脑胶质瘤预后多b值DWI研究

　　脑胶质瘤预后1、体素内非相关运动成像

　　由于组织扩散和毛细血管微循环的影响，单指数模型DWI成像计算的ADC值将偏离真实水平。IVIM双指数模型采用多组B值，通过双指数拟合算法获得相关参数，从而将灌注信息从扩散数据中分离出来。其定量参数包括真实扩散系数D、灌注参数假扩散系数D*和灌注分数f。D代表真实的水分子扩散运动，D*代表毛细血管网灌注信息，f为灌注相关扩散占总扩散的百分比。

　　Zhu等研究表明，具有恶性倾向的低级星形细胞瘤的D*和F值在评估2年生存率方面潜力较大，敏感性和特异性高。Puig等研究还发现，病变对比增强区f和D*是GBM的预后标志物，高f和D*值与生存率缩短有关。Federau等研究还发现，较大IVIM灌注分数f在评估胶质瘤生存率方面略优于较大相对脑血容量(AUC分别为0.84和0.76)，较大IVIMf增加与生存率降低有关。

　　HGG通过产生复杂的微血管网络来满足其营养需求，脑灌注信息与肿瘤血管的产生程度密切相关。因此，通过检测脑灌注信息，可以了解胶质瘤的恶性程度，然后评估其预后。F值与组织学中的血管密度呈正相关。F值越高，胶质瘤的预后越差。同样，D*值高的患者预后也很差。IVIM可以在不使用对比剂的情况下反映组织灌注信息的特点，实现对胶质瘤患者生存期更准确的评估，对胶质瘤患者的临床决策和治疗具有重要意义。

　　脑胶质瘤预后2、拉伸指数模型扩散加权成像

　　常规DWI原理假设体内水分子扩散不受限制，呈高斯分布，可以建立单指数模型。然而，一些屏障，包括细胞膜、髓鞘和细胞外大分子，可以防止自由水的扩散。基于体内水分子的非高斯分布，SEMDWI可以更准确地反映组织中水分子的实际运动。其定量参数包括扩散分布系数(distributedddifusioncoeficient、DDC)和体素内扩散异质性指数α。

　　目前，SEMDWI对脑胶质瘤的研究主要是评估病理分级和肿瘤增殖程度。Bai、Yan、Kusunoki等研究表明，α可以无创评估恶性胶质瘤的增殖水平。α值越低，肿瘤增殖程度越高。α代表体素中水分子运动的异质性，值为0~1。α值越接近0，表示水分子扩散的异质性越高。肿瘤恶性程度越高，水分子运动异质性越高，相应的α值越低。因此，低α值的胶质瘤预后可能越差。

　　Chen等研究发现，DDC可能是一种更好地评价胶质瘤增殖活性的影像学标记物，与Ki-67标记指数和增殖细胞核抗原的表达呈负相关。Ki-67标记指数和PCNA是胶质瘤增殖活性评估和预后评估的可靠免疫组化标记物，随着胶质瘤恶性程度的增加而增加。

　　DDC可以反映体素中ADC值的连续分布，更准确地描述组织中水分子的扩散运动。肿瘤恶性程度越高，细胞增殖水平越高，组织中水分子的扩散越有限，DDC值越低。因此，较低的DDC值与胶质瘤预后较差有关。SEMDWI参数αDDC可以评估胶质瘤的增殖水平。目前，评估胶质瘤预后的文章尚未报道，因此有必要进行新的研究来验证上述假设。

　　脑胶质瘤预后3、高b值DWI成像

　　IVIM和SEMDWI都是基于水分子跨膜转运的自由扩散。此外，水分子跨膜转运也可以通过水通道蛋白(aquaporin、AQP)进行，哺乳动物中至少发现了13种AQP。多b值DWI成像可以提供丰富的水分子扩散信息。研究发现，高b值(b值>1700s/mm2)DWI成像可以反映细胞膜上AQP的膜扩散信息和AQP表达，其相关参数水通道蛋白ADC(ADCaqp)可以为临床疾病的研究提供更有用的信息。

　　Zhang和其他研究发现，高b值DWIADCaqp是影响直肠癌预后的决定性因素。ADCaqp值可作为直肠癌AQP1表达的图像标记，与AQP1表达呈正相关；它还可以反映直肠癌的恶性程度。ADCaqp值越高，恶性程度越高。原因可能是恶性肿瘤组织中的水分子跨膜运输更丰富，因此需要更多的AQP表达，导致组织中水分子扩散有限和ADCaqp值的降低。

　　Tan等研究发现，高级星形细胞瘤的高b值DWI参数ADC高于低级星形细胞瘤，ADC与AQP4的表达呈正相关。研究表明，AQP与肿瘤有关，高级星形细胞瘤的AQP明显更高。笔者推断，AQP越多，组织内跨膜转运的水分子越多，扩散受限程度越小，ADC值越高。因此，较高的ADC值可能与预后差有关。

　　高b值DWI成像显示了直肠癌预后评估的价值，可以通过反映组织中AQP4的表达来评价胶质瘤的恶性程度，但胶质瘤预后评估的价值仍有待研究。

　　脑胶质瘤预后4、神经突起方向的离散度和密度成像

　　NODI是由受阻和受限扩散模型发展而来的。该模型假设了两种扩散过程:神经突起外受阻的水扩散过程(基于高斯分布)和内受限的水扩散过程(非高斯分布)，可以区分三种不同的微观结构组织模型，包括细胞内、细胞外和脑脊液隔室，因此具有更大的应用潜力。NODI的常用参数包括:细胞内体积分数(intraclularvolumefraction、ICVF)、方向离散度指数(orientiondispersiondex、ODI)、各向同性扩散分数(isotraction、ISO)等。

　　目前，还没有关于NODDI评估脑胶质瘤预后的文献。一些研究了其病理分级和肿瘤细胞增殖评估的价值，间接推断了脑胶质瘤的预后信息。Zhao等研究发现，NODDI参数可能为胶质瘤细胞增殖提供更多信息。根据对肿瘤实质区(Tumourparenchyma、TP)和肿瘤周区(Peritumourarea、PT)的NODI定量参数分析，高ICVFTP和低ICVFPT的肿瘤更有可能是HGG，TP区ODI值越高，胶质瘤恶性程度越高。

　　此外，ICVF和ODI的平均值与TP区域的Ki-67值呈正相关。在TP区域，由于HGG具有更高的细胞密度和核多形性，组织中水分子运动的阻塞和有限扩散更为明显，因此ICVF值越高；HGG因正常脑组织损伤更明显，水分子扩散的各向同性程度越高，ODI值越高。Ki-67值与胶质瘤的恶性程度呈正相关，可进一步解释ICVF和ODI值与TP区域Ki-67值的正相关性。因此，TP区域的ICVF和ODI值越高，胶质瘤的预后可能越差。

　　对于PT区，由于HGG具有较高的组织渗透性，正常脑组织的完整性被损害，但不能完全被肿瘤组织所取代，因此水分子运动的阻塞和有限扩散程度降低，ICVF值越低。因此，PT区ICVF值越低，胶质瘤的预后可能越差。Li等研究还表明，NODDI是一种合适的胶质瘤细胞增殖评估方法。Ki-67LI与ICVF和ODI呈正相关。ICVF和ODI值越高，胶质瘤恶性程度越高，预后可能越差。基于阻塞和有限扩散模型的NODDI成像可以更多方位地反映水分子的扩散信息，评估胶质瘤的恶性程度，并推测胶质瘤的预后可以更准确地评估。

• 文章标题：脑胶质瘤预后多b值DWI研究
• 更新时间：2022-01-19 10:22:08