DTI及FT參數(shù)在腦膠質(zhì)瘤結(jié)構(gòu)分析與級別分類中的應(yīng)用研究.pdf

1、膠質(zhì)瘤是最常見的顱腦惡性腫瘤,其級別及結(jié)構(gòu)信息的提前獲取對治療方案的合理制定以及預(yù)后的準確評估具有重要的意義。作為迄今為止唯一能活體顯示體內(nèi)纖維樣結(jié)構(gòu)的影像學(xué)技術(shù),近年來出現(xiàn)的彌散張量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的腦白質(zhì)纖維束成像技術(shù)(Fiber Tractography,FT)使得磁共振圖像(magnetic resonance imaging,MRI)對人體正常結(jié)構(gòu)及病理狀態(tài)

2、的研究深入到更微觀的水平。其中,DTI一經(jīng)問世后,就有許多學(xué)者利用其參數(shù)對腫瘤的結(jié)構(gòu)及分級進行了研究,但他們的結(jié)果并不完全一致。另外,我們尚未見到用FT參數(shù)進行膠質(zhì)瘤結(jié)構(gòu)及級別分析的文獻。
　　目的:回顧性地評價DTI參數(shù)部分各向異性(fractional anisotropy,FA)值及不同F(xiàn)A閾值得到的FT參數(shù)纖維密度指數(shù)(Fiber Density Index,Fdi)值能否用來分析受到膠質(zhì)瘤細胞浸潤破壞的瘤周纖維的結(jié)構(gòu)及功

3、能狀態(tài);回顧性地評價FA值及比率、用FA閾值為0.15、025得到的Fdi的值及比率能否用于高、低級別膠質(zhì)瘤的鑒別診斷;分析FA值與Fdi的相關(guān)性。用ROC曲線比較多種DTI參數(shù)對膠質(zhì)瘤分級的效果。
　　方法:用1.5T磁共振掃描儀對組織學(xué)證明的膠質(zhì)瘤病人進行DTI掃描,然后對DTI圖像進行兩種方法的處理,方法一:依據(jù)Wakana等創(chuàng)建的DTI腦圖譜,把ROI較精確地放置在瘤周的具體纖維束上,然后通過對FA值、FA比率、Fdi值及

4、Fdi比率的統(tǒng)計學(xué)分析,獲取瘤周纖維結(jié)構(gòu)及膠質(zhì)瘤級別的信息,并同時對FA及Fdi之間的相關(guān)性進行分析。方法二:通過用自主研發(fā)的軟件對DTI張量圖像、T1加權(quán)圖像(T1 weighted imaging,T1WI)及T2加權(quán)圖像(T2 weighted imaging,T2WI)進行配準融合,區(qū)分腫瘤的實質(zhì)區(qū)及瘤周浸潤水腫區(qū),放置感興趣區(qū)(Region of Interest,ROI),得到DTI的FA、平均彌散率(Mean Diffus

5、ivity,MD)、線性各向異性系數(shù)(Linear Anisotropy Coefficients,CL)、平面各向異性系數(shù)(Planar Anisotropy Coefficients,CP)、各向同性系數(shù)(Spherical Anisotropy Coefficients,CS)等參數(shù),然后通過受試者工作特征曲線(Receiver Operating Characteristic,ROC)及界值進行比較分析。
　　結(jié)果:

6、>　　1.依據(jù)Wakana圖譜能夠在由DTI生成的FA彩色編碼圖上對正常志愿者大腦內(nèi)的主要纖維束及瘤周纖維進行二維(Two Dimension,2D)辨認,同時利用FT能夠?qū)@些纖維束進行三維(Three Dimension,3D)驗證。
　　2.通過依據(jù)Wakana圖譜對ROI進行較精確放置后,發(fā)現(xiàn)瘤周纖維與正常大腦半球相對應(yīng)纖維束的FA值之間有顯著差異。
　　3.對于瘤周纖維,分別用FA閾值為0.15、0.2、0.25得

7、到的。Fdi值相互之間均有顯著性差異。
　　4.分別用FA閾值為0.2、0.25、0.3得到的瘤周纖維的Fdi與用FA閾值為0.15或0.25得到的正常大腦半球相對應(yīng)纖維束的Fdi值之間均有顯著性差異。
　　5.對于瘤周纖維,低級別膠質(zhì)瘤的FA比率及用FA閾值為0.25得到的Fdi比率與高級別膠質(zhì)瘤相應(yīng)的參數(shù)間均有顯著性差異。
　　6.無論正常大腦半球的纖維束還是瘤周纖維,FA與Fdi值之間均有較高的相關(guān)性。且對于瘤周

8、纖維,當FA閾值的范圍在0.15～0.25之間變化時,隨著FA閾值的降低,FA與Fdi值之間的相關(guān)性也有逐漸減弱的趨勢。
　　7.獨立參數(shù)FA、CL、CS的ROC曲線下面積均大于0.5且P＜0.05,其中FA值的曲線下面積最大。
　　結(jié)論:
　　1.聯(lián)合應(yīng)用DTI參數(shù)FA及FT參數(shù)Fdi,能夠?qū)α鲋芾w維束的病理狀況進行分析。
　　2.應(yīng)用FA比率及Fdi比率,能夠在治療前對膠質(zhì)瘤細胞惡性程度的分析提供幫助。