星形细胞瘤与转移瘤血管异质性的SWI与DSC--PWI研究（可编辑）

星形细胞瘤与转移瘤血管异质性的SWI与DSC--PWI研究（可编辑） 密级 中图分类号 星形细胞瘤与转移瘤血管异质性的与.研究 ?牛田力 计:学位:页 : 表衣 ?平::。个、 插 图: 幅 指导教师:苗延巍教授 学科专业:医学影像与核医学 申请学位级别:硕士学位 完成时间:二一三年四月 培养单位:大连医科大学附属第一医院 答辩委员会主席: 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得 的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外, 论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得大连 医科大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究 所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 盐塑查 签字日期:三盟年三月』日关于学位论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大 连医科大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于请在以下相应方框内打“”: .保密口,在一年解密后适用本。 .不保密翻。 作者签名: 日期:年多月,乡日 坤阁妇 导师签名: 日期:抛多年歹月乡日 茴虢 \?%目 录 一、摘要一中文摘要二英文摘要二、正文 一前言? 一日舌一”??“”一?一 二材料和方法? .临床资料.砌设备与检查与方法? .对数据处理与. 与.图像后处理 .肿瘤内成分的界定 .肿瘤实质及瘤周区?灌注值测量? .统计学方法 三结果 .不同级别星形细胞瘤之间的比较 .星形细胞瘤和转移瘤之间的比较 .高低级别星形细胞瘤瘤内实质及瘤周微循环差异.星形细胞瘤 和转移瘤瘤内实质及瘤周区的微循环差异 四讨论 五结论六参考文献? 三、文献综述一综述 二参考文献? 四、攻读学位期间发表文章情况 五、致谢?大连医科大学硕士学位论文 星形细胞瘤与转移瘤血管异质性的与?研究 硕士生姓名:牛田力 指导教师:苗延巍教授 专业名称:医学影像与核医学 摘要 目的 应用磁敏感加权成像 ,和动态磁敏 感灌注成像 ,?对脑肿瘤瘤体实质及瘤周区的微出血、微循环状态进行量化 分析,探讨二者对星形细胞瘤分级诊断及其与单发脑转移瘤鉴别诊断中的价值。 材料与方法 对例疑诊脑肿瘤患者行检查,包括和。所有病例均经 手术治疗及病理证实,包括星形细胞瘤级例、级例、级例、级 例、转移瘤例。所有病例均行检查,而部分例行检查,包括 星形细胞瘤级例、级例、级例、级例和转移瘤例。所有患 . 者图像在 扫描仪上采集,采用标准头线圈。扫描序 列包括:矢状位 ,横断位 、、、以及增强扫 描。及?的原始数据经.工作站的软件处理后,得到滤 过后相位图,、最小密度投影图 ,以及局部脑血容量图,、局部脑血流量图 ,、局部平均通过时间图 ,和局部达峰时间 ,。观察所有肿瘤的表现,确认肿瘤的不同 成分。将‰,,上肿瘤实质内线状或点样低信号结构定义为肿瘤内磁敏感信号,,计数肿瘤内所有 层面数。分别测量脑肿瘤实质及瘤周区的平均值、值、值和 值。对于瘤周区按其远近划分为:距肿瘤强化外缘 内的区域定为 近侧瘤 周区,距肿瘤强化外缘外的区域定为远侧瘤周区。星形细胞瘤不 同级别之间、大连医科大学硕士学位论文 星形细胞瘤与转移瘤之间的差异用检验进行对照分析,而组间的 灌注参数对照采用单因素方差分析。对于肿瘤之问有统计学差异 的参数,采用 曲线分析其诊断敏感度、特异性。采用秩相关分析肿瘤内与各灌 注参数的关联性。各检验方法均以.为差异有统计学意义。 结果 .不同级别星形细胞瘤之间的比较 级星形细胞瘤瘤内实质的均值为.?.,级为.?., 级为.?.。级与级星形细胞瘤之间差异有统计学意义 .,.;级与级之间无显著差异.,.。 低级别级星形细胞瘤的明显小于高级别星形细胞瘤级与级; .,.。以.为鉴别高、低级别星形细胞瘤的阈值,则敏 感度为.%,特异性为.%,曲线下面积为.;同样,以. 为阈值鉴别级与级星形细胞瘤,则敏感度为%,特异性为.%, 为.。 .星形细胞瘤和转移瘤之间的比较 高级别星形细胞瘤瘤内实质的均值.?.明显高于转移瘤. ?.,.;以.为鉴别阈值,则敏感度为.%,特异性为.%, 为.。另外,所有星形细胞瘤包括高级别和低级别瘤内实质的 数.?.也高于转移瘤数.?.,.;以.为阈 值鉴别星形细胞瘤与转移瘤,则敏感度为.%,特异性为.%,为.。 .