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目的:
利用常规MR及首过灌注成像(PWI)技术,探讨脑膜瘤T1强化率与MR灌注成像对常见脑膜瘤(血管瘤型、上皮型、纤维型及混合型)术前病理分型的临床应用价值。
材料与方法:
1 研究对象为2006年5月-2007年6月期间在广医二院放射科行MR检查并经手术病理证实脑膜瘤患者40例,其中血管瘤型4例,上皮型13例,纤维型15例,混合型8例。
2 主要仪器与试剂GE Signa 1.5T TwinSpeed With EXCITE型超导磁共振仪,配有Functool灌注分析软件,双筒高压注射器;造影剂为欧乃影,使用剂量为0.2mmol/kg。
3 常规MR成像技术、方法及数据采集所有患者均先行常规横断面T1WI、T2WI检查及矢状T2WI扫描。扫描参数为T1 FLAIR(TR2500 ms/TE20 ms/T1750 ms)、FSE T2WI(TR5000 ms/TE 105ms),FOV 240mm×240mm,采集矩阵320×224,层厚5mm,间距6.0mm。常规增强T1WI于脑灌注成像后进行扫描。常规MRI上感兴趣区(ROI)选取:一般选取5个ROI来获得各兴趣区的定性印象。分别在常规T1WI及T1WI增强序列中将相同大小的圆形兴趣区,置于同一受检者对比剂增强前后的相同部位,对肿瘤强化较明显区域定义兴趣区。其大小主要取决于病灶的大小,常为10-25mm2,ROI选取时不能靠近肿瘤-瘤周界面,以避免部分容积效应的影响。T1强化率:将对比剂增强前后的T1值差除以增强前T1值,再乘以100%后得出百分率,即T1强化率(Enhancement Percentage,E%)。
4 MR灌注成像技术、方法、图像后处理、数据采集及观察
(1)MR灌注成像技术与方法常规MR扫描确定病灶范围后行脑灌注成像,均采用GRE-PWI序列。扫描参数为:TR 1500ms,TE 60ms,翻转角(FA)90°,FOV 240mm×240mm,采集矩阵128×128,层厚5mm,间距1.2mm,共10层,每层面采集50幅图像,采集第1幅图像后用高压注射器经肘前静脉团注欧乃影,剂量为0.2mmol/kg体重,注射流率为3ml/s,扫描时间为75s。接着以同样流率注射等量生理盐水以冲洗存留在注射器内的对比剂,注射对比剂与扫描同时进行。灌注成像感兴趣区(ROI)的选取:分别选取病灶边缘、中心区最大局部脑血容量区域及对侧正常脑白质区作为兴趣区,其大小主要取决于病灶的大小,通常为25-40 mm2,同一受检者ROI大小保持一致,选取5个ROI来获得各兴趣区的定性印象。测量时,尽量避开出血或钙化等信号强度不均匀的区域。
(2)灌注伪彩图、TIC曲线及灌注指标的获得将采集到的原始灌注数据用Functool软件包中的灌注分析软件进行分析,先将ROI放置含有动脉血管丰富的正常脑区,绘制出正常脑区的灌注曲线。确定首过灌注时相后,在病灶边缘、中心区(最大局部脑血容量区)划取感兴趣区后软件自动生成显示出各ROI的灌注指标,并获得反映肿瘤灌注功能状态的伪彩功能图及相应磁共振信号时间-信号强度曲线(TIC),了解肿瘤内部微循环概况。灌注指标包括:脑血容量(Cerebral Blood Volume,CBV)、平均通过时间(Mean Transit Time,MTT)、最大下降斜率(Maximum Slope of Decrease,MSD)和最大上升斜率(Minimum Slope of Increase,MSI)。所有的测量均重复2次,取其平均值。灌注指标相对比:分别计算肿瘤边缘、中心区域与对侧正常脑白质各灌注指标的比值,即为肿瘤各灌注指标的相对值(rCBV、rMTT、rMSD、rMSI),然后将肿瘤边缘与肿瘤中心的各灌注指标相对值相比,得出二者的相对比。灌注基线回复百分率:以正常脑区TIC曲线中的首过灌注时相为标准,记录灌注前、后基线水平,将灌注后基线水平除以灌注后基线水平,再乘以100%后得出百分率,即灌注基线回复百分率。
