基于反卷积方法获取与脑胶质瘤病理分级相关的定量参数的研究

摘要

脑胶质瘤是常见的恶性肿瘤之一,其特点之一是血脑屏障(BBB)被破坏,致使血管的通透性增高,且肿瘤的临床分级越高,其血管的通透性也越高。本文基于脑胶质瘤的BBB被破坏而使得注入到血管内部的造影剂泄漏到血管周围组织,导致组织内T1加权信号强度增强这一事实,采用T1加权动态对比度增强灌注磁共振成像(DCE-MRI)技术,探讨了与微血管通透性相关的定量参数与脑胶质瘤的组织病理学分级之间的定量关系。本研究中,我们收集了28例脑胶质瘤患者的常规T1加权图像,用于计算肿瘤区域和动脉的基线T10值,然后采集这些患者在团注顺磁性造影剂Gd-DTPA后的DCET1加权图像,建立病灶区ROI内和动脉ROI内平均信号强度-时间曲线；通过药物动力学原理,得到了相应病灶区ROI内和动脉ROI内平均造影剂浓度-时间曲线；其次,基于改进的Tofts-Kermode两室分析模型,应用反卷积和奇异值分解方法获取与微血管通透性相关的定量参数,包括体积转运系数Ktrans,回流速度常数kep和血管外细胞外空间容积系数Ve；之后采用Kruskal-Wallis H检验判断这些参数在脑胶质瘤的四个病理分级中是否存在显著差异,并以P<0.05为差异有统计学意义。结论:4个病理分级的Kep值无显著差异(P>0.05),即Kep值与脑胶质瘤的病理分级之间没有确定的关系,而4个病理分级的Ktrans和Ve值均有显著差异(P<0.05)；对于Ktrans和Ve,再采用Mann-Whitney U检验对任意两个病理分级进行两两比较,结果表明在Ⅰ级与Ⅱ级之间的比较中,Ktrans和Ve均无显著差异(P>0.05),在低级别(Ⅰ、Ⅱ级)与高级别(Ⅲ、Ⅳ级)脑胶质瘤的比较中均有显著性差异(P<0.05)。即Ktrans和Ve可用于术前界定低级别与高级别脑胶质瘤。Ktrans的伪彩图,可直观地显示脑胶质瘤的微血管通透性程度。