高低级别星形细胞瘤瘤内实质及瘤周微循环差异 高级别星形细胞瘤瘤内实质、近侧瘤周区和远侧瘤周区分别为. .、.?.及.?.,具有显著差异.、.;而瘤 内实质值也明显高于近瘤区.?.、..;.。低级 别星形细胞瘤瘤内实质区、近瘤区和远瘤区和均无明显差别.。 高级别星形细胞瘤内实质值和值均明显高于低级别的:. .?.、. ?.,.?.,.::.?.、.; ?.,.,而值明显低于低级别.?.、.?.,. .星形细胞瘤和转移瘤瘤内实质及瘤周区的微循环差异 大连医科大学硕士学位论文 星形细胞瘤和转移瘤二者实质的、、及均无差异,而转移瘤实 ?.,.;对于瘤周区域:高级别星 质的较高..,. 形细胞瘤的近瘤区低于转移瘤.?.,..,.,远瘤 区也低于转移瘤..,.?.,.;另外低级别星形细 胞瘤实质.?.也低于转移瘤.?.,.。 .肿瘤瘤内实质微循环与关联性 例均行和扫描的病例瘤内、、、值与计 数间无相关性值均大于.。 结论 . 肿瘤内及瘤周有助于星形细胞瘤的分级诊断及其与转移瘤的鉴 别诊 断,反映了肿瘤微血管组织病理学的差异。 .?能够定量评估肿瘤实质和周围的微循环状态,也是星形细胞 瘤、 转移瘤鉴别和分级诊断的有力的补充手段。 关键词:星形细胞瘤转移瘤血管异质性磁敏感加权成像 动态磁敏感灌注成像大连医科大学硕士学位论文 ?: :. : . , .、. . ,、. , , ; , , , ?, ,. .... . 、、 .. . . 大连医科大学硕士学位论文?. . 。士..,. .士. . ? ., .,.,. . . . ? ,. ....,..... . .... ? . ? . ..,.., , ..,.;. ..,..,. ? ..;...?..,.;..,.., , ?. ,... ,., . 士.,..,.. . , , ... .生.,, ....,. . .. 大连医科大学硕士学位论文 ., ., . . .,. . . : 大连医科大学硕士学位论文 星形细胞瘤与转移瘤血管异质性的与?研究 硕士生姓名:牛田力 指导教师:苗延巍教授 专业名称:医学影像与核医学 刖 吾 肿瘤血管异质性是肿瘤的特性之一,是指在肿瘤微环境的影响下, 肿瘤血管内 皮细胞动态地适应微环境的变化,在形态、功能、蛋白表达及遗 传学方面均不同 于正常血管。肿瘤血管异质性的病理学表现为血管内皮不完整、 瘤内肿瘤血管异 常增生、继发出血。是观察、监测肿瘤血管形态学变化的重要手段;但是如 增强、等常规技术并不能正确反映病灶的病理组织学信息,尤其是瘤 内血管结构和出血、以及微循环变化的准确评估尚存在不足。目前,一些新技 术的开发、应用明显提高了对肿瘤血管异质性的评估能力。例如,磁敏感加权成 像,可以敏感、精确地显示瘤内微量 出血以及异常血管结构乜;灌注成像技术 , 可以定量地评价肿瘤的微循环状况。一些国外学者分别利用和从不同角 度探索其对肿瘤定性、分级诊断的价值、’引,但是,迄今为止国内外关于脑肿瘤 血管异质性全面、定量研究的报道仍较少。本研究拟应用及技术,结合 常规的序列对脑内常见肿瘤星形细胞瘤、转移瘤进行全面的量化研究, 以期获得评价脑肿瘤血管异质性的新方法和肿瘤鉴别诊断的新指标。 材料和方法 .临床资料 本研究为前瞻性临床研究,得到医院医学伦理委员会批准,并获 得患者的知 情同意。于年月至年月期间,例来我院就诊的怀疑脑肿瘤的患 者行检查男例,女例;年龄?岁,平均年龄.? .岁。 所有病例均经手术、病理证实,包括星形细胞瘤例 级例,级例, 级例,级例;转移瘤例肺癌例,乳腺癌例,其他例未明 确肿瘤原发灶。主要临床症状表现为头痛、呕吐、癫痫发作和局 灶性神经功能缺 失。 大连医科大学硕士学位论文 .设备与检查方法 . 应用美国 扫描仪,患者仰卧位,采用标准头线圈。 常规扫描序列包括:矢状位 、横断位、横断位 和横断位 增强扫描。例患者均行横断位扫描;而部分例行横断位动态磁 敏感增强灌注成像, 扫描具体病例数详见表,采用钆喷替酸葡甲胺?自肘正 中静脉团注,注射速度. /,注射剂量./体重,采集个时相。 横断位增强扫描在采集后立即进行扫描,参数等同于横断位 平扫具体扫描参数见表。 表行或的病例数 表 扫描的主要序列及参数 .数据处理与分析 . 与图像后处理 扫描后的原始数据传至 .工作站,经软件处理后,得到 滤过后相位图像 ,、最小密度投影图像 。 。蜘层厚. , 图像也经软件进行后处理,得到局部脑血容量图 , ,、局部脑血流量图 大连医科大学硕士学位论文,和局部峰值 、局部平均通过时间图 ,。 时间图 .肿瘤内成分的界定 结合、、增强以及图进行综合分析,界定肿瘤病灶的实质区及 周围水肿区、坏死或囊变区、血管及出血灶、钙化灶。