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星形细胞瘤MRI弥散加权成像与肿瘤细胞密度的研

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低级别星形细胞瘤的 ADC 值为(13.76±3.31)×-10-4 mm2 /s,高级别星形细胞瘤的 ADC值为(7.34±2.95)×10-4 mm2 /s,两者之间差异有统计学意义(t =4.91 <0.001);低级别星形细胞瘤的平均细胞密度P为(4.74±2.96%,高级别星形细胞瘤的平均细胞密度为(19.81± 9.73%,两者之间差异有统计学意义( t=4.32p =0.003);星形细胞瘤的 ADC值与细胞密t P度呈显著负相关( r= -0.535p =0.001;图13)。

 

DWI使 MR对人体的研究深入到了更微观的水平,水分子扩散反映的是微米数量级的运动变化,与人体组织中细胞的大小处于同一数量级,能更准确可靠,而又及时地提供关于组织的空间组成信息和病理生理状态下水分子的跨膜运动与移动的功能状况。在生物组织内,微观运动包括水分子弥散和毛细血管内的血液流动(灌注)。在 DWI 上,分子的扩散会受到许多因素的影响,如血流、脑脊液的流动宏观运动和细胞膜等因素的影响,MR 是运用 ADC

测量扩散的。生物组织内 ADC 受弥散和灌注两个因素的影响。微循环内的 ADC比纯水的大许多倍由于在弥散成像时,b取值小,则ADC将受灌注影响很大 ,因而,在研究中采用了较大的 b值。在脑肿瘤的研究中发现,肿瘤毛细血管内流动的血液仅占[3]总水量的很小一部分 。组织中组织液的弥散特点是其复杂性,弥散的方向和程度取决于弥散屏障物的通透性和间隔,组织液所在介质的黏稠度和对弥散观察的持续时间具有弥散特性的脑组织中的质子主要存在于组织液中,而大分子物质和细胞膜上的质子因其相对不运动和 T 极短,而对弥散不起作用。因此,白质髓鞘磷脂在弥散的方向上起较大作用,且影响 ADC 值虽然影响脑组织 ADC值的因素有许多,如肿瘤细胞密度、肿瘤基质、纤维成分或胶质成分,但星形细胞瘤所影响的大多数正常脑组织区域被肿瘤细胞所取代。对不同类型肿瘤的大量 MRI 研究表明,活体细胞密度是影响肿瘤内水弥散的关键因素,且能客观地计算出来 。因此,胶质瘤中水的弥散主要受细胞密度的影响,其原因在于肿瘤间质组织细胞间隙中,水的运动是影响 ADC 值的主要因素 。显然肿瘤细胞繁殖越旺盛、密度越高、生物膜结构对水分子弥散的限制作用越明显。虽然肿瘤囊变或坏死可能会使 ADC 值上升,但是,本研究在计算 ADC 值时,已经结合 MRI图像将其避开了。

 

本研究结果表明,高级别和低级别星形细胞瘤的 ADC值与组织学中的细胞密度具有很好的负性相关,高级别肿瘤生长活跃、细胞密度高、ADC 值小;低级别肿瘤生长较缓慢、细胞密度低、ADC 值大,与以前的研究结果相一致 。因此,活体检测星形细胞瘤的 ADC 值具有对其分级评估进行术前预测的潜能。由于 DWI 图像经过工作站的处理形成 ADC图,我们的研究结果表明,在 ADC 图上可以勾勒出肿瘤组织中细胞密度最大的部分,从而可以在术前对肿瘤级别的高低进行预测和评价,也使在ADC图引导下进行活检取材得到更准确的组织病理学分级成为可能。

 

目前,在对脑组织的弥散研究中存在两个限制

1)所得到的 DWI图尚不能完全消除肿瘤血管内血流灌注或保存完好的髓质束的影响;(2)在目前的技术水平下,病检取材尚不能与 ADC图所指示的完全一致。但正如Sugahara 评价其进行的DWI研究仅是在 ZZ 一个方向上进行,他认为在 XXYYZZ 3个方向上同时获得 DWI图像是技术难题,而本研究就是在这 3 个方向上同时获得 DWI 图像的条件下进行,因此,本研究的研究方法更先进、结果更精确目前,弥散张量成像(diffusion tensor imagingDTI)的方向已经达到 6 55 个,超级弥散张量的方向可达几百以上,b值可取 10 000 s/mm 以上。因此,我们相信随着磁共振技术和外科立体定向技术的发展这些问题会逐步得到解决。

 

总之,本研究结果表明,MR DWI 有可能成为术前对肿瘤的组织学病理级别高低进行在体预测和评估的很好方法。

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