5 统计学分析由统计软件包SPSS(11.0版本)系统完成。统计结果中参数资料以-x±s表示。首先对数据进行正态检验,符合正态分布的数据选择单因素方差分析,对有统计学差异的数据进一步两两比较(LSD法);不符合正态分布的数据采用多个独立样本的非参数检验(Kruskal-Wallis H法),对有统计学差异的数据进行两个独立样本的非参数检验(Mann-Whitney U法)。检验水准α=0.05,P<0.05被认为差异有统计学显著性。
结果:
1.不同病理分型脑膜瘤肿瘤T1强化率行单因素方差分析,结果显示各组的T1强化率均存在显著性差异。进一步组间比较(LSD法)显示:血管瘤型组与其它组比较有显著性差异(P<0.05);纤维型组与其它组比较有显著差异,明显低于其它病理亚型(P<0.05);而上皮型与混合型组之间无显著差异(P>0.05)。
2.不同病理分型脑膜瘤的灶边缘与灶中心灌注参数比行Kruskal-Wallis H分析,结果显示各组脑膜瘤的rCBV及rMSD值间均存在显著性差异,但rMTT及rMSI值无统计学意义。对有统计学差异的数据进行两个独立样本的非参数检验(Mann-Whitney U法),组间比较显示:血管瘤型脑膜瘤的rCBV及rMSD比值与其它病理分型脑膜瘤组的rCBV比及rMSD比有显著性差异(P<0.05)。纤维型脑膜瘤的rCBV比与上皮型、血管瘤型脑膜瘤组的rCBV比及rMSD比有显著性差异(P<0.05),其灶周边与灶中心的rCBV比与rMSD比最低。而混合型脑膜瘤组的rCBV比与上皮型、纤维型脑膜瘤组的rCBV比及rMSD比无统计学意义(P>0.05)。
3.不同病理分型脑膜瘤边缘区、中心区各灌注参数行单因素方差分析,各组的rCBV及rMSD间均存在显著性差异,但rMTT及rMSI值无统计学意义(P>0.05)。
4.脑膜瘤瘤周区域各灌注参数行单因素方差分析,不同病理分型脑膜瘤瘤周区域的灌注参数之间均无统计学意义(P>0.05)。
5.脑膜瘤首过灌注前、后基线回复百分率行单因素方差分析,不同病理分型脑膜瘤灌注前、后基线回复百分率有显著性差异(P<0.05),各病理分型两两之间均有显著性差异(P<0.05)。
6.脑膜瘤首过灌注前、后基线回复百分率行单因素方差分析,不同病理分型脑膜瘤灌注前、后基线回复百分率有显著性差异(P<0.05),各病理分型两两之间均有显著性差异(P<0.05)。
7.经Spearman直线回归分析,脑膜瘤肿瘤边缘与中心区rCBV比与rMSD比、rCBV比与T1强化率、rMSD比与T1强化率之间均呈显著正相关(P<0.05)。脑膜瘤肿瘤T1强化率与灌注前、后基线回复百分率均呈显著负相关(P<0.05)。
结论:
1.磁共振检查对于脑膜瘤定位有很大价值,磁共振T1强化率在确定脑膜瘤的病理分型有一定的特异性,可提示相应的病理分型,还不能作为一个独立指标判断脑膜瘤亚型。
2.MR灌注成像技术可以对脑膜瘤血供进行术前无损伤测量,可获得较为准确的血液动力学资料,间接评判肿瘤新生血管,具有重要的临床实用价值,和T1强化率联合应用,可显著提高脑膜瘤术前分型的准确性,有效指导治疗方案的选择,有助于判断预后,不失为一种对MR常规图像的补充和进行脑膜瘤分型初步筛选的工具。