界定标准 具体如下:肿瘤 轮廓内低信号、稍高或高信号、增强后有强化的部分是肿瘤实质 区;肿瘤轮 廓以外,低、高、增强后无强化区是瘤周水肿区;坏死囊变区是肿 瘤轮 廓内低、高、增强后无强化的区域。 肿瘤内钙化灶、出血灶、血管结构均可能表现为高或低、低信号,需要 通过图和‰。,图加以鉴别。钙化灶在图呈高信号,出血灶和血管结构为 低信号。参照文献吲,将在蜘,,图上看到的肿瘤内部聚集或不聚集的细线状或点 状低信号结构定义为肿瘤内磁敏感信号灶,,计数每个肿瘤内部所有层面的数目图。 图 心图:肿瘤内的新生的血管及出血灶黑色箭头所示均为低信号区。 .肿瘤实质及瘤周区灌注值测量 在肿瘤实质内选择最大值区域即图或图上肉眼可见的肿瘤实 质黄红色最明显区域进行测量。大小为?个像素,放置时需要结合常规 图像,避开肿瘤内血管、出血灶、囊变区及钙化灶。每个层面的肿瘤实质均测量 次,分别测量并、、、测量值,取其均值;在对侧正常脑 实质区的镜像位置放置相同大小的,测量其灌注参数图。每个肿瘤病灶 大连医科大学硕士学位论文 测量连续个层面,取其均值作为最终测量值。对于瘤周区按其距 离肿瘤实质的 远近分为近侧瘤周区和远侧瘤周区:距肿瘤强化边缘内的区域定义为近侧瘤 周区,距肿瘤强化边缘外的区域定义为远侧瘤周区。依照上述方法分别测量 近侧瘤周区和远侧瘤周区的灌注参数并求取平均值。 所有测量内容均由两位放射科医师通过双盲法观察、测量得到,若对肿瘤内 成分辨认存在异议,则通过协商来进行确定。 图..示:患者,男,岁,左额颞叶间变性星形细胞瘤部分呈胶质母改变。图 及图示肿瘤实质呈高灌注黄红色,在肿瘤内的实质区及瘤周区各放置个,测量 相应值。在对侧正常大脑半球的脑白质区域,测量个值。图.?.示同层面对应 平扫图和增强图像。 大连医科大学硕士学位论文 .统计学方法:所有数据均采用社会科学统计软件包 ,.版进行统计分析。星形细胞瘤不同级别之间、星形细胞瘤与 转移瘤之间的的差异用秩和检验进行对照分析,而彼此之间的灌 注参数对照采用单因素方差分析。对于肿瘤之间有统计学差异的参数,采用 曲线分析其诊断敏感度、特异性。采用秩相关分析肿瘤内与各灌 注参数的关联性。各检验方法均以.为差异有统计学意义。 结果 .不同级别星形细胞瘤之间的比较 级星形细胞瘤瘤内实质的均值为.?.,级为.?., 级为.?.。如直方图图所示,级星形细胞瘤与级星形细 胞瘤之间差异有统计学意义.,.;级与级之间 无显著差异.,.。低级别级星形细胞瘤的明显小 于高级别星形细胞瘤级与级;.,.图.卜.。 图低级别级星形细胞瘤的明显小于高级别星形细胞瘤级与级 以.为阈值鉴别高低级别星形细胞瘤,则敏感度为.%,特异性 为.%, 曲线下面积为曲线下面积.图.;同样,以.为阈 值鉴别级与级星形细胞瘤,则敏感度为%,特异性为.%, 为 .图.。大连医科大学硕士学位论文 萱 五 ’; 童 璺 ? ? ? ? ? 价 图.应用计数鉴别高低级别星形细胞瘤的曲线分析结果,以.为阈 值时曲 图.用计数鉴别级与级星形细胞瘤 线下面积最大,准确分级的效能最高 的曲线分析结果,以.为阈值时曲线下面积最大,准确分级的效能 最高 图.卜.示患者女,岁,左额叶级星形细胞瘤。呈团片稍高信号影, 增强 图示瘤内少许细线样低信号。图.?.示患者男,岁,左顶 后强化不明显, 图示瘤内明显 叶级星形细胞瘤。呈类圆形高信号影,增强后轻微强化, 点状低信号。 大连医科大学硕士学位论文 .星形细胞瘤和转移瘤之间的比较 高级别星形细胞瘤瘤内实质的均值.?.明显高于转移瘤. ?.,.图、图.?.;以.为阈值鉴别高级别星形细胞瘤与 转移瘤,则敏感度为.%,特异性为.%,.图.。另外,所有 星形细胞瘤包括高级别和低级别瘤内实质的数.?.高于转 移瘤数.?.,.;以.为阈值鉴别星形细胞瘤与转移瘤, 则敏感度为.%,特异性为.%,.图.。 ?图高级别级与级星形细胞瘤的明显大于转移瘤。 大连医科大学硕士学位论文 图.?.示患者女,岁,右颞叶级星形细胞瘤。呈团片高信号影,增强后强化 明显, 图示瘤内较多点线样低信号。图..示患者女,岁,右额叶转移 性低分化腺癌。呈团片略高信号影,增强后强化明显,其周见水肿带, 图示 瘤内多个颗粒样低信号。 童 , 童 皇 ? 望,童?协 伪 图. 应用计数鉴别高级别星形细胞瘤和转移瘤的曲线分析结果,以.为阈值 时曲线下面积最大,准确分级的效能最高。图.用计数鉴别星形细胞瘤和转移 瘤的曲线分析结果,以.为阈值时曲线下面积最大,准确分级的效能最高。 .高低级别星形细胞瘤瘤内实质及瘤周微循环差异 大连医科大学硕士学位论文 因为在行检查的星形细胞瘤中,级仅例,级例,级例, 级例,为统计样本缘故,只做了高、低级别之间比较。 高级别星形细胞瘤瘤内实质、近侧瘤周区和远侧瘤周区分别为.? .、.?.及.?.,具有显著差异.、.;而瘤 内实质值也明显高于近瘤区.?.