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目的:利用磁共振弥散张量成像(DTI,diffusion tensor imaging)技术研究涉及皮质脊髓束颅内病变病灶与皮质脊髓束的关系,并探讨FA值与ADC值在涉及皮质脊髓束颅内病变诊断与鉴别诊断中的应用价值。
材料与方法:
随机对常规MRI检查中发现涉及皮质脊髓束(CST,corticospinal tract)颅内病变患者115例行DTI检查,同期对20例健康志愿者行MRI与DTI检查,采用115例患者的对侧相应部位及20例健康志愿者作为对照组。
全部病例均采用Siemens公司Magnetom Sonata Maestro Class 1.5T超导型全身MRI扫描机,利用单次激发平面回波成像技术(single-shot diffusion-weighted echo-planar imaging,EPI)进行检查,使用Siemens Leonardo工作站的纤维束跟踪软件(Siemens standar 12 dirs)进行处理,在FA彩色编码图的基础上选定种子点后进行纤维束追踪成像,重建出皮质脊髓束,观察病灶与皮质脊髓束的关系;并测量病灶不同区域(肿瘤强化区、水肿区(瘤周T2高信号区)、瘤周正常信号白质区)FA值与ADC值及对侧相应部位脑组织FA值与ADC值,然后对不同组别内FA值与ADC值进行统计学分析。
病灶及对侧相应部位脑组织不同区域FA值与ADC值测量出后,参照病理及临床随访结果对115例颅内病变分组,利用SPSS11.5统计学软件包进行两两比较。
结果:
1.所有病例FA图、FA彩色编码图、ADC图显示良好,皮质脊髓束重建显示率100%,皮质脊髓束与病灶空间关系情况分别为:胶质瘤组(40例)显示为皮质脊髓束正常6例,皮质脊髓束受压移位22例,皮质脊髓束破坏12例;脑膜瘤组(20例)显示为皮质脊髓束正常8例,皮质脊髓束受压移位8例,皮质脊髓束破坏4例;转移瘤组(20例)显示为皮质脊髓束正常16例,皮质脊髓束受压移位4例,皮质脊髓束破坏0例;脑炎组(16例)显示为皮质脊髓束正常16例,皮质脊髓束受压移位0例,皮质脊髓束破坏0例;脑梗塞组(19例)显示为皮质脊髓束正常13例,皮质脊髓束受压移位0例,皮质脊髓束破坏6例。
2.FA值与ADC值统计学分析(ADC(×10〈’-3〉mm〈’2〉/s)):各组FA值、ADC值分别进行两两比较。
第一组:胶质瘤组与对照组比较。胶质瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)、ADC值(1.45土0.39)与对照组比较均有统计学差异(P<0.01);胶质瘤组水肿区FA值(0.14±0.06)、ADC值(1.59±0.51)与对照组比较均有统计学差异(P<0.05);胶质瘤组瘤周正常脑白质FA值(0.33±0.10)与对照组(0.44±0.13)比较均有统计学差异(P<0.05):胶质瘤组瘤周正常脑白质ADC值(0.78±0.17)与对照组(0.78±0.09)比较无统计学差异(P>0.05)。肿瘤区、水肿区FA值、ADC值比较均有统计学差异(P<0.05)。
第二组:脑膜瘤组与对照组比较。脑膜瘤组肿瘤区FA值(0.28±0.12)、ADC值(0.87+0.08)与对照组比较均有统计学差异(P<0.05):脑膜瘤组水肿区FA值(0.13±0.05)、ADC值(2.09±0.51)与对照组比较均有统计学差异(。P<0.01);脑膜瘤组瘤周正常脑白质FA值(0.45±0.10)、ADC值(0.73±0.10)与对照组比较均无统计学差异(P>0.05)。肿瘤区与水肿区FA值、ADC值比较均有统计学差异(P<0.05)。
第三组:脑转移瘤组与对照组比较。转移瘤组肿瘤区FA值(0.17+0.05)、ADC值(1.33士0.34)与对照组比较均有统计学差异(P<0.01):转移瘤组水肿区FA值(0.22士0.10)、.ADC值(1.55土0.31)与对照组比较均有统计学差异(P<0.01);转移瘤组瘤周正常脑白质FA值(0.33±0.11)、ADC值(0.88±0.17)与对照组比较均无统计学差异(P>0.05)。肿瘤区与水肿区FA值、ADC值比较均有统计学差异(P<0.05)。
第四组:非肿瘤组(脑炎组、脑梗塞组)与对照组比较。脑炎组FA值(0.23±0.11)、ADC值(0.89±0.29)与脑梗塞组FA值(0.22±0.09)、ADC值(1.05±0.45)比较均无统计学差异(P>0.05)。脑炎组FA值(0.23±0.11)、ADC值(0.89±0.29)与对照组比较均有统计学差异(P<0.05);脑梗塞组FA值(0.22±0.09)、ADC值(1.05±0.45)与对照组比较均有统计学差异(P<0.05)。
第五组:胶质瘤组、脑膜瘤组与转移性肿瘤组比较。胶质瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)、ADC值(1.45±0.39)与脑膜瘤组肿瘤区FA值(0.28±0.12)、ADC值(0.87±0.08)比较均有统计学差异(P<0.05);胶质瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)、ADC值(1.45±0.39)与转移瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)、ADC值(1.33±0.34)比较均无统计学差异(P>0.05):脑膜瘤组肿瘤区FA值(0.28±0.12)、ADC值(0.87±0.08)与转移瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)、ADC值(1.33±0.34)比较均有统计学差异(P<0.01)。
第六组:脑内肿瘤组和非肿瘤组比较。因胶质瘤组与转移瘤组肿瘤区对比无统计学差异(P>0.05),合并为脑内肿瘤组,脑炎组与脑梗塞组对比无统计学差异(P>0.05),合并为非肿瘤组,两者进行比较。脑内肿瘤组FA值(0.17±0.05)与非肿瘤组FA值(0.24±0.12)比较有统计学差异(P<0.05);脑内肿瘤组ADC值(1.39±0.37)与非肿瘤组ADC值(0.95±0.41)比较有统计学差异(P<0.01)。
第七组:良性胶质瘤组与恶性胶质瘤组比较。良性胶质瘤组肿瘤区FA值(0.17±0.05)与恶性胶质瘤组肿瘤区FA值(0.16±0.09)比较无统计学差异(P>0.05);良性胶质瘤组肿瘤区ADC值(1.33±0.17)与恶性胶质瘤组肿瘤区ADC值(1.17±0.21)比较有统计学差异(P<0.05)
结论
1.DTI是无创性地研究颅内弥散张量特性和白质纤维的方法,可提供纤维束追踪图像,显示病灶与皮质脊髓束的空间关系,辅助手术及其他治疗方案的制定,指导手术切除,帮助预测预后情况。
2.FA值与ADC值有助于区分肿瘤区、水肿区、正常白质区;鉴别脑膜瘤与胶质瘤和脑内转移瘤;鉴别脑内肿瘤(胶质瘤与转移瘤)与非肿瘤性病变(脑炎、脑梗塞);确定胶质瘤瘤周常规MRI显示为正常信号脑白质是否有浸润的诊断。ADC值有助于胶质瘤良恶性分级。
3.DTI结合常规MRI表现能从分子水平对颅内病变及其浸润范围做出更可靠的诊断。