《Journal of Neuroimaging.》杂志2020年1月10日在线发表美国University of Washington的Bonm AV , Ritterbusch R , Throckmorton P , Graber JJ .撰写的综述《胶质瘤诊治中临床影像的诊断难题。Clinical Imaging for Diagnostic Challenges in the Management of Gliomas: A Review.》(. doi: 10.1111/jon.12687.)
神经影像学在胶质瘤患者的管理中起着至关重要的作用。虽然常规的磁共振成像(MRI)仍然是标准的成像方式,但它往往不能充分指导作出临床决策。需要一种非侵袭性策略来可靠地鉴别低级别和高级别的胶质瘤,确认胶质瘤的重要分子特征,选择合适的靶区进行活检,勾画手术或放射外科的靶区,以鉴别肿瘤进展(TP)和假性进展(PsP)。最近的一项进展是在标准化MRI上识别T2/液体衰减反转恢复失配信号( T2/fluid-attenuated inversion recovery mismatch sign)来识别异柠檬酸脱氢酶突变星形细胞瘤( isocitrate dehydrogenase mutant astrocytomas)。然而,为了应对其他挑战,神经肿瘤学家正越来越多地转向先进的成像模式。弥散加权成像方法包括弥散张量成像( diffusion tensor imaging)和弥散峰度成像(diffusion kurtosis imaging )可以帮助勾画肿瘤边界和更好的组织结构的可视化。 灌注成像包括使用钆(gadolinium)或纳米氧化铁( ferumoxytol )对比剂的动态增强MRI,以帮助分级以及鉴别肿瘤进展(TP)和假性进展(PsP)。正电子发射断层摄影是一种测量肿瘤代谢的有效方法,它与肿瘤的分级有关,并能在适当的条件下鉴别肿瘤进展(TP)/假性进展(PsP)。磁共振波谱可以通过其化学成分来识别组织,可以区分肿瘤进展(TP)/假性进展(PsP),可以识别2-羟基戊二酸等分子特征。最后,酰胺质子转移成像测量细胞内蛋白含量,可用于确认肿瘤分级/进展及鉴别肿瘤进展(TP)/假性进展(PsP)的。
在活检或切除手术前,以及放化疗后有新的影像学改变时,神经肿瘤学专家通常会面临诊断困境。当发现肿块时,根据位置不同,临床医生必须在观察、活检(及活检靶区)或重复切除手术之间做出选择。这个决定可能是困难的,需要考虑病变的程度和重要皮层的受累程度,是否肿瘤被怀疑是高级别或是低级别,以及肿瘤的分子特征(如果这些特征可以通过放射影像学确认)。标准的磁共振成像(MRI)有时足以解决这些难题,例如,当有一个明显的增强边缘提示有高级别肿瘤。然而,情况并非总是如此,例如,间变性星形细胞瘤并不总是增强,但如果它们具有野生型异柠檬酸脱氢酶(IDH),则可能被认为是高级别肿瘤。因此,高级的成像模式已成为分级、选择活检部位和预测分子特征的重要辅助工具。
弹道学报
后的影像学改变使临床医生面临着鉴别肿瘤进展(TP)和假性进展(PsP)的任务。假性进展相当常见,在最大的对208例的研究中,估计发生率为31%,更常见的是O[6]-甲基鸟嘌呤- DNA甲基转移酶(MGMT)甲基化肿瘤。甲基化肿瘤预后较好,对放疗和烷基化化疗的DNA损伤更为敏感。假性进展被认为是反映更强有力的反应,与较长的无进展生存期(PFS)相关,而肿瘤进展则预示着较差的预后。值得注意的是,后的活检很少只显示进展或假性进展,三分之一的活检显示两者的混合,没有明确的病理定义。神经肿瘤放射影像学评估(RANO)标准相较MacDonald标准有显著改善,但在临床实践中常常不足以指导决策,特别是在区分肿瘤进展/假性进展方面[参见Chukwueke等对神经胶质瘤神经肿瘤放射影像学评估(RANO)标准的历史和挑战的总结]。后MRI改变导致的周围不确定性可能造成延迟或有效化疗的不恰当终止,不必要的手术干预,以及对患者及其家属的心理压力。在这篇综述中,我们将总结,在上述情况下,临床医生如何使用先进的成像模式来指导作出决策。
标准MRI的诊断线索
标准MRI在放射后不能可靠地鉴别假性进展(PsP)和肿瘤进展(TP),除非有新的
底部剪力法病灶明显地超出以前的放射领域之外,而这不是常规直接在复查中可以获得的。例如,假性进展(PsP)在MRI上表现为液体衰减反转恢复(FLAIR)信号增强伴肿块占位效应,与典型的高级别胶质瘤特征难以区分。一项针对321例患者的系统分析后MRI系统分析最初的11个具体特征的大型研究发现,只有室管膜下强化对肿瘤进展(TP)具有预测作用,其特异性为93%,而敏感性仅为38%。