、.?.;.;以 值.为阈值鉴别高低级别星形细胞瘤,则敏感度为.%,特异性为.%, 曲线下面积为.图.。低级别星形细胞瘤瘤内实质区、近 瘤区和远瘤区和均无明显差别.表。 高级别星形细胞瘤内实质值和值均明显高于低级别的:. ?.,.?.,.;:.?.、.?.,.。 高级别星形细胞瘤近瘤区值也明显高于低级别的.?.、.?., .图,而值明显低于低级别.?.、.?.,.。 图.卜.患者男,岁,左额叶间质性星形细胞瘤,相对脑血容量图图及局部脑 血流量图图见瘤内高灌注左额叶红色区;图..患者男,岁,左颞叶 大连医科大学硕士学位论文 级星形细胞瘤,图及图见肿瘤区低灌注左颢叶黑色区; .星形细胞瘤和转移瘤瘤内实质及瘤周区的微循环差异 星形细胞瘤和转移瘤二者实质的、、及均无差异,而转移瘤实 图;对于瘤周区域: 质的较高.?.,.?.,. 高级别星形细胞瘤的近瘤区低于转移瘤.?.,.?.,., 远瘤区也低于转移瘤.?.,.?.,.;另外低级别星 形细胞瘤实质.?.也低于转移瘤.?.,.表。 以值.为阈值鉴别高级别星形细胞瘤和转移瘤,则敏感度为.%,特 异 . 性为.%, 为.图 图.示患者男,岁,肺癌,右额顶叶单发转移瘤,图见肿瘤内高灌注 区黄色区, 图.该患者图见肿瘤内高灌注区色区,在此 在此区测得均值为. 图.该患者图见瘤体实质区黄绿色区,在此区测得 区测得均值为. 均值为. 参 置 ; ; 蔓 至 一? ? 疗图.应用值鉴别高低级别星形细胞瘤的曲线分析结果,以.为阈 值时曲 线下面积最大,为.,准确分级的效能中等 图.用鉴别高低级星形 细胞瘤大连医科大学硕士学位论文 的曲线分析结果,以.为阈值时曲线下面积最大,为.准确分级的 效能较低 .肿瘤瘤内实质微循环与关联性 例均行和扫描的病例瘤内、、、值与计 数间无相关性值均大于.表。 表: 肿瘤实质与灌注参数的相关性厶一. 一.刊一一. ?? 丙.刊。一.一 .刊一.一 一卜. .刊?. 寸.刊寸.一 .刊.一 馔漤簿 ‰? ??.州。卜. 岔寸.刊卜乜 崎一.一刊?.一 篮. .一刊?西. 口.刊?. 心.一刊寸?.一 舢?一. 卜.刊仓?. 口 .刊一.一 .刊.一 一一. 价一.刊?.一 ?.叫.一 婴霉最葭耐暴瀑肇 瞌?. ? ?.刊岭岔. .刊卜.?.刊?. .一刊一 .一 议逍扑书臀扑藻凼划 姆燃矬谁盖凶匣懊嗡峰泳懊量耐称鬈? ?. ? ? ?.一刊。寸.一 。?搽 。田.昧榭摊嘲忙咏厘 厶一一. ? ?.制昏.口.刊寸?. 口 .刊价?.?.刊?西. 遥籁妒靶 ?窆 一一.刊西文. 虹.刊?岔.卜.刊一.一 一.刊.一 懊罂最湫喇暴《拒 ? ?. 昏乱.刊. .刊?心. 寸.刊岔.一 ? ?.一刊心价. 一叩。刊.一 ??口???卡缸煺肇。凄爆 馔宝 美~粼 凶 凶 凶 桨争『 ?铝螟林 一擎图 ?卡衣匪懊 忑.刊。口.一擎图 卡叵懊大连医科大学硕士学位论文 讨论 肿瘤的原发灶与转移灶,以及同一组织类型的不同原发瘤个体之间、同一器 官内的不同转移灶之间均存在血管异质性。年公布新的脑肿瘤组织学分 类认为,星形细胞瘤的分级与肿瘤血管的增殖活性密切相关‘,血管密度 随肿瘤级别的升高而增高。转移瘤与星形细胞瘤二者瘤实 质内的血管组织学发生基础不同,且转移瘤瘤周区域是单纯脑组织水肿改变?, 与星形细胞瘤瘤周的浸润性增生方式有本质不同。 ..不同级别星形细胞瘤之间的比较 星形细胞瘤由低级别进展到高级别的过程中,微血管形态从以窦状扩张为主, 逐渐转变成芽状为主,部分会呈肾小球样血管“?;最小密度投影图可清晰直 观的显示高低级别星形细胞内肿瘤血管的不同“,本次研究也观察到:高级别肿 瘤实质内可见典型粗大团簇样改变,而低级别瘤内血管并非另外新生、点簇状的 杂乱血管,而是原正常供血血管发出走形清晰的小分支,某些低级别即使体积很 大甚至呈弥漫型,其内杂生血管还是较少的;且低级别瘤周水肿区显示小血管直 径会增粗。本研究得出:从级到胶质母细胞瘤,其瘤实质内的数量增加 趋势很明显级瘤体均值.?.,级瘤体均值.?., 级瘤体均值.?.:低级别级星形细胞瘤明显低于 高级别星形细胞瘤,.,曲线示有较高的诊断效能曲线下面积为., 这与组织学研究是一致的、们。可以预测,是对脑星形细胞瘤进行分级的一 个很有潜在应用价值的指标。另外,高低级别病灶的治疗方法不同,高级别星形 细胞瘤 ?无论是否可以切除,均需放疗或放化疗联合?,而低级别 星形细胞瘤 ?可手术切除,有治愈的趋势,仅推荐不能完全切除的 级肿瘤或年龄大于的病人辅助放化疗?,但术前对鉴别 级星形细胞瘤与间 变型星形细胞瘤之间常有难度;本研究中级星形细胞瘤与级之间差 异有统计学意义,.,.,曲线下面积.,但本次研究样本数 据量较小,应继续增大样本验证。 .