本文關鍵詞：磁共振氨基質子轉移成像在腦膠質瘤中的應用研究

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【摘要】：背景 膠質瘤是腦腫瘤中最常見的惡性腫瘤,其神經(jīng)病理學、遺傳和預后的顯著異質性使得膠質瘤的診斷和治療十分重要。近年來,雖然神經(jīng)外科、放療及化療等技術取得了一定的進展,但膠質瘤的平均生存期仍比較低(間變性星形細胞瘤為2-5年,多形膠質母細胞僅為12-15個月)。術前正確的分級診斷和綜合評估腫瘤侵犯范圍對膠質瘤治療方案的確定及預后判斷具有十分重要的意義。膠質瘤病理學的異質性導致腫瘤不同空間部位的腫瘤組織分化程度存在明顯差異,且部分高級別膠質瘤在常規(guī)磁共振增強掃描時無明顯強化,這些因素導致無論病理活檢取材或是影像學分級所選取的腫瘤部位都對正確判斷腫瘤級別造成很大影響。氨基質子轉移(amide proton transfer, APT)成像示一種基于依賴化學交換飽和轉移(chemical exchange-dependent saturation transfer, CEST)的新的內(nèi)源性分子影像學成像方法,能檢測內(nèi)源性、位于細胞質內(nèi)的游離蛋白質及多肽。對于這種新成像技術在不同級別腫瘤之間所得圖像的比較及其成像的組織病理學基礎尚未有人進行深入的探討。本研究利用氨基質子轉移成像分析不同級別膠質瘤的影像學特征,結合相應的組織病理學及免疫組織化學特征,探討氨基質子轉移成像對腦膠質瘤分級診斷的作用,研究氨基質子轉移成像信號強度與腫瘤細胞密度、微血管密度及腫瘤細胞增殖指數(shù)之間的相關性,明確其成像的病理學基礎。 目的 研究腦膠質瘤磁共振氨基質子轉移成像的影像學特征,評價其對膠質瘤異質性的顯示以及在其分級診斷上的臨床應用價值。對不同級別膠質瘤的病理學及免疫組織化學特征進行分析,探討膠質瘤APT信號強度與病理學變化的相關性及這些病理學指標對APT信號強度的影響程度,進一步明確APT成像可能的病理學基礎。 材料與方法 1.研究對象 手術病理證實的膠質瘤患者34例,將其劃分為兩組,WHO分級為Ⅰ-Ⅱ級者劃分為低級別腫瘤組,共11例,包括少突膠質瘤7例,星形細胞瘤2例,混合性膠質-神經(jīng)元腫瘤2例；WHO分級為Ⅲ-Ⅳ級者劃分為高級別腫瘤組,共23例,包括間變性星形細胞瘤8例,膠質母細胞瘤11例,間變性少突膠質瘤2例,間變性少突星形膠質細胞瘤1例,混合性膠質-神經(jīng)元腫瘤1例,在高級別組中包括8例復發(fā)病例。34例中28例病例進行了CD34及Ki-67免疫組織化學檢查,其中低級別組11例,包括少突膠質細胞瘤7例,星形細胞瘤2例,混合性膠質-神經(jīng)元腫瘤2例；高級別組17例,包括間變性星形細胞瘤5例,膠質母細胞瘤11例,混合性膠質-神經(jīng)元腫瘤1例。所有患者檢查均得到倫理委員會同意。 2.掃描方法 MRI常規(guī)掃描采用荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)的Achieva3.0T超導磁共振掃描儀,標準頭部正交線圈。為避免干擾效應,APT掃描在增強掃描之前進行,即完成常規(guī)平掃后進行APT掃描,選擇腫瘤顯示最大的層面進行單層掃描。APT掃描前使用二階勻場以減少場不均勻性對APT效應的影響,偏共振射頻脈沖進行預飽和。隨后進行常規(guī)T1WI增強掃描。 3.APT圖像分析及指標測定 將APT原始數(shù)據(jù)導入Sun UltraSparc Station (Sun Microsystems, Mountain View, CA)軟件,用編輯在交互式數(shù)據(jù)分析語言中的程序(IDL; Research Systems,Inc., Boulder, CO, USA)進行分析測值并重建出偽彩圖。 分別測定腫瘤瘤核心、瘤周水腫區(qū)及對側正常腦白質區(qū)三個感興趣區(qū)(ROI)的APT值(低級別組無明確水腫區(qū)則只測量瘤核心及對側正常腦白質區(qū)的APT值),使用配對t檢驗分別比較腫瘤瘤核心與水腫區(qū)、腫瘤瘤核心與對側正常腦白質以及水腫區(qū)與對側正常腦白質的APT值之間的差異：用兩獨立樣本t檢驗比較高級別組與低級別組瘤核心APT值的差異。采用受試者特性曲線(ROC)分析獲得瘤核心APT值的最佳診斷界值,根據(jù)此值鑒別腫瘤級別并確定取該界值時分級診斷的靈敏度和特異度。 4.手術方法 患者均接受顯微鏡下開顱腦膠質瘤切除術,麻醉方式為全身麻醉+氣管插管,術中以確定的ROI作為立體定位活檢的目標取得該ROI處的病理標本,并對膠質瘤組織進行顯微鏡下肉眼全切,術后對取得的全部膠質瘤標本送病理檢查。 5.