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ag真人线上平台磁共振弥散张量成像在脊髓肿瘤中
发布时间发布时间:2020-10-05 14:59

  )是一种先进的、复杂的磁共振无创技术,是在弥散加权成像(DWI)的基础上发展而来,是用于表征活体内微观组织的非侵入性方法。目前,DTI技术在颅脑病变的应用趋于成熟,在脊髓病变方面的应用研究也成为热点。本文对DTI在脊髓肿瘤中的应用情况进行综述。

  在无序的微观组织结构中,水分子弥散呈现出高度的各向同性;而在高度有序的组织结构中,水分子弥散表现为较大的各向异性。脊髓DTI便是根据水分子的这种特性,通过施加不同方向的弥散敏感梯度来计算其弥散的程度和方向。DTI至少可以测量体内6个方向上水分子的位移情况,与传统的DWI相比更能准确地反映活体内水分子的弥散情况。因此,它不仅能提供脊髓病变早期组织空间结构的状况,还可以显示和评估白质纤维束的走行与形态完整性情况。

  主要有λ1、λ2、λ3本征向量、各向异性分数(FA )、表观弥散系数(ADC)、相对各向异性(RA)及容积比指数(VR)等。其中,FA是测量弥散各向异性最常用的指标,其取值范围为(0,1),0代表完全各向同性,1代表完全各向异性。FA值是检测白质纤维束完整性的灵敏指标,其值的降低预示着白质纤维束的损伤和退化。ADC或平均弥散系数(MD)是3个主轴方向上的弥散系数的平均值,即水分子的运动不受限制时,其向各个方向运动的概率相等,其值可随着组织病理学的改变而降低或升高。总之,活体组织细微结构上的改变会影响内部水分子的弥散运动,并随之带来DTI相关参数的变化。FA和ADC值可以用于定量分析和动态反映脊髓肿瘤的病理生理变化及病变程度,并且能够提供与组织学有较好关联性的量化信息。此二值主要通过选取感兴趣区由计算机软件自动测出。

  为了获得稳定的测量值,要选取脊髓最大面积的感兴趣区,同时要尽可能避免周围非脊髓结构,为了减少误差,一般由同一人多次操作。Onu等应用3.0T MRI对脊髓型颈椎病患者的脊髓白质纤维束进行示踪,发现脊髓侧束、腹侧束及背侧束3处的FA值差异有统计学意义。Rao等的研究结果显示,DTI可用于评估脊髓损伤后的残余纤维束,在正常对照组中的FA值范围是0.545~0.601,而脊髓损伤患者的FA值则下降,在残留纤维处的FA值为0.220±0.121,明显低于正常对照组。这些定量分析与评估在脊髓肿瘤方面有相关的临床应用。

  也称纤维跟踪技术,是DTI技术很好的补充。DTT利用计算机处理软件在三维空间里对纤维束重组,进而直观清晰地显示脊髓纤维束的形态、走行轨迹、连续性及断裂情况,可反映白质纤维束的损伤情况。DTT是现在活体组织中显示神经纤维束形态最有效的手段,可以检测正常白质纤维束及脊髓肿瘤等病变引起的白质束中断与偏移。其成像技术主要有线性扩展技术和能量最小技术等,随着技术的不断进步,对其精确性及在临床的应用仍在不断探索。目前最常采用的是线性扩展技术,设置FA阈值为0.18,轨道角为35°,沿着具有最大本征值的本征向量方向扩展,在FA值小于所设阈值、2个夹角35°时终止示踪进程。

  DTI的临床应用主要包括组织特性的确定、病灶定位及白质纤维束的观察。近年来,DTI技术已能用于评估某些脊髓病变造成脊髓损伤的程度,在创伤性脊髓损伤、多发硬化、脊髓型颈椎病等脊髓病变的临床应用研究中扮演着重要的角色。而在脊髓肿瘤方面,术前如何准确判断肿瘤的性质、肿瘤与纤维束空间位置的关系及对脊髓造成的损伤程度,术中如何最大限度地切除肿瘤、保留脊髓功能及预后判断,成为神经外科关注的焦点与难点。尽管通过1.5 T MRI能够获得满意的脊髓肿瘤检查结果,然而3.0 T MRI则被认为是更好的DTI应用工具,因后者可生成具有更高信噪比和更高分辨率的图像。

  脊髓肿瘤的诊断及鉴别诊断主要依赖于影像学检查。虽然X线、CT对肿瘤钙化及骨骼情况有优势,但其反映的信息较MRI少,而DTI对脊髓病变的检测又比常规MRI更灵敏且能提供更多的信息。DTI的各项参数在脊髓肿瘤的诊断方面具有一定的参考价值,可以从形态学和定量分析来进行鉴别。在常规MRI影像无法确定肿瘤性质时,DTI有助于脊髓胶质母细胞瘤的临床诊断。DTT可作为脊髓髓内肿瘤的诊断工具,进而指导治疗方法的选择。DTI及DTT能从脊髓病理角度来区分室管膜瘤和星形细胞瘤,因为在形态上,前者纤维束受推移,后者受其浸润而使纤维束中断,从而可以减少对脊髓肿瘤进行活检。Liu等主张将DTI引入临床,应用其重要功能参数FA值来进行定量分析:高级别胶质瘤病变区的FA值为0.407,而脊髓炎性病变的FA值为0.588,认为可用于鉴别髓内肿瘤和脱髓鞘病变。此外,Liu等还发现脊髓肿瘤区的FA值显著低于非肿瘤性病变,ADC值却显著高于非肿瘤病变,且对于颈髓交界及颈髓区的肿瘤和肿瘤样病变可鉴别诊断;ROC曲线%的特异性。Ducreux等报道,星形胶质细胞瘤(0.48±0.02)、室管膜瘤(0.5±0.04)和转移瘤(0.46±0.04)的FA值接近,而与血管母细胞瘤(0.59)的FA值相比差异显著,其中转移瘤的FA值最低,血管母细胞瘤的FA值最高。