星形细胞瘤和转移瘤之间的比较 利用鉴别星形细胞瘤和单发脑转移瘤对于临床有重要的意义,等? 采用分级系统对例脑内单发强化病灶行常规及,并进行半定量分大连医科大学硕士学位论文 析,结果发现见于%的胶质母细胞瘤,%的脑转移瘤,且常规诊断 准确度是%,而联合后诊断准确度能提高到%。本研究示星形细胞瘤 均值.?.明显高于转移瘤均值.?.,差异有统计学意 义,曲线下面积.,有一定探索价值,符合目前二者的病理学研究,脑转 移瘤中高表达的是,致肿瘤的主要生物学行为是肿瘤细胞快速增长?盯,而 恶性胶质瘤高表达的是血管内皮生长因子及等‘,在诱发血管生 成过程中起主要作用,由此推测转移瘤瘤内血管数相对较少,但真正引起二者 差异的病理组织学基础还有待于进一步研究;且本次所选转移瘤病例多数原发灶 为肺腺癌,病种较单一,且高级别的星形细胞瘤实质内因为出血和坏死较多‘?, 所测包含了形态明确的血管和部分出血灶及其代谢物,可能导致误差增大。 ..高低级别星形细胞瘤瘤内实质及瘤周微循环差异 动态磁敏感对比增强技术的灌注加权成像能提供胶质瘤血管新生和血 管再生相关的信息,是目前确定星形细胞瘤的最佳成像方法舱?.等陇研 究表明测量的值与血管造影显示的肿瘤血管染色及组织病理新生血管的 测量有相关性。测量值可反映肿瘤内血管生长真正最活跃的区域,从而间接 的反映血管增生程度和血管通透性。 ‘测量例星星细胞瘤患者高 级别例、低级别例肿瘤实质、瘤周水肿区、肿瘤与水肿交界区值, 三者依次减小。本研究也得出:高级别星形细胞瘤瘤体实质区、 近瘤区、远瘤区 .?.、.?.、.?.依次减小.、., 瘤实质也大于近瘤区.?.、.?.,.;这说明人脑星 形细胞瘤的生长模式为浸润性生长,肿瘤血管不断向瘤周正常的脑实质侵及。 本研究高级别星形细胞瘤实质区、值.?.、.?.均高于 低级别星形细胞瘤.?.,.?.,.,.;这说明高级 别星形细胞瘤肿瘤内血管生长非常活跃,肿瘤毛细血管供血也很丰富,而低级别 的血管增生程度则较低。 人脑星形细胞瘤的生长模式为浸润性生长,既已存在的肿瘤血管通过血供提供大 量的肿瘤细胞,特别是在瘤周边缘区域本研究发现高级别星形细胞瘤近瘤区 的值.?.高于低级别星形细胞瘤近瘤区.?.., 近瘤区值低于低级别星形细胞瘤.?.、.?.,.,说 大连医科大学硕士学位论文 明高级别星形细胞瘤近瘤区被肿瘤细胞及其新生病理性的毛细血管占据。 ..星形细胞瘤和转移瘤瘤内实质及瘤周区的微循环差异 国内外学者研究一致发现“:高级别胶质瘤和转移瘤肿瘤强化区域或肿 瘤实质的值之间差异无统计学意义,而肿瘤周围组织的值之间差异有 显著统计学意义.。本研究 个参数在星形细胞瘤和转移瘤实质问差 异无统计学意义.,高级别星形细胞瘤近瘤区的值.?. 低于转移瘤.?.,.;而对于远瘤区,高级别星形细胞瘤的 值.?.低于转移瘤.?.,.;关于这一结果,考虑可 能是因为所选点为距离肿瘤强化边缘外,转移瘤瘤周组织已为单纯水肿 的脑组织或正常脑组织 即血供丰富,而高级别星形细胞瘤该处正常脑组织血 供被破坏、而肿瘤新生血管还未明显生成,所以值降低。另外本研究中高和 低所有星形细胞瘤作为一组样本时,其瘤实质内值.?.也低于转 移瘤.?.,.,说明肿瘤原发灶与转移灶的组织类型之间存在血 管异质性,但引起二者差异的病理生理学基础有待于进一步的研究 ..肿瘤瘤内实质微循环与关联性 等啪选择例弥漫性星形细胞瘤进行相关性研究显示,肿瘤同一区域 内分级与最大有明显相关性,但明显聚集区与最大区却不 完全相符,其可能与高级别胶质瘤更容易发生出血坏死有关。等 们发现胶 质瘤值增高区与中肿瘤基质的血液成分相关。 ‘也发现。, 值与级别之间显著相关。然而本次研究结果所测 个参数与计数 间均无相关,探讨其原因,因为除了反映肿瘤血管生成,还直接反映肿瘤坏 死、出血和代谢物引起的磁敏感效应 而是反映肿瘤血管生成和局灶微循环灌注情况 所以两种扫描技术成像原 理不同也可能导致不全代表值最大的区域本研究中图...能 直观看出,?的图和图灌注的最大区域与常规增强的强 化最明显区并不一致;另外本研究所测 个参数均无病灶不同部位多处采点 后求得的平均值,估计和不一定完全吻合。 .局限性 本研究为前瞻性研究,病例数较少,有待进一步增加样本量进行前瞻性评估。 大连医科大学硕士学位论文 本次所选转移瘤病例多数原发灶为肺腺癌,病种较为单一,统计学意义方面会存 在误差。另外技术本身的局限性反映在肿瘤出血产物沉积导致的磁敏感伪影, 少许出血也可以使病灶的低信号区域夸大。计数血管的方法较主 观;最好能 运用专业软件测量计算瘤内低信号的面积值来评价瘤内血管异质性。研究中并未 排除所有可能的影响因素如参数的设定、图像后处理以及分析方法等,需要 在以后的研究中尽量排除和避免其对测量数据的影响。 