在之前,标准MRI上的一种特定模式值得讨论,因为它在处理新发现的病变时非常有用。高强度T2加权信号与低强度FLAIR信号失配,伴FLAIR高信号边缘环(图1),T2- FLAIR失配(T2FM)对IDH突变星形细胞瘤的特异性几乎为100%。重要的是,这可能不适用于具有增强或囊性成分的肿瘤,在少突胶质细胞瘤中可以模拟这种放射影像学模式。在儿科型胶质瘤中报告了几例T2FLAIR失配(FM)的假阳性病例,这可能限制了该标记在这一人中的应用。虽然T2FM在谨慎使用下显示出很高的阳性预测值,但根据使用的标准,27%到88%的IDH突变星形细胞瘤中没有T2FM,其原因仍不清楚。
图1。T2-FLAIR失配。36岁男性,组织学证实异柠檬酸脱氢酶突变,1p19q非协同性缺失星形细胞瘤。在T2加权成像(A)上,有一个均质高信号区域具有肿块效应的迹象。在流体衰减的反转恢复(B)中,可以看到一个被高信号边缘包围的低信号。
福柯知识考古学弥散成像
扬州大学职前教育弥散加权成像(Diffusion-weighted Imaging, DWI)利用多个弥散梯度来测量水分子随机运动的幅度,定义为表观弥散系数(ADC)。对脑胶质瘤DWI/ADC的可视化检查(Visual inspection)通常不能提供有用信息,但通过定义感兴趣区域(ROI),可以从体素的总和生成直方图。术前胶质瘤的最小表观弥散系数(ADC)值与肿瘤分级呈负相关。同样,与假性进展(PsP)相比,肿瘤进展的平均ADC比值和最大ADC值较低。值得注意的是,这些测量高度依赖于定义ROI的方法。最近,高b值 DWI(high-bvalue DWI)被用于识别细胞过多的(hypercellular)肿瘤,是无进账生存(PFS)的负面预测因子。ADC成像也是表皮生长因子受体(EGFR)扩增的标志物,而EGFR扩增与血管生成增加有关。已经有尝试使用ADC来鉴别高级别胶质瘤和低级别胶质瘤,且有一定的相关性,但发现ADC不如动态对比增强(DCE)T1加权灌注成像。
弥散张量成像(DTI)将水分子扩散的量级大小描述为平均扩散率(MD),将三维平面上的方向性描述为部分各向异性(FA)。弥散张量成像(DTI)能做到组织结构可视化,特别是白质束。由于胶质瘤优先沿白质束迁移,与常规MRI相比,DTI在描绘受累及的实质边缘时更敏感,
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这一特点有助于手术切除的计划以及放射计划。例如,对31例患者的研究表明,DTI可以可靠地用于预测对胼胝体的侵袭。已有报道,DTI可鉴别高级别和低级别胶质瘤,特别是在肿瘤体积中测量的平均扩散率(MD)可达到91.4%的准确性。然而,在比较多种模式的研究中,灌注测量更有利于分级,多模式算法是最好的。虽然DTI假设水的弥散呈高斯(Gaussian)分布,但扩散峰态成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)解释了脑实质高度组织结构导致水的弥散呈非高斯分布的事实。据报道,扩散峰态成像(DKI)在胶质瘤分级和Ki-67的预测方面优于DTI,而且附加的DKI能够区分IDH突变型和IDH野生型肿瘤。
不能说出的秘密
灌注成像
肿瘤新生血管与胶质瘤分级相关,与预后呈负相关。血管灌注显像常能提供分级、预后信息,并能鉴别肿瘤进展/假性进展。动态磁化率对比(DSC) MRI依赖于由于钆转运而降低的磁化率信号,并能计算ROI内的相对脑血容量(rCBV),然后可以用几种不同的方法进行分析。一种方法是包括所有的肿瘤体素并计算平均脑血容量(rCBV),这很简单,但可以平均得出来自肿瘤异质性的潜在重要信号。另一种方法是直方图分析,可以考虑多种测量(最小、最大、模式等)。另一种方法是,如果有一个大的数据集可用来预先验证一个截断值,
那么可以将体素阈值设置为这个值,然后以平均值或直方图的形式进行分析,以避免包含可能影响结果的健康组织。Kong等人使用直方图方法报道了rCBVmax可以被标准化到对应的对侧大脑位置,并且与假性进展相比,在肿瘤进展(TP)中显示出更高的rCBV比率,在90例患者的前瞻性队列中达到81.5%的敏感性和77.8%的特异性。其他使用类似方法的研究也发现rCBV可以鉴别肿瘤进展/假性进展,Barajas等使用平均rCBV,截断阈值为5%,而Gasperetto等人使用20%的截断值。