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多模态磁共振成像在脑膜瘤诊断中的研究进展
发布时间发布时间:2021-06-29 07:11

  型脑膜瘤、非典型性脑膜瘤、间变型(恶性)脑膜瘤等,以脑膜瘤最常见。脑膜瘤分为Ⅰ~Ⅲ级,Ⅰ级为良性,Ⅱ级为良恶性交界,Ⅲ级为恶性肿瘤。手术是脑膜瘤最重要的治疗手段之一,在临床上Ⅰ级脑膜瘤最常见,但部分患者术后仍会复发,因此提高诊断准确率,仍是脑膜瘤治疗的关键。

  磁共振成像(MRI)技术安全无创,软组织分辨率高,新一代的MRI技术及扫描序列应用而生,主要包括:波谱成像(MRS)、扩散加权成像(DWI)、扩散张量成像(DTI)、灌注功能成像(PWI)、磁敏感成像(SWI)、血氧水平依赖性功能磁共振成像(Bold-fMRI)等,MRI技术互相结合,能够对脑膜瘤进行鉴别并且分级,目前已应用于临床工作中。现阐述部分MRI在脑膜瘤诊断及术前评价中的最新进展。

  MRS是研究人体能量代谢及生化改变的检测技术,通过在感兴趣区(ROI)检测代谢物水平识别代谢异常,从而识别肿瘤的过程。主要代谢产物有N-乙酰天门冬氨酸(NAA),胆碱(Cho),肌酐(Cr),谷氨酸(Glx),丙氨酸(Ala)和乳酸(Lac)。1H-MRS在脑膜瘤诊断中代谢产物显示为Cho、Glx、Ala峰增加和NAA、Cr峰降低。有学者发现恶性脑膜瘤Cho/Cr值明显高于良性脑膜瘤Cho/Cr值,由此可见MRS可以预测肿瘤发展倾向。YUE等对23例脑膜瘤(19例为良性,4例为恶性)行单体素1H-MRS检查的研究中,区分良恶性脑膜瘤的T2弛豫时间和绝对Cho浓度也具有统计学意义。在另一项研究中,MRS无法区分良恶性脑膜瘤,而在鉴别其他脑肿瘤方面有一定的临床意义。因此很多国内外研究均证实MRS可以对脑膜瘤进行定性诊断,并用于与其他脑肿瘤的鉴别诊断。

  随着研究的深入,1H-MRS可以有效地检测出神经递质、氨基酸代谢和脂肪代谢等多种微量代谢物,通过分析MRS代谢产物在脑膜瘤分型中的特征,对后期制定手术方案,判断预后也是一个良好的补充。

  DTI最主要的特点是对水分子的扩散性质十分敏感,扩散参数能描述大脑的微观结构,扩散参数主要包括3个特征值(λ1、λ2、λ3),表观扩散系数(ADC),分数各向异性(FA)和弥散张量纤维束成像(DTT),其中λ1代表轴向扩散系数,λ2和λ3代表径向扩散系数,从而精确显示神经纤维走行方向。ANASTASIA等研究发现高级别脑膜瘤的FA值较低,而良性脑膜瘤FA值较高,可能因为非典型或恶性脑膜瘤的检测区域内有坏死或松散的细胞群所致,可以看出FA值也可以预测脑膜瘤的生长方向。有一项研究表明,脑膜瘤在平均扩散系数(MD)图上呈等信号,在FA图上呈高信号,并且FA值>0.3有显著意义,得出DTI参数对颅内脑膜瘤诊断的一致性有预测,可以作为术前脑膜瘤的常规检查;DE等也提出DTI应包含在颅内肿瘤的标准成像中。

  研究均表明FA值可以显示脑膜瘤的显微结构及瘤旁组织水肿,在其鉴别诊断及了解肿瘤周围白质纤维束方面应用广泛。DTT能直观显示肿瘤与重要神经纤维束的关系,与临床症状有良好相关性,是活体纤维束最有效的手段。可以在术前指导手术入路的选择,手术中指导肿瘤最大范围切除并有效保护重要的神经纤维束避免损伤。

  DWI图和ADC图能监测病理状态下水分子的扩散运动,在脑膜瘤中的应用越来越多。早期研究表明DWI可以区分良恶性脑膜瘤。恶性脑膜瘤的ADC值低于良性肿瘤。但是也有研究表明DWI和ADC值在脑膜瘤的分级和确定组织学亚型中并不可靠。随着MRI技术的发展,对DWI应用于脑膜瘤的研究越来越深入,有报道称脑膜瘤的病理学参数Ki-67与ADC有相关性。SCHOB等报道脑膜瘤中APQ表达与DWI参数之间的关系。此外,SUROV等通过比较脑膜瘤的病理组织学参数与ADC值的关系,得出Ⅱ、Ⅲ级脑膜瘤的平均ADC值显著低于Ⅰ级脑膜瘤;平均ADC值与肿瘤增殖指数呈负相关,最小ADC值与肿瘤细胞计数也呈负相关;平均ADC值可用于区分良性和恶性脑膜瘤。

  总之,DWI诊断脑膜瘤病理分型尚处于试验阶段。最新一项研究表明DWI图上的网状结构及相对较低的ADC值是微囊型脑膜瘤的诊断标志物,这些发现将有助于准确的术前诊断及精确的手术计划。