大连医科大学硕士学位论文 结论 通过对例脑肿瘤患者进行常规序列、和扫描,定量测量肿瘤 实质区的灌注参数和磁敏感参数以及瘤内出血、血管数,初步得出结论如下: .肿瘤内及瘤周有助于星形细胞瘤的分级诊断及其与转移瘤的鉴别诊断,反 映了肿瘤微血管组织病理学的差异。 .能够定量评估肿瘤实质和周围的微循环状态,也是星形细胞瘤、转移 瘤鉴别和分级诊断的有力的补充手段。 大连医科大学硕士学位论文 参考文献 ,. 】 , : . ,,? 【 , , , . . ?. .,:, ,. 】 : : . ; . 】 , ,, . . : : , . , , , : . ,,:. :, 【】 . . .,:? , 】.,.,..,. . ? ,,:,. 【】 , : . ,,?、: 】 , , . ,.,,.,, :? . , , :. :??. ;,,, : .,, ? : 大连医科大学硕士学位论文 ?, , , : , ?.,,: . 【 ,, : ?.,, ? : , , .? 【 , ? . , ,:? 【 , , . . . ? . ,,:.? . ,:?. . , , , : . ., :. 【 , , .. .【 , . . ,,:. , 【 , .. ,, ?:? , , .? :., ,,: , ,.:., , , , .: ,气大连医科大学硕士学位论文 ,,:? . , ,: / ;:. ., : 【 , . : , ; . , , :,, 【 ,,:? ., ? . , , : . :. ; , . , ,,:? . , , . . ? ,, :? , , , : .. ,,: , ., , , ., .,:? 【..,... ?: .,,: 大连医科大学硕士学位论文 综述 脑肿瘤血管异质性的?研究进展 综述 牛田力 苗延巍审校 .脑肿瘤的血管异质性 . 星形细胞瘤血管异质性的病理组织特点 在星形细胞瘤的早期阶段,由于低灌注,肿瘤处于缺氧状态,导致 低氧诱导 因子 表达增加,进而调控血管内皮生成因子/血管通透性因子/表 达增加,是介导胶质瘤血管生成最重要的因子?,其模式是促使血管发生和 血管生成,血管通透性增高,瘤周水肿形成 蛋白表达与胶质瘤的恶性程 度呈正相关, 检测一的表达可能会有助于判断胶质瘤的恶性程度: 胶质瘤中与蛋白表达相互独立的发现提示胶质瘤存在多种发病机制“。 胶质瘤由低级别进展到高级别的过程中,微血管形态从以窦状扩张为主,逐渐转 变成芽状为主,部分会呈肾小球样血管。研究表明,血管密度 随肿瘤级别的升高而增高“。年公布新的脑肿瘤组织学分类也认为“, 胶质瘤的?分级与肿瘤血管的增殖活性密切相关。高级别的肿瘤因为富血供, 常出现出血和坏死‘,而生长缓慢、低级别的肿瘤常因“营养不良”而出现钙化。 与星形细胞瘤动物培养模型不同,人脑星星细胞瘤的生长模式为浸润性生长,既 已存在的肿瘤血管通过血供提供大量的肿瘤细胞,特别是在瘤周边缘区域有 研究示对于部分高级别星形细胞瘤,不仅在肿瘤强化区外缘发现了肿瘤细胞,而 且加权序列中瘤周区域以外也能发现肿瘤细胞。随着肿瘤恶性度及瘤周水肿 程度的增加,肿瘤细胞浸润的范围就更广。 ..转移瘤血管异质性的病理组织特点 转移瘤与星形细胞瘤的发生基础不同,低恶度星形细胞瘤、高恶度星形细胞瘤 及转移癌中蛋白表达的阳性率分别为.%、.%及%脑转移瘤中高 表达的是,致肿瘤的主要生物学行为是肿瘤细胞快速增长?。除了具备原 发性肿瘤的浸润特点外,转移瘤是继发性恶性病变,肿瘤细胞倍增时间相对较短, 瘤体快速膨胀导致瘤周组织压迫,毛细血管漏隙增大,血管间隙内水分子增加, 是单纯血管性水肿;另一方面,转移瘤增强区域外缘无组织间隙,瘤周区域是单 纯水肿的脑组织和正常的脑组织?,但星形细胞瘤瘤周是复杂的血管增生性水肿, ,大连医科大学硕士学位论文 且增生血管周是浸润性生长的肿瘤细胞‘钉。 .星形细胞瘤、转移瘤实质及瘤周血管异质性的临床意义 高级别星形细胞瘤和转移瘤是常见的脑实质内恶性肿瘤,两者的影像学表现 有着很多相似的征象,且胶质瘤的表现多样性,很容易导致误诊。例如,高分 化星形细胞瘤、级常常伴有明显的囊性变,水肿带大小不一,有时与囊性转移 瘤不易区分,而脑转移瘤的表现更加多样性,非典型转移瘤可以表现为少许水肿 带、囊实性结节等,特别当转移瘤原发病史不明确或影像学表现不典型时,有时 亦会误诊为胶质瘤;此两类肿瘤的术前诊断对于患者的治疗及预后有着不同 的影响,因此,运用新技术进行两者的鉴别研究是必要的。 常规磁共振成像 ,确定脑肿瘤范围是以 病灶强化区作为肿瘤边缘的,此方法是基于病灶区的血脑屏障遭受严重破 坏情况下的,但肿瘤强化边缘并不总是代表肿瘤累及的确切范围,尤其是星形细胞 瘤其浸润的邻近组织区域通常不强化,导致术前低估病灶范围。