18～75歲，平均年齡（48.9±16.7）歲。

1.2 儀器與方法

采用simenzeSkyra 3.0 T MR掃描儀行頭顱常規(guī)序列（T2WI、T1WI、DWI）和MTI序列（MT-off、MT-on）掃描。MR設(shè)備下進(jìn)行，采用8通道頭線圈，選用快速梯度回波序列（Gradient Echo，GRE）對(duì)受試者分別行未施加和施加飽和脈沖時(shí)軸面掃描各1次，MTI序列參數(shù)：TR 35.00 ms，TE 4.92 ms，層厚3 mm，層間距0，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，偏轉(zhuǎn)角25°，飽和脈沖頻率1200 Hz，頻寬30 Hz，全腦掃描共51層。通過simenze工作站后處理得到MTR圖（MTR=（MToff-MTon）/MToff 100%，MToff和MTon分別代表關(guān)閉和開放磁化傳遞脈沖）[2]。在MTR圖上分別在腫瘤實(shí)性區(qū)、水腫帶、同側(cè)似正常白質(zhì)和對(duì)側(cè)似正常白質(zhì)畫取大小相同感興趣區(qū)域（Region Of Interest，ROI），不同ROI導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差，為了避免這一偏差，我們采用相同大小ROI。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以x-±s表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)；采用方差分析比較高低兩種級(jí)別膠質(zhì)瘤腫瘤實(shí)性區(qū)及水腫區(qū)MTR。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膠質(zhì)瘤MTR圖表現(xiàn)

MTR圖能定量顯示腦內(nèi)膠質(zhì)瘤，可明確膠質(zhì)瘤實(shí)性部分的邊界，如圖1～2。病變區(qū)MTR值明顯減低，偽彩圖上可清晰顯示實(shí)性病變區(qū)邊界。

2.2 膠質(zhì)瘤實(shí)變區(qū)與腦內(nèi)不同區(qū)域間MTR值比較

腫瘤實(shí)變區(qū)MTR值為（10.22±2.13），對(duì)側(cè)似正常白質(zhì)MTR值為（17.57±1.31），水腫區(qū)MTR值為（13.85±1.11），同側(cè)似正常白質(zhì)MTR值為（18.11±0.40）。腫瘤實(shí)性區(qū)MTR值低于對(duì)側(cè)似正常白質(zhì)、水腫區(qū)和同側(cè)似正常白質(zhì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-17.93、-9.91、-20.23，P＜0.05）；腫瘤水腫區(qū)MTR值小于對(duì)側(cè)似正常白質(zhì)和同側(cè)似正常白質(zhì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-11.15、-17.04，P＜0.05）。同側(cè)似正常白質(zhì)與對(duì)側(cè)似正常白質(zhì)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.22、P＞0.05）。高低級(jí)別膠質(zhì)瘤MTR偽彩圖，見圖3。

2.3 膠質(zhì)瘤高低級(jí)別MTR值比較

高級(jí)別組膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)MTR值小于低級(jí)別組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；高級(jí)別組膠質(zhì)瘤水腫區(qū)MTR值小于低級(jí)別組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

圖1 右額葉Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤

圖2 胼胝體及左側(cè)側(cè)腦室旁Ⅳ級(jí)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤

圖3 高低級(jí)別膠質(zhì)瘤MTR偽彩圖

表1 膠質(zhì)瘤高低級(jí)別MTR值比較

3 討論

MTI是指自由施加偏共振射頻時(shí)，大分子結(jié)合的質(zhì)子被磁化飽和，自由水中的質(zhì)子和與大分子結(jié)合的結(jié)合水質(zhì)子之間的相互作用[2]。而通過磁化率傳遞（Magnetization Transfer，MT）效應(yīng)將飽和效應(yīng)轉(zhuǎn)移到自由水的質(zhì)子，而導(dǎo)致自由水組織信號(hào)下降[3]。MT效應(yīng)可通過施加射頻脈沖前后信號(hào)強(qiáng)度的差異進(jìn)行量化，這種差異稱之為MTR。通過MTR這個(gè)參數(shù)可測量組織內(nèi)相關(guān)的自由水質(zhì)子和那些固定在細(xì)胞膜上的蛋白大分子的磁化交換效能。腦白質(zhì)受MTI效應(yīng)的影響，因而理論上可通過MTR的變化評(píng)價(jià)腦白質(zhì)脫髓鞘病變。有研究認(rèn)為腦膠質(zhì)瘤的大分子含量明顯減少，而且MTI的交換率增加。腦膠質(zhì)瘤可以破壞腦的正常結(jié)構(gòu)并改變腦組織的含水量[4-5]。由于組織結(jié)構(gòu)缺失的細(xì)胞膜大分子的任何病理變化如水腫的存在都將引起MTR值的下降[6]。