  脊髓肿瘤手术治疗的首要目标是确保脊髓的功能,其次是最大限度地切除肿瘤。无论是髓内肿瘤还是髓外肿瘤,DTI和DTT均可用于评估肿瘤所引起的脊髓病理变化情况。DTI及DTT实现白质纤维束的可视化以及对其完整性进行定性和定量评估,显示纤维束的位移和损伤情况,对脊髓肿瘤的术前规划提供一定的指导价值。Setzer等介绍了3种脊髓纤维的分类来预测脊髓肿瘤的可切除性。1型是纤维未穿过病灶;2型是有部分纤维穿过病灶;3型是纤维完全被病灶包裹或中断。术前预测:1型可达到肿瘤完全切除;2型可次全切或部分切除;而3型则只适于行活检术。ag真人线上平台。这些预测与手术结果有较高的一致性。Choudhri等也认为DTT及DTI有助于小儿髓内肿瘤手术切除或活检的计划制定,同时可最大限度地减少医源性神经损伤。于金录等在DTI及DTT的辅助下对5例髓内脂肪瘤患者行肿瘤切除术,不仅提高了脂肪瘤的切除率,而且保留了正常脊髓的功能。总之,DTI及DTT不仅为临床手术规划提供直观的依据,而且在肿瘤的可切除性作出有价值的评估。此外,DTI及DTT还可作为脊髓神经手术导航来辅助医生在术中对病灶定位及保护神经组织,提高手术的精准性。

  DTT联合术中神经电生理监测在脊髓肿瘤显微外科手术的实施具有很好的应用价值,DTT图像能够优化手术方案,克服神经电生理监测产生的假阳性与假阴性结果,在手术操作过程中可通过报警及时提醒术者避免造成新的脊髓功能损伤。因此,二者结合优势互补,可更好地保护脊髓功能,提高手术的准确性,降低术后并发症及改善预后,节约医疗资源。

  肿瘤组织学是众多预测脊髓肿瘤预后的最主要因素,对脊髓肿瘤预后的趋势能做出大致的判断,而DTI及DTT能够更具体的进行评估。脊髓功能在很大程度上取决于白质纤维束结构的完整性,因而对纤维束形态的精确评估是预后判断的关键。而DTT图像在后处理工作站呈现3D效果,可以通过任意角度进行旋转观察,且不会出现图像的扭曲和失真现象。DTT发现纤维束的异常与其相应的神经功能缺损程度密切相关,能展示出单侧神经纤维束受损所对应的神经功能上的缺损。Tian等首次将DTT的方法运用于腰椎间盘突出患者,根据脊神经根纤维束的面积及其形态来定量评价神经根的功能状态。

  DTI在脊髓型颈椎病或肿瘤所致的慢性脊髓损伤的应用研究中,FA值及DTT与运动功能相关联,在脊髓神经损伤功能评估方面有很高的临床应用价值,而且对于颈椎椎管内肿瘤,术后肿瘤头区的FA值对脊髓功能的预后评估敏感度可达88%。术前通过DTT检查计算得出的纤维束比率可成为颈脊髓压迫症患者术后脊髓功能恢复的一个新的预后指标,纤维束比率高的患者,其脊髓功能的预后要好于纤维束比率低的患者。另外魏梁锋等的研究表明,DTT显示的纤维束形态中断型的McCorMick级别要高于完整型,而且术前检测的纤维束形态与预后有密切关系,纤维束形态完整的患者在术后1个月时的脊髓功能恢复优于中断型。

  综上所述,DTI技术在脊髓肿瘤的临床应用方面有着广阔的前景,在临床诊断、治疗方案的制定及预后的评估方面均能发挥辅助与指导作用。但是,脊髓DTI也面临着一些技术挑战:如脊髓椎管空间狭窄的特性、磁敏感性伪影的存在及呼吸循环脏器的运动等因素给DTI成像带来困难;同时,DTI对于囊性肿瘤、血管性水肿不敏感及其参数尚欠缺规范化。目前DTT对于脊髓白质内部各索部的精准反映及纤维束数量与脊髓功能分级间的关系还有待轴位DTI技术的开展应用。相信不久的将来,通过对技术瓶颈的不断克服,脊髓DTI技术能在临床普及应用,并逐步得到规范,终在脊髓肿瘤诊断、术前规划、手术实施及预后判断等方面发挥更大的作用。

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