病理切片染色及指標測定 對所有病理標本分別進行常規(guī)HE染色,并對28例病例進行CD34、Ki-67免疫組織化學染色,在HE染色切片上測定腫瘤細胞密度,CD34免疫組化染色切片上測定微血管密度,Ki-67免疫組化染色切片上測定腫瘤增殖指數(shù)。采用兩獨立樣本t檢驗分析三者在高級別組與低級別組之間是否存在差異,采用Pearson相關性分析腫瘤瘤核心APT值與腫瘤細胞密度、微血管密度及腫瘤增殖指數(shù)之間的相關性,多元線性回歸分析APT值與三者之間的關系。 結果 高級別組瘤核心APT值與瘤周水腫區(qū)及對側正常白質區(qū)的APT值存在顯著性差異(P值均0.01),且高級別組瘤周水腫區(qū)與對側正常白質區(qū)的APT值間亦具有顯著性差異(P=0.013),水腫區(qū)APT值高于對側正常白質區(qū)。低級別組瘤核心APT值與對側正常腦白質區(qū)存在顯著性差異(P=0.0160.05)。瘤核心的APT值在高級別組與低級別組間存在顯著性差異,高級別組瘤核心信號明顯高于低級別組(P0.01)。 常規(guī)T1增強判斷腫瘤高低級別的靈敏度為91.3%,特異度為80.0%。ROC曲線分析結果顯示APT值最佳診斷界值為2.172,將瘤核心APT值2.172者定為低級別腫瘤,2.172者定為高級別腫瘤,此時APT值在膠質瘤分級診斷中的靈敏度為95.7%,特異度為81.8%。 瘤核心的APT值、腫瘤細胞密度、微血管密度及腫瘤增殖指數(shù)在高級別組及低級別組間均存在顯著性差異(P0.01)。高、低級別腫瘤瘤核心的APT值與腫瘤細胞密度、微血管密度及腫瘤增殖指數(shù)呈顯著正相關關系,相關系數(shù)r分別為0.904(P0.01),0.598(P0.01),0.750(P0.01)。且瘤核心的APT值與腫瘤細胞密度X1、微血管密度及X2及腫瘤增殖指數(shù)X3之間呈多元線性相關,方程為Y=0.801+0.12X1-0.003X2+0.26X3, F=46.437, P=0.000, R2=0.853,且t值：細胞密度(6.610)腫瘤增殖指數(shù)(2.383)。 結論 膠質瘤瘤核心的APT值高于瘤周水腫區(qū)及對側正常腦白質區(qū)的APT值,且高級別膠質瘤瘤周水腫區(qū)APT值高于對側正常腦白質區(qū)的APT值,而在常規(guī)磁共振增強掃描顯示水腫區(qū)無強化,這對劃分膠質瘤實質及腫瘤的浸潤區(qū)域有重要的意義,在手術中對腫瘤的切除范圍有指導作用,可根據(jù)APT值的增高區(qū)域適當擴大切除范圍。高級別膠質瘤的APT值明顯高于低級別膠質瘤,即使在無明顯強化的高級別膠質瘤病例中也能顯示出明顯的高信號,因而可認為APT值有助于高、低級別膠質瘤的鑒別診斷。常規(guī)MRI+APT分級診斷較常規(guī)MRI分級診斷的準確性明顯提高,APT有助于提高放射科醫(yī)生對膠質瘤分級診斷的水平。 腫瘤瘤核心APT值與該處的細胞密度、腫瘤微血管生成指標CD34和腫瘤細胞增殖活性指標Ki-67呈顯著正相關,說明APT值能很好的反應腫瘤組織的惡性程度及不同級別、不同區(qū)域腫瘤的生長特征,能夠反應膠質瘤不同部位腫瘤細胞密度、血管增生及腫瘤細胞增殖,從而直觀體現(xiàn)膠質瘤的異質性。APT值的增高提示腫瘤細胞密度增高、微血管生成增加及腫瘤細胞增殖旺盛。多元線性回歸分析提示腫瘤細胞密度對APT值的貢獻大于腫瘤增殖指數(shù),而微血管生成對APT值無明顯影響,這也進一步證實了APT掃描的成像基礎,說明在細胞越密集,即組織內(nèi)蛋白及多肽越多的區(qū)域APT信號越高。
【關鍵詞】：磁共振成像 氨基質子轉移 腦膠質瘤 腫瘤細胞密度 微血管密度 腫瘤細胞增殖指數(shù)
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R739.41;R445.2
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-14
• 前言14-16
• 第一章 磁共振氨基質子轉移成像在腦膠質瘤分級診斷中的應用16-33
• 材料與方法16-18
• 結果18-26
• 討論26-33
• 第二章 腦膠質瘤磁共振氨基質子轉移成像與病理學特性相關性研究33-49
• 資料與方法33-39
• 結果39-45
• 討論45-49
• 全文小結49-51
• 參考文獻51-60
• 綜述60-68
• 參考文獻64-68
• 攻讀學位期間成果68-69
• 中英文對照縮略詞表69-70
• 致謝70-71

【參考文獻】

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本文編號：903480