影像学新技术在神经胶质瘤诊断中的应用

迷醉彩霞2021-08-10  152

导读:时尚养生网导读:神经胶质瘤是神经系统原发肿瘤中最常见的类型,占神经系统原发肿瘤的50%以上。……神经胶质瘤是神经系统原发肿瘤中最常见的类型,占神经系统原发肿瘤的50%以上。美国癌症协会2001年统计约占全年所有新发肿瘤的1. 4%和肿瘤死亡…

时尚养生网导读:神经胶质瘤是神经系统原发肿瘤中最常见的类型,占神经系统原发肿瘤的50%以上。……

神经胶质瘤是神经系统原发肿瘤中最常见的类型,占神经系统原发肿瘤的50%以上。美国癌症协会2001年统计约占全年所有新发肿瘤的1. 4%和肿瘤死亡人数的2. 4%。治疗上应采用综合疗法,疗效很难令人满意,是一种常见的危害人类健康的疾病,是目前神经外科的难题和医学研究的重要课题之一。

磁共振功能成像( functionalmagnetic resonance im2aging, fMR I)将组织的血流、代谢等功能信息结合到以形态结构成像为主的诊断过程之中,将会大大提高肿瘤诊断的能力。

1磁共振灌注成像(perfusion weighted imaging, PWI)

PWI能在活体上反映组织血管化程度和血流灌注情况,提供组织器官血流动力学方面的信息。它是利用造影剂首过组织微循环,引起局部小磁场失均匀,进而引起信号变化来计算脑血容量( cerebral blood vol2ume, CBV)等血流动力学参数。

1. 1胶质瘤分级及指导定向活检血管增生程度与胶质瘤的恶性程度相关,是决定病理学分级的重要参数之一。胶质瘤级别越高,血管增殖的程度越高。恶性胶质瘤的特点是具有复发和生成其增殖所需血管网的能力,并且肿瘤病灶内存在异质性,一个肿瘤可以同时具有2个或以上级别的病理特征。常规增强后MR I对胶质瘤的分级有一定作用,但增强现象本身反映的是血脑屏障破坏,而非肿瘤血管的生成,观察到的肿瘤强化区域并不代表肿瘤恶性程度最高的部分。PWI则能反映组织血液供应情况,伴或不伴血脑屏障的破坏。灌注明显增加的区域,往往是肿瘤恶性程度最高的部分,并不一定是常规MRI上强化最明显的区域。有研究表明,相对脑血容量( relative cerebral bloodvolume, rCBV)与肿瘤的病理学级别之间存在明显相关,高级组rCBV显著高于低级组rCBV。并且,由于恶性胶质瘤组织结构的不均匀性,找出肿瘤中最恶性部位作为穿刺活检点尤为重要。CBV图可显示出肿瘤的血供丰富区, 灌注明显增强区域是肿瘤恶性程度最高部位,能辅助确定活检穿刺部位,有助于减少穿刺次数。

1. 2显示肿瘤边缘Ⅲ~Ⅳ级胶质瘤的生长方式为浸润性生长或中央膨胀性、周围浸润性生长,术中及病理不易确定肿瘤与正常脑组织间的分界;MR T2W 上由于肿瘤和瘤周水肿均为高信号,难以准确区分两者,实际工作中多根据增强图像判断肿瘤的大小和边界,但增强图像显示的范围常较真实情况为小,据此所选定的瘤周水肿兴趣区则部分或全部为浸润至正常脑组织内的肿瘤组织。肿瘤生长达60~80个细胞时即开始出现形成肿瘤血管的一系列变化,浸润至正常脑组织内的胶质瘤组织同样含有丰富的肿瘤血管,且发育不成熟,因此灶周rCBV高于对侧正常脑组织, PWI时产生较大的信号强度下降。

2血氧水平依赖功能磁共振成像( blood oxygenationlevel dependent - functionalmagnetic resonance imaging,BOLD - fMR I)