膠質(zhì)瘤是成人中最常見的腦原發(fā)惡性腫瘤，治療主要依靠手術(shù)切除、放療和化療的聯(lián)合治療。目前評(píng)價(jià)膠質(zhì)瘤的治療反應(yīng)主要依靠影像生物標(biāo)記物，常用的有T1增強(qiáng)后和FLAIR的聯(lián)合評(píng)估。更高級(jí)的技術(shù)還有動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)、動(dòng)態(tài)敏感增強(qiáng)、DWI、化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移、MRS、DTI、ASL等。這些影像標(biāo)記物往往用在治療后的1～3個(gè)月，這是臨床應(yīng)用中普遍接受的時(shí)間點(diǎn)，然而它們?cè)谥委熀笤缙诨蛑委熎陂g的評(píng)估潛力尚在研究中[7]。MT技術(shù)對(duì)大分子質(zhì)子的濃度和它們與自由水質(zhì)子交換比較敏感，能夠更早期對(duì)治療效果做出反應(yīng)，Daniel等[8]研究了8例膠質(zhì)瘤患者，得出結(jié)論腫瘤MT值顯著小于灰白質(zhì)MT值，Xu等[9]和Hunter等[10]在鼠膠質(zhì)瘤模型中也得出同樣的結(jié)論。MTI對(duì)疾病組織特征分析基于兩方面：一方面神經(jīng)病理改變導(dǎo)致水分子擴(kuò)散程度改變，引起該區(qū)域自由水與結(jié)合水的量及比例改變，影響MT效應(yīng)；另一方面神經(jīng)病理改變影響了結(jié)合水與大分子物質(zhì)結(jié)合能力[11]。腦白質(zhì)受MT效應(yīng)的影響，因而理論上可通過MTR的變化評(píng)價(jià)腦白質(zhì)脫髓鞘病變[12]。研究表明白質(zhì)MTR反映的是白質(zhì)髓鞘化程度，灰質(zhì)MTR變化反映的是灰質(zhì)的神經(jīng)元數(shù)量、形態(tài)及細(xì)胞膜組成蛋白和磷脂等的變化[13]。而且，MT技術(shù)是一種非侵入性生物標(biāo)記，可以在治療早期或之前確定療效，能提供較大的臨床應(yīng)用價(jià)值[14]。

本研究中膠質(zhì)瘤實(shí)變區(qū)、水腫區(qū)MTR值均明顯小于對(duì)側(cè)和同側(cè)似正常白質(zhì)，與Rory等[15]研究結(jié)果一致。說明MTR值對(duì)腦組織的破壞非常敏感，腦組織輕微受累MTR即明顯降低，故MTR圖不僅可更精確顯示腫瘤邊界[16]。而且可以反映原發(fā)腫瘤的白質(zhì)浸潤程度，這與膠質(zhì)瘤水腫的浸潤特點(diǎn)一致，腫瘤的實(shí)際邊界要大于T2WI上顯示的邊界[17]，為臨床最大程度切除腫瘤提供了更豐富的信息。本研究中對(duì)高低級(jí)別的膠質(zhì)瘤MTR值進(jìn)行了比較，結(jié)果表明高級(jí)別膠質(zhì)瘤組MTR值低于低級(jí)別膠質(zhì)瘤組，提示MTI技術(shù)對(duì)于鑒別膠質(zhì)瘤分級(jí)有重要價(jià)值，從微觀角度反映了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整情況，高級(jí)別膠質(zhì)瘤細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)更易破壞，結(jié)合水成分減少，MT效能減低，因而導(dǎo)致MTR值下降更明顯。此外，高級(jí)別膠質(zhì)瘤水腫區(qū)MTR值較低級(jí)別膠質(zhì)瘤低，可能原因是高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫浸潤要早于低級(jí)別膠質(zhì)瘤，而且對(duì)水腫區(qū)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性破壞更嚴(yán)重，導(dǎo)致MTR值更低，這一結(jié)論與Lee等[18]研究結(jié)果一致，膠質(zhì)瘤的瘤周水腫含有單純性血管源性水腫和浸潤性水腫，而低級(jí)別相較于高級(jí)別瘤周水腫，血管源性水腫的比重更大，浸潤性水腫比例相對(duì)較小，浸潤性水腫比例越高，細(xì)胞微結(jié)構(gòu)完整性越差，故MTR值相對(duì)于高級(jí)別膠質(zhì)瘤略高[19-20]。本文中水腫區(qū)測量取自膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)邊緣1 cm范圍內(nèi)，說明膠質(zhì)瘤瘤周水腫1 cm范圍內(nèi)浸潤的發(fā)生率較高，為臨床手術(shù)擴(kuò)大1 cm切除腫瘤提供了佐證。

綜合分析，MTI技術(shù)對(duì)膠質(zhì)瘤的分級(jí)及瘤周浸潤有重要的應(yīng)用價(jià)值，可以定量分析腫瘤的邊界及瘤周浸潤范圍，對(duì)臨床手術(shù)擴(kuò)大切除有重要意義。本研究尚存不足之處：① 樣本量較小，有待后續(xù)繼續(xù)增加樣本量；② 未對(duì)膠質(zhì)瘤瘤周水腫進(jìn)行分帶測量，后續(xù)將進(jìn)一步探測瘤實(shí)質(zhì)邊緣1 cm以外瘤周水腫區(qū)，以期進(jìn)一步明確膠質(zhì)瘤瘤周浸潤程度。