弥散张量成像在脑胶质瘤中的应用
李智奇* 张义△
【摘 要】@@ 胶质瘤呈侵袭性浸润生长,与周围组织分界不清,致残率和致死率高,预后差.目前胶质瘤手术切除主要依靠术者经验行肉眼下全切除,往往不超过影像学边界,留有残余肿瘤,术后易复发.因此,进行影像学引导的胶质瘤手术研究具有十分重要的意义[1].弥散张量成像(diffusion tensor image,DTI)是近年发展的磁共振成像新技术,是目前惟一能在活体无创地显示脑白质纤维束的成像方法[2].
【期刊名称】中国神经精神疾病杂志 【年(卷),期】2011(037)004 【总页数】3
【关键词】［关键词］ 弥散张量成像 脑胶质瘤
胶质瘤呈侵袭性浸润生长，与周围组织分界不清，致残率和致死率高，预后差。目前胶质瘤手术切除主要依靠术者经验行肉眼下全切除，往往不超过影像学边界，留有残余肿瘤，术后易复发。因此，进行影像学引导的胶质瘤手术研究具有十分重要的意义［1］。弥散张量成像(diffusion tensor image，DTI)是近年发展的磁共振成像新技术，是目前惟一能在活体无创地显示脑白质纤维束的成像方法［2］。因为DTI的这种独特优势，将其应用于胶质瘤的诊疗中，可以很好的显示肿瘤与白质纤维束之间的关系，有利于指导手术的进行，提高肿瘤全切除率。并且DTI在术前评价胶质瘤恶性程度以及术后疗效、预后的评估方面也都起着重要作用。本文将综述DTI在胶质瘤中应用的新进展。
1 弥散张量成像DTI的概述
DTI是以弥散加权成像为基础新发展起来的一种成像方法，其基本原理是利用组织中水分子弥散运动的各向异性特征进行成像。目前DTI研究分为两大方向:一是弥散张量纤维束示踪成像(diffusion tensor tractography，DTT)，二是定量研究。DTT可以在活体内评价大脑白质结构，显示脑白质纤维束的三维空间结构及其与肿瘤之间的关系。定量研究中DTI的主要参数有:表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)，各向异性分数(fractional anisotropy，FA)、相对各向异性(relative anisotropy，RA)和评价各向同性的平均弥散率(mean diffusivity，MD)等。ADC反映了弥散的大小，每一种组织均有自己特有的弥散系数，它还受压力梯度及细胞膜通透性等因素的影响。FA和RA则代表了水分子弥散运动各向异性的大小，即可以量化每个体素中水分子弥散运动的程度，又可描述其方向性。其中FA值最常用，它表示各向异性成份与整个弥散张量之比，其值为0～1，0代表完全各向同性弥散，1则代表完全各向异性弥散。这些参数可以帮助我们了解脑组织的解剖结构之外的生物学特性，如MD和FA值可以用来区分肿瘤复发和放射性损伤［3］，ADC值可用于预测胶质瘤术后放疗的疗效及无进展生存期(time-to-progression，TPP)［4］等。在颅内肿瘤、脑血管病及弥散性轴索损伤中DTI可显示白质纤维束的方向性和完整性及病灶与脑白质纤维束的三维空间关系［5－7］，在指导手术入路，确定术中病灶切除范围以及评估预后方面都非常重要。
2 DTI和DTT在脑胶质瘤中的应用
DTI和DTT现已应用于术中导航，可以用于显示胶质瘤与周围白质纤维的相互关系，对于确定胶质瘤手术切除边界，提高手术安全性和降低术后致残率有重要意义。
2.1 确定胶质瘤与周围白质的关系 DTT和FA图可显示纤维束的一系列改变，包括移位，变形，浸润和中断［8］。DTI的定量参数和DTT联合应用有助于在影像学上对胶质瘤的生物学特性(如增殖性、浸润性)进行判断［9］，指导个体化治疗方案的制定，提高手术安全性［10］。
Nimsky等［11］在高分辨率的解剖图像上应用线条代表主要白质纤维束，将感兴趣区所有纤维束的信息通过手术显微镜的显示屏直接显示在手术野中，再将这些信息整合入导航系统，在术中显示主要的脑白质纤维束，如锥体束、视放射。通过这种方式手术者能了解功能区及其主要白质纤维束的位置，可最大范围的、安全的切除肿瘤，避免因损伤主要白质纤维束所致的术后神经功能障碍，增加高级别胶质瘤患者的生存质量，并且还可以降低死亡风险［12］。三维立体的DTT对于评价肿瘤与皮质脊髓束之间的空间位置关系，从而选择合适的手术方式，是非常有用的，其在监测皮质脊髓束的移位对运动功能的影响时，具有很高的特殊性和阴性预测能力［13］。Romano等［14］在此基础上进一步研究认为，DTT可以重建大脑的主要白质纤维束，尽管在病理状态下白质纤维束的重建会受到一定程度的影响，但这一技术可以显著影响脑胶质瘤的手术切除方案。
另外，DTI与功能磁共振成像(functionalmagnetic resonance imaging，fMRI)［15］、术中直接电刺激(direct electrical stimulation，DES)［16］、磁共振波谱分析(MR spectroscopic imaging，MRSI)［17］及虚拟现实技术等相结合，可以在术前为术者提供真实的模拟操作，在术中准确定位肿瘤的可切除范围，在最大化切除肿瘤的同时，尽可能小的损伤白质纤维束。并且随着术中磁共振成像(intraoperativemagnetic resonance imaging，iMRI)的发展，
弥散张量成像在脑胶质瘤中的应用