另外常规对 比增强不能可靠鉴别低、高级别肿瘤,增强后主要反映肿瘤的内部结构是坏 死、囊变和一定量的出血,对肿瘤内部静脉血管结构、微出血灶则无法显示钉, 且强化区并不能真正反映肿瘤恶性程度最高或血管最丰富处,某些恶性程度较高 的胶质瘤在常规上表现为无出血和坏死,强化不明显,所以易被误诊为低级 别神经胶质瘤,此类肿瘤在术前常易被低估其恶性程度,导致治疗不彻底或手术 切除范围不足。 .在星形细胞瘤、转移瘤方面的研究进展 .. 成像优势 本质上是一种具有长回波时间的显示的三维梯度回波技术。磁敏感加权成像 利用局部组织间的磁敏感差异和血氧水平依赖效应成像。可显示 各级小静脉,尤其是直径? 亚体素的小静脉。起初主要应用于亚毫米水 平上显示脑静脉血管,等 指出,.场强的系统上用力权成像对几 百微米大小的静脉成像,空间分辨率达;等在 行 可呈现胶质母细胞瘤内扭曲的血管结构,包括横行髓静脉的扩大, 血管迂曲增多、 弥漫性增生的血管密度。 随着研究的不断深入,发现其对显示组织内血红蛋 白代谢物如含铁血黄素、铁蛋白、铁沉积、钙化等成分也十分敏感对较小 大连医科大学硕士学位论文 病灶显示欠佳,注射对比剂之后的图像对高级别的胶质瘤更加有特异性, 可以显示肿瘤内部的血管结构以及肿瘤周围可能由于血脑屏障的破坏导致的异常 的强化区。对于脑星形细胞瘤中血管结构的改变,有研究者、?提出“肿瘤内磁 敏感信号强度,”的概 念,即“肿瘤内部聚集或不聚集呈簇低信号的细微线状或点状结构”,可以直 观观察到,而常规却不一定明显。等‘采用对例脑内单发强 化病灶行常规及:?见于%的胶质母细胞瘤,%的脑转移;?常 规诊断准确度是%,联合为%; 如今已广泛应用于各种脑血管 病变、脑外伤、脑肿瘤、神经退行性疾病、脊髓病变及体部疾病的诊断。 ..与星形细胞瘤分级诊断: 为肿瘤准确分级提供了一种有效地无创性检查手段。研究示胶质 瘤内与肿 瘤的级别呈正相关:等乜对例星形细胞瘤性组织病理学、与 相关性研究表明,瘤内出现频率和聚集簇状级别和脑肿瘤分级有明显 的统计学相关性;并认为肿瘤内小血管及出血与肿瘤级别具有相关性,有助于术前 脑星形细胞瘤的分级。等统计了例胶质瘤病例的出血量及小血管数量, 以相邻层面显示的连续的、圆柱形低信号区为血管结构,不规则的低信号区为微 出血灶,发现低级别胶质瘤的小血管数量及微出血量明显少于高级别胶质瘤。陈 等用序列分析例脑胶质瘤内的出血量与病理分级的关系,也显示高度 恶性胶质瘤组的瘤内出血量大于低度恶性组,其差异具有统计学意义。另外 等测量瘤内异常磁敏感信号的面积制定分级标准:级,无异常磁敏 感信号;级指异常信号的面积小于肿瘤面积的一半;级,异常信号面积大于肿 瘤面积的一半。最终综合评分显示,大部分高级别星形细胞瘤内会发现血管及出 血成分,其磁敏感信号面积评分高于低级别的肿瘤:但同时认为对于高 级别胶质瘤来说,瘤周异常强化评估比统计血液/血管成分的评分更有意义。 ..用于鉴别高级别星形细胞瘤与转移瘤 脑内单发强化病灶 ,如感染性肉芽 组织、高级别星形细胞瘤、淋巴瘤及单发转移瘤等的鉴别诊断仍是目前临床 需要解决的问题。有研究示常规对鉴别诊断的敏感性、特异性、阳性 预测值和阴性预测值较低‘、。等他采用分级系统对例脑内单发 大连医科大学硕士学位论文 强化病灶行常规及,并进行半定量分析,结果发现见于%的胶 质母细胞瘤,%的脑转移瘤,且常规诊断准确度是%,而联合后诊断 准确度能提高到%,利用鉴别多形胶质母细胞瘤和单发脑转移瘤对于临床 有重要的意义,但引起二者差异的病理生理学基础有待于进一步的研究。脑转移 瘤中高表达的是,表达阳性率为 .%,尤以鳞癌为高表达.%, 而恶性胶质瘤与对照正常脑组织几乎均呈阴性表达。 .在星形细胞瘤及转移瘤的诊断应用 ..成像原理及优势及局限性 灌注成像检测钆对比剂通过血管时信号强度的改变:高浓度钆的鳌合物对 比剂通过微血管,其磁敏感性引起周围组织和弛豫,表现为信号强度的减 低。 ,等?研究表明测量的值与血管造影显示的肿瘤血管染色及 组织病理新生血管的测量有相关性。相对于正常脑组织或非肿瘤性病变,脑肿瘤 的值明显升高;肿瘤值与血管造影显示的血管密度以及组织学上瘤内 血管形成是相吻合的 等“研究表明显示的病灶范围大小与手术及 病理所示的实际大小基本一致,测量值可反映肿瘤内血管生长真正最活跃的 区域,从而间接的反映血管增生程度和血管通透性。等钉测量例 星星细胞瘤患者高级、低级别肿瘤实质、瘤周水肿区、肿瘤与水肿交界 区值,三者依次减小。还可以反映不同时间点胶质瘤血管化的进展及通 透性的进展。总之校正后的值是目前最有效评估脑局灶血流量的指标, 这一点可用于:.鉴别非肿瘤性占位性病变,.鉴别不同肿瘤类型,.预测肿瘤 级别,.连续观察肿瘤进展,.检测抗血管异质性药物疗效,.勾画急性脑梗塞 血流变化区域的面积。