BOLD - fMR I在脑机能活动的同时,获得解剖学、生理学及病理学信息。对于脑瘤病人,它可在无创性及不需注射对比剂的情况评价病灶与皮层功能区的状况。BOLD - fMR I成像的基础是根据神经元活动对局部氧耗量和脑血流影响程度的不同,改变了局部去氧- 氧合血红蛋白的相对含量,从而引起磁场性质的变化,导致磁共振信号的变化。当氧合- 去氧血红蛋白的比例增加时或者说去氧血红蛋白含量减少时, T2缩短效应减弱,表现为信号增强。

fMR I在脑肿瘤的研究主要包括以下几点。

2. 1反映脑瘤病人皮层功能区变化特征大量的fMR I研究结果表明,肿瘤对功能区的侵犯可导致功能活动的完全消失,由于占位效应,肿瘤周围的功能活动区常发生变形、移位及功能区的重组,功能皮层的定位与正常解剖结构的功能区分布会有一定的差别。而且脑水肿内和肿瘤内的功能区在fMR I上也能显示。Schreiber等利用双手运动刺激对21例颅内占位病变病人进行fMR I研究,发现非胶质瘤病变患侧激活容积比对侧大14%,而胶质瘤病变侧激活容积比对侧小36% ,说明病变的病理类型对皮层功能区的影响不同。恶性病变引起的功能区移位更明显。

2. 2在脑瘤手术中的应用

2. 2. 1指导手术切除范围的确定最大程度切除肿瘤而同时使重要的脑功能结构如感觉、运动、语言等功能区得以保留,是外科手术的主要目的,而病人的生存时间和生活质量与肿瘤的切除程度有密切关系。目前已有研究证实,对肿瘤周围的主感觉运动皮层、辅助运动区运动皮层、语言中枢等功能活动区进行fMR I的术前评价与术中生理功能实验结果有良好的一致性。

2. 2. 2术中引导手术如果病人术前fMR I信息叠加于解剖图像上,登录在立体定向神经外科手术导航仪,即可术中导航,可有效地弥补术中定位的缺陷。且同术中定位的一致性达82% ~100% ,平均登录误差仅约2 mm。病人术中应用肌松药或深麻醉时,皮层电刺激和体感诱发电位无法应用,此时更显示fMRI的独特价值。利用fMRI引导手术的优点有: ( 1)脑暴露更小; (2)常规麻醉下可对语言功能区进行定位; ( 3)利用多个功能区的脑地形图可加快手术速度、缩短手术时间。

2. 3fMR I用于放射治疗计划制定L iu等对3例脑瘤病人进行fMR I检查,确定运动及语言皮层功能区,并用于放射治疗计划的制定,当用fMR I进行设计时肿瘤周围功能区的剂量是163. 4 cGy,不用fMRI时的剂量为240. 5 cGy。用fMR I进行计划设计, 3例平均剂量下降32% ,提示fMR I用于放射治疗计划制定有助于保护脑功能区免受过多的剂量照射,减少并发症,有利于改善病人治疗后的生存质量。

3磁共振弥散加权成像( diffusion weighted imaging,DW I)及弥散张量成像( diffusion tensor imaging,DTI)

3. 1DW I的基本原理弥散加权成像(DW I)是建立在人体组织微观流动效应基础之上,利用人体内不同情况下水分子扩散程度的不同所造成的信号改变进行磁共振成像。物质的弥散特性一般用弥散系数D 表示,即一个水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围,单位为平方毫米/秒(mm2 / s) 。在SE序列中180°脉冲前后的两侧对称加入扩散敏感梯度场(又称为扩散梯度脉冲)即可得弥散加权成像(DW I) 。在弥散加权图像时,可测出一个能反映整体组织结构特征的“扩散常数”,称之为表观弥散系数( appar2ent diffusion coefficient,ADC) 。一般来讲ADC值下降,

DW I像呈高信号,反之, DW I像上高信号不一定预示ADC值下降。总之,任何原因引起机体内水分子的ADC值改变,均可导致DW I信号变化,这是DW I成像的基本生物学机制。

3. 2DTI的基本原理弥散张量成像是在弥散加权成像基础上发展起来的一种MR脑功能成像技术,是利用人体内水分子在不同方向上其自由运动不同所造成的信号改变进行成像的,它是一项显示组织内微观结构的成像技术。

DTI用有效弥散张量( tensor, D)表示水分子的弥散特征。

描述分子位移在空间上的不一致,这与方向性结构有关。描述各向异性程度的主要测量指标有各向异性指数( anisotropy index,A I) ;各向异性分数( fractionalanisotropy, FA) ,表示组织纤维的各向异性。

为了显示和说明临床图像, 弥散张量的示踪( trace)或平均弥散图需要联合应用相应的示踪ADC和FA图进行评价。在ADC图中,信号强度与ADC值呈正相关,如脑脊液为高信号而脑实质为低信号。在FA图中,脑白质各向异性最高,表现为高信号;相反,各向异性最低的脑脊液则表现为低信号。