  PWI根据示踪剂的种类分为:(1)依赖于外源性示踪剂:动态敏感性对比(DSC)技术、动态对比度增强(DCE)技术,这两种需要静脉注射钆剂;(2)依赖于内源性示踪剂:动脉自旋标记(ASL),不需要静脉注射钆剂,因此可用于肾功能受损的患者。PWI的主要评价指标为相对性脑血流容积(rCBV)。研究表明,PWI通过测定肿瘤及肿瘤周围的rCBV值,为脑膜瘤的病理分级提供了重要信息;此外,在良性脑膜瘤中,脑膜皮型脑膜瘤表现出更高的rCBV值。

  GINAT等对一组良恶性脑膜瘤进行分析,发现高级别脑膜瘤rCBV值高于低级别脑膜瘤,并且rCBV值与血管内皮生长因子(VEGF)的表达存在相关性。但是也有研究表明良性脑膜瘤rCBV值大于恶性脑膜瘤。近年来,少数报道了脑膜瘤rCBV值与微血管密度(MVD)之间的相关性。SHI等研究指出脑膜瘤rCBV值与MVD值呈显著正相关,血管丰富的肿瘤rCBV较高,说明rCBV可以作为术前评价脑膜瘤血管生成的可靠指标。DSC技术虽在临床上最为常用,但是要求静脉注射钆剂,在影像中对比剂外渗可引起T2信号缺失,导致高级别肿瘤rCBV值减小。

  ASL利用标记血液水作为内源性示踪剂,被认为是一种非侵入的方法用来测量脑血流量(CBF)。YOO等报道ASL-PWI作为一种非侵入性的方法可以预测脑膜瘤的造影血管,评价动脉栓塞,以此协助DSC用于临床实践中。KAWAJI等对8例脑膜瘤在动脉栓塞前后使用ASL技术,得出栓塞后肿瘤的CBF显著减少,并且血流的分布模式也发生了变化,表明ASL在脑膜瘤的术前使用有一定价值。ASL也可用于少见肿瘤的鉴别诊断,研究表明,海绵状血管瘤在常规MRI中,很难与脑膜瘤区分,使用3D-ASL序列极大提高诊断的准确性,给临床提供了恰当的治疗措施。

  DCE-MRI的对比剂也为钆剂(Gd-DOTA),除肾功能损害者禁用外,大多数情况下,患者均能耐受且不良反应少,图像质量好。DCE能够提供成像参数,根据血流动力学和渗透率的特征区分脑膜瘤,帮助术前肿瘤类型的识别。HUSSAIN等对一组脑肿瘤(微囊型脑膜瘤18例,其他Ⅰ级脑膜瘤12例,Ⅳ级神经胶质瘤54例)病例进行回顾性分析,利用DSC和DCE技术,得出当增强后出现囊性病灶时,若其CBV值>10.3ml或kTrans值>0.88/min,则提示为微囊型脑膜瘤,而不是其他良性脑膜瘤或高级别胶质瘤;此外,研究亦得出较高的CBV值与术中失血量增加有关。利用各种灌注功能成像序列,对脑膜瘤患者进行术前检查,能够为外科医生提供更多的数据。

  MRI磁敏感成像(SWI)是一种快速发展的技术,利用幅度和相位信息检测组织间敏感性的变化。SWI在急性脑卒中及慢性动脉闭塞患者的成像中起着重要作用,由于脱氧血红蛋白是一种顺磁性物质,因此SWI主要用于静脉血的成像。SWI所显示的静脉性出血性梗死和血栓评估脑静脉窦的血栓形成。最新一项报道,WANGA对25例静脉窦附近的脑膜瘤患者术前接受SWI及磁共振静脉血管造影检查(MRV),得出SWI和MRV检测出静脉吻合的灵敏度分别为87%和58%,表明,与MRV相比,SWI可以提供更可靠的静脉吻合信息,通过术前评估静脉窦是否闭塞及有无侧支循环,为外科医生切除肿瘤提供正确的手术计划,这是手术治疗静脉窦附近脑膜瘤的关键。总而言之,SWI有助于了解脑血管疾病的病理生理学,已发展成为一种非侵入的技术以评估各种异常的静脉系统,SWI已包括在常规的脑成像技术中。

  Bold-fMRI最初基于脑血流动力学提供局部脑皮质的功能信息,其反映氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白水平的变化。早期研究中,FELDMAN等对一组脑膜瘤和胶质瘤仅进行Bold-fMRI信号分析,能够从正常脑组织中识别脑膜瘤,方法可靠易行,能够在神经外科手术中使用。最近的另一项报道将fMRI与DTI技术联合应用于脑膜瘤中,能更加清楚的观察功能激活区、白质纤维束与病灶之间的相互关系。其他研究发现,fMRI与DTI联合应用在对患者术前方案的制定、术中导航及术后评估方面有着重要的临床价值。

  目前为止,Bold-fMRI技术研究最多的仍是手术定位方面。术前对肿瘤的影像信息了解越清楚,术者对手术的把握程度也就越大。通过术前影像学的结果识别脑膜瘤病理类型,不仅确保治疗的规范性,满足患者的护理目标,而且达到患者的最佳利益。综上所述,各种功能影像检查对于脑膜瘤诊断的应用各具优势,但每种MRI技术均有其不足之处。虽然传统的影像技术能够对脑膜瘤做出诊断,但先进的成像技术不仅用于诊断,也可用于区分脑膜瘤的组织学亚型,给临床医生进行脑膜瘤手术前提供更多的信息。

  来源:胡晓甜,李延静.多模态磁共振成像在脑膜瘤诊断中的研究进展[J].实用心脑肺血管病杂志,2017,25(S1):231-233.

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