应用MRI的DCE和DSC技术分析GBM瘤区成分

【Ref: Artzi M, et al. J Neurooncol. 2014 Nov 5. [Epubahead of print]】

胶质母细胞瘤（GBM）是人类恶性程度最高的原发性脑肿瘤，其组织成分包括渗透性肿瘤区、非渗透性肿瘤区和血管源性水肿区。既往的疗效评估多基于MRI增强扫描的强化区面积；2010年修订的神经肿瘤评价标准（RANO）中，特别强调FLAIR/T2WI序列上所见到的非强化高信号区的意义。目前认为该异常信号区包括浸润性肿瘤和瘤周水肿两种不同的成分，但如何进行区分是目前影像学上的难点。动态磁敏感对比（DSC）是最常用的MRI灌注成像技术，可用于评价脑血流量；动态对比增强（DCE）也称为MRI渗透成像，提供血管与间质内物质交换的相关信息。近期，以色列Tel Aviv Sourasky医疗中心Moran Artzi等采用MRI的DSC和DCE成像技术成功地将胶质母细胞瘤划分成肿瘤强化区，非强化的浸润性肿瘤区和瘤周水肿带，结果发表在2014年11月《J Neurooncol》上。

该试验纳入12例经贝伐单抗治疗的复发GBM患者，其中7名男性，平均年龄53±14岁。MRI检查项目包括高分辨率T1加权平扫和增强序列、FLAIR、DTI、DCE、DSC和MRS，共获得19组MRI检查序列资料。设定两个不同的感兴趣区进行后续分析处理，一是结合T1加权相的强化区和FLAIR相的高信号区，定义为肿瘤靶区；二是肿瘤靶区在对侧半球镜像区域的正常脑白质区域定义为参考区（NAWM）。提取DCE和DSE所得的相关参数，采用非监督下的群组水平分割法（Unsupervised group-level segmentation）和监督下的个体水平分割法（supervised subject-level segmentation）将肿瘤靶区划分为三种不同成分，并对两种方法进行比较。

T1加权强化区平均体积为20.6±17.3ml（1.6～60.3ml），FLAIR相高信号区平均体积为35.6±19.9ml（9.1～75.7ml）。采用非监督下的群组水平分割法，以NAWM为对照，按照肿瘤靶区信号不同分为4组。C1和C2组显示DCE高信号即组织渗透性高和DSC高信号落差即高脑血流量，代表肿瘤强化区；C3组显示DCE低信号即无组织渗透性和DSC高信号落差即高脑血流量，代表非强化高灌注区，认为与肿瘤浸润有关；C4组显示DCE低信号即无组织渗透性和DSC低信号落差即低脑血流量，代表非强化低灌注区，认为与瘤周水肿有关（图1、2）。采用MRS对上述分类区域进行测定，发现非强化低灌注区的Cho/Cr值（1.19±0.09）与NAWM相似（1.13±0.10），而肿瘤强化区和非强化高灌注区的Cho/Cr则明显升高（分别为2.18±0.68、1.51±0.13），MRS测定结果与分类结果吻合。采用另一种肿瘤靶区划分方法，即监督下的个体水平分割法，所得结果与非监督下的群组水平分割法具有极好的一致性（r=0.93，p<0.001）（图3）。7例患者在使用贝伐单抗治疗前和治疗后8周均进行MRI检查，其中4例肿瘤靶区体积缩小，按照RANO标准，患者均处于疾病稳定状态。但结合DCE和DSC扫描序列分析，发现肿瘤靶区体积缩小主要体现在瘤周水肿带的体积缩小，而肿瘤强化区和非强化高灌注区的体积则出现了不同程度的增加，提示肿瘤进展可能。这个结果说明对FLAIR相上肿瘤强化区周围的高信号带成分区分的重要性，有助于临床疗效的评价。

因此，通过分析DCE和DSC扫描结果，分别采用非监督下的群组水平分割法和监督下的个体水平分割法，将胶质母细胞瘤划分为肿瘤强化区、非强化的浸润性肿瘤区和瘤周水肿带，对于胶质母细胞瘤的影像学诊断和疗效评估具有重要的作用。但是该研究仍存在一定的局限性：首先，缺乏病理学依据作为金标准佐证影像学上的分类结果；其次，肿瘤会破坏血脑屏障，导致DSC测定时造影剂外渗，低估脑血流量；肿瘤强化区中往往还包含一部分坏死组织，需要与放射性坏死进行鉴别，这些都是进一步研究的方向。

图1. 以NAWM为参照，采用非监督下的群组水平分割法分析DCE和DSC参数随时间的变化情况。A.C1、C2、C3、C4各自对应的DCE和DSC随时间变化情况；B. 不同划分区域DCE和DSC信号的平均值和标准差随时间变化情况。

图2. 3例 患者的T1加权强化、FLAIR相和采用非监督下的群组水平分割法处理后的MRI图像。

图3.不同分割方法的对比。2例患者的T1加权强化（A）、FLAIR相（B）、非监督下的群组水平分割法处理后的MRI图像（C）、监督下的个体水平分割法处理后的MRI图像（D）。

（浙江大学医学院附属第二医院泽铭编译，复旦大学附属华山医院陈衔城教授审校）