3. 3弥散技术的临床应用

3. 3. 1脑肿瘤界限的界定及指导立体定向活检清晰地界定脑肿瘤(尤其是胶质瘤)与正常脑组织、瘤周水肿的界限,对于术前确定手术切除范围具有重要的指导意义。Sinha等对9例高级别脑胶质瘤DTI研究表明:平均弥散率对于区分正常脑白质、瘤周水肿以及脑肿瘤是有价值的,可以对脑肿瘤范围进行较准确的确定,但是扩散各向异性对于各种组织间的区分缺乏特异性。DTI 区分肿瘤与周围的血管源性水肿对于决定放疗的区域、手术的边缘以及穿刺活检的部位等均具有非常重要的价值。

DTI可以清晰显示脑白质纤维走向,在MR I引导穿刺中可有效地避免重要脑白质纤维束的损伤,最大程度地减少穿刺所引发的后遗症。

3. 3. 2肿瘤恶性程度及组织病理类型的预测脑肿瘤性病肿瘤组织本身排列紊乱和其产生的占位效应致瘤体周围组织水肿及受压移位等,均可引起ADC值和FA值改变。大部分学者认为肿瘤区的ADC值与细胞构成相关。用同一设备和方法所测得的ADC值具有可比性。B runberg等对40例脑胶质瘤分析后发现ADC值从高到低的成分为:囊变/坏死,血管源性水肿,非强化肿瘤实性成分,强化肿瘤实性成分。Kono等报道了一组颅内肿瘤的研究结果, Ⅱ级星形细胞瘤与胶质母细胞瘤的ADC值存在着显著性差异,反映在DW I图及ADC图上呈现不同的信号强度。也就是说肿瘤实质部分ADC值越低,肿瘤恶性程度越高; ADC值越高,肿瘤恶性程度越低。Sugahara等研究了胶质瘤的DW I表现,他报道了20例胶质瘤,其中恶性胶质瘤17例,低度恶性3例。恶性胶质瘤的最低ADC值0. 82~2. 46 mm2 / s[ (1. 2±0. 4)mm2 / s ];低度恶性胶质瘤的最低ADC值1. 94~3. 31 mm2 / s[ (2. 7 ±0. 7)mm2 / s ] ,在统计学上有明显意义( P < 0. 001) 。Gastillo等[ 18 ]发现恶性度高的胶质瘤区ADC值、FA 值与正常脑组织存在显著差异。Gauvain等发现儿童多数脑肿瘤实质内FA值降低,ADC值与细胞的密度呈负相关,因此,利用可预测肿瘤分级及肿瘤细胞密度,有助于推测肿瘤的组织类型。

3. 3. 3反映肿瘤周围纤维受损情况,指导外科手术Yamada等发现DTI利用可显示肿瘤附近纤维传导束的受损情况,帮助了解传导束是受压破坏还是因受压而移位,这对指导外科手术包括术前计划和术后评估极具临床实用价值。

综上所述,影像学新技术出现和发展改变了我们看待脑内疾病的视角,提供了一种新的思维方式和探索手段。这种功能、代谢与解剖影像的结合可以为疾病的诊断、治疗和预后评价提供更好的敏感性和特异性。这些影像学新技术作为一种在体无创性检测技术,在脑肿瘤的诊断与鉴别诊断中发挥重要的作用,具有广阔的应用前景。

时尚养生网导读:肾上腺部位的肿瘤有良性和恶性之分,它们会导致尿液中一些类固醇的含量发生变化。……

英国的一项新研究显示,检测尿液中某些类固醇的含量能够帮助诊断肾上腺癌,这种新诊断方法的准确度较高,比常用的CT扫描诊断技术更为方便。

英国伯明翰大学等机构的研究人员在新一期美国《临床内分泌学与代谢期刊》(The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism)上报告说,肾上腺部位的肿瘤有良性和恶性之分,它们会导致尿液中一些类固醇的含量发生变化。通过运用一种名为“气相色谱-质谱法”的检测技术,可以检测出尿液中的相关类固醇含量,从而帮助判断是否存在恶性肿瘤。试验显示这种方法的准确度可达90%。

领导这项研究的维布克·阿尔特教授说,这是首个用于诊断肾上腺癌的尿检方法,比目前常用的CT扫描技术更为方便。此外,由于CT扫描的诊断准确度有时不理想,病人往往要接受多次扫描,反复暴露于辐射下,而尿检则可以避开辐射。

据介绍,由于肾上腺距离体表较远,这一部位的肿瘤往往难以发现,经常是在恶性肿瘤变大或扩散后,在做常规CT检查时才发现,而这时已处于癌症晚期,难以治愈。新的尿检方法有助于尽早发现肾上腺恶性肿瘤

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