的几个潜在优势已被认可?使诊断更精确,有助于进 一步理解病变的组织病理学机制,发现并明确肿瘤的血管异质性,进而有效拍评 估靶向治疗的疗效,预测生存时间。 目前应用的局限性在于:.磁敏感伪影,.未校正时与血流的相关 性,.在血脑屏障严重破坏时评估脑血流的准确性,.成本昂贵,需要高场 强及快速回波条件。 ..在星形细胞瘤分级诊断中的应用 动态磁敏感对比增强技术的灌注加权成像能提供胶质瘤血管新生和血 大连医科大学硕士学位论文 等“等 管再生相关的信息,是目前确定星形细胞瘤的最佳成像方法 研究认为瘤体实质值是星形细胞瘤分级诊断的最特异性指标,可提供组织病 理学信息,并且发现胶质母细胞瘤因肿瘤血管异质性显著所以值变化很大, 而间变性星形细胞瘤值的变化相对较小。白旭、张云亭等“们在 例数为 例的较大样本分级研究中得到, ?级各级之间差异都有统计学意义。 蔡传书?钉等通过对比分析例星形细胞瘤,提示通过传统普通增强来进行星形 细胞瘤的分级的准确性低于对比剂首过。 等“门也分别通过直方图 法和热点法测量值来判断胶质瘤级别。直方图法是由各个感兴趣区的标准化 值处理得到,曲线下的面积计算后为个值;热点法是在瘤区测得数个 值,选择其中的最大值作为入组数值。结果发现,直方图法较后者敏感性更高, 二者特异性相似;也有很多研究通过设定的阈值来判定胶质瘤级别,但是由 于用热点法测量值时,感兴趣区的选取有很大主观性以及病例数的限制性, 阈值尚不能作为确诊依据。关于图像后处理方面:.. 等“等研究 认为未校正的对于星形细胞瘤高低级别分级无意义。 ..用于鉴别高级别和转移瘤的研究进展 颅内位于幕上的肿瘤近一半为转移瘤,大部分诊断很直观,例如:常位于灰 白质交晃区,数量多发、环形强化,原发病史明确;但颅内单发的转移瘤站?%, 与原发星形细胞瘤鉴别还是有挑战性的,特别是无明确原发病灶史时,临床常诊 断为原发星形细胞瘤。在普通平扫及增强研究中发现肺癌脑转移瘤瘤周水肿程度 与瘤灶大小、瘤灶中心到最近灰质边缘的距离和瘤灶分布部位有关,与瘤灶的强化 类型、组织学类型、性别和年龄无关边界征与皮质征分别是诊断脑单发转移 瘤和星形细胞肿瘤较特异的征象,两者联合应用有助于提高二者的鉴别诊断准确 率。与转移瘤对比,低级别星形细胞瘤实质部分强化不明显,另外瘤周水肿区 范围也较小。张皓“钉发现灌注加权成像中高级别星形细胞瘤肿瘤实质部分和瘤周 水肿区的值均数之间差异有统计学意义,而相应的值均数之间差异没 有统计学意义。?灌注成像能反映脑脓肿与坏死或囊变性脑转移瘤和高级胶质瘤的差别,在其术前鉴别诊断中具有重要的临床价值钉;. 用扫 描了例患者,发现高级别星形细胞瘤的瘤周水肿区平均值比转移 瘤高, 其他学者研究??也发现高级别胶质瘤和转移瘤肿瘤强化区域的值之间差异大连医科大学硕士学位论文 无统计学意义,而肿瘤周围组织的值之间差异有显著统计学意义.。 .联合在脑肿瘤中的应用 等“’选择例弥漫性星形细胞瘤进行相关性研究显示,肿瘤同一区域 内分级与最大有明显相关性,但明显聚集区与最大区却不 完全相符,其可能与高级别胶质瘤更容易发生出血坏死有关。等“们发现胶 等咖也发现 质瘤值增高区与?中肿瘤基质的血液成分相关。 值与级别之间显著相关,但最为密集的部位往往并非 所处的位置。 目前很多研究注重于单独应用或其中一种序列对胶质瘤进行术前分 级,对于联合这两种技术对脑肿瘤进行分级研究的报道较少,且主要用于脑 肿瘤的定性分析,对肿瘤内新生血管或微出血等磁敏感异常区的分析尚不明确 另外肿瘤的血管生成是一种持续活跃的失控过程,肿瘤组织内发 育成熟和不成熟 血管的比例也在动态变化中,值校正与否对星形细胞瘤进行分级 的准确性亦 不确切从长远来看,大样本量的增加有望使在预测肿瘤生物学行 为方面 与组织病理学相提并论。 大连医科大学硕士学位论文 参考文献 . 【 , , , ,, . ;: ,. 【】 , : . ,,:? . 一. 【】 :: . , . 【 , , : . ,。:? ? ,, : ?.:, ? : 【 , , , .? . . , ,:? , 【 , . ,.,,.,, :? 【 , , .. ?.,, ?:? 【】 , , . : : . ; 【 ,, . , , 。 . ;: 【 , : ,大连医科大学硕士学位论文 . : 【 .,,.,,.,,.,,.,,.,, ..,,., ,., .. . . .,,. . 【 , , . . . ? , , 【】 ,:: ?. ; .,, /:、析;:. . . , ,, , . ::. 【 , , , . .,,:., , ., : . .,,: , ,, . . . .,: . , , , : . ., : ? , , 】 , . ? ? ? ?: ? . .,,: