DWI、IVIM参数与脑胶质瘤患儿肿瘤标志物水平相关性

黄晓明，李军亮，刘珍银，邝小华，罗 琪

(1.广东省广州市妇女儿童医疗中心介入血管瘤科,广东 广州 510120;2.广东省广州市妇女儿童医疗中心神经外科，广东 广州 510120；
3.广东省广州市妇女儿童医疗中心麻醉科，广东 广州 510120)

脑胶质瘤患者多出现头痛、呕吐、视力减退、精神症状等颅内压增高症状和局限性癫痫、瘫痪等肿瘤压迫、浸润、破坏脑组织所产生的局灶症状[1-3]。有研究表示，影像学检查为常用的诊断脑胶质瘤的手段，对脑胶质瘤患者的病情诊断、临床治疗具有重要意义，故影像学检查在胶质瘤的定位和定性诊断中发挥着重要作用[4-5]。目前DWI技术、IVIM技术被运用脑胶质瘤临床诊断中，但鲜少两者联合在脑胶质瘤中的报道。除影像学手段之外，肿瘤标志物水平检测也是临床常用的诊断脑胶质瘤的手段，基于此本研究使用DWI、IVIM对脑胶质瘤患儿进行诊断，分析DWI、IVIM参数与肿瘤标志物水平相关性，旨在探究DWI、IVIM参数对脑胶质瘤患儿的诊断价值。

1.1一般资料 选取2020年6月—2021年6月于我院进行诊断的疑似脑胶质瘤患儿89例，以病理检查为金标准，最终确诊脑胶质瘤患儿62例为观察组，包括男性37例，女性25例，年龄6～10岁，其中包括低级别35例(Ⅰ级17例，Ⅱ级18例)，高级别27例(Ⅲ级17例，Ⅳ级10例)。纳入标准：所有脑胶质瘤患儿均符合《脑胶质瘤诊疗规范(2018年版)》[6]中脑胶质瘤诊断标准，并经术后病理诊断证实为脑胶质瘤；
具有癫痫、头痛、呕吐等临床表现。排除标准：患者经本院活检病理证实非胶质瘤；
存在颅内转移瘤或其他颅内原发瘤或同时存在胶质瘤及其他脑部病变者；
明显颅内高压者；
免疫功能障碍者；
磁共振检查禁忌者；
先天性心脏病患儿。其余27例为非脑胶质瘤患儿对照组，包括男性16例，女性11例，年龄6～10岁，其中脑膜炎19例，脑囊虫病8例，纳入标准：患者基线资料完整，患者经本院活检病理证实非脑胶质瘤；
排除标准：其他类型的肿瘤。两组一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1，具有可比性。

本研究所有儿童家属均知情，签署知情同意书，经我院伦理委员会批准。

表1 2组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between two groups

1.2磁共振检查(Magnetic Resonance,MR)检测方法 采用德国西门子公司3.0T磁共振成像仪(magnetom trio tim)，对所有患者进行常规 MRI平扫、IVIM-DWI、动态磁敏感对比增强灌注成像和增强MRI扫描。用头部相控阵线圈，在影像学检查过程中，患者取仰卧位，头先进、双上肢平放于身体两旁并保持制动，在扫描前将5 mg/kg苯巴比妥钠静脉注射以保持镇静，注射对比剂钆-喷替酸葡甲胺(广州康臣药业有限公司，国药准字H10950270，规格为20 mL∶9.38 g)剂量为0.2 mmol/kg体重，注射速率3 mL/s，DWI扫描参数：重复时间(time of repetition，TR)、回波时间(time of echo，TE), 分别为5 060 ms、66 ms，梯度磁场从x、y、z轴3个方向上施加，b值、矩阵、视野、层厚分别为700 s/mm2、512×512、220 mm×220 mm、3 mm，在回波平面成像时采用梯度平面回波脉冲序列，激励次数8次，扫描总时间225 s。IVIM扫描采用SMS Diffusion平面回波序列，加速因子、TR、TE、层厚、视野(field of view， FOV)、矩阵、激励次数(number excitation time， NEX)分别为3、4 500 ms、98 ms、4 mm、220 cm×220 cm、128×128、3，8个b值分别为0、50、100、150、200、400、600、1 000 s/mm2。使用Start MITK Diffusion对检查原始数据进行处理分析，设置 noise level为40，perfusion b<210，经处理生成描述扩散信息的b0、D* 、D、f的伪彩图像，保存医学成像格式(digital imaging and communications in medicine,DICOM)。感兴趣区域(region of interest，ROI)选取：根据观察不同级别的病灶的大小、范围、 信号等，以相同扫描定位的横断面增强T1WI为背景，在ADC图及参数BF、D、D*、f图及DSC处理所得的：脑血流容量(cerebral blood volume，CBV)、脑血流流量(cerebral blood flow，CBF)、对比剂平均通过时间(mean transit time，MTT)、对比剂峰值时间(time to peak，TTP)。图像上划取ROI，采用边缘划线法圈入病灶的部分，除去坏死区和周围水肿区，避开大血管，尽可能选取病灶最大的实性部分，取不同位置的ROI。低级别胶质瘤选取DWI上呈稍高信号或动脉自旋标记(arterial spin labeling ASL)图像上的高灌注区域，高级别胶质瘤选取DWI上呈高信号、强化明显且ASL图像上的高灌注区域。

1.3指标检测

1.3.1酶联免疫吸附实验法检测肿瘤标志物水平 于入院次日采集所有研究对象空腹静脉血3 mL，使用离心机离心处理10 min(离心半径10 cm，转速2 500 r/min)。使用酶标分析仪(上海酶联生物科技有限公司，型号：ML-dr3518)检测450 nm处吸光值，计算糖链抗原125(carbohydrate antigen 125，CA125)、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)水平。

1.3.2指标观察 对比2组研究对象表观弥散系数(apparent dispersion coefficient，ADC)、相对脑血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、真实水分子弥散系数(true water molecular diffusion coefficients，D)、血流灌注相关弥散系数(blood perfusion related diffusion coefficient，D*)水平；
对比不同病情患儿ADC、rCBV、D、D*水平及CA125、EGF、CEA水平；
对比脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数、肿瘤标志物水平与病情类型的相关性；
对比脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数与肿瘤标志物水平相关性；
分析DWI、IVIM参数对脑胶质瘤的诊断价值。

1.4统计学方法 应用SPSS 26.0统计软件分析数据。计量资料比较分别采用独立样本t检验和配对t检验，多组间比较采用单因素方差分析、SNK-q检验；
计数资料比较采用χ2检验；
相关性采用Pearson相关性分析，诊断效能分析采用受试者工作特征(receiver operating characteristic curve, ROC)曲线，获取曲线下面积、置信区间、敏感度、特异度及cut-off值。P<0.05为差异有统计学意义。

2.12组研究对象DWI、IVIM参数比较 与对照组比较，观察组研究对象ADC值、D参数水平较高，rCBV、D*参数水平较低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组研究对象DWI、IVIM参数比较Table 2 Comparison of DWI and IVIM parameters between two groups

2.2高、低级别胶质瘤患儿DWI、IVIM参数比较 与低级别脑胶质瘤患儿比较，高级别脑胶质瘤患儿ADC值、D参数水平较高，rCBV、D*参数水平较低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 不同病情类型患儿DWI、IVIM参数比较Table 3 Comparison of DWI and IVIM parameters in children with different disease types

2.3高、低级别胶质瘤患儿肿瘤标志物水平比较 与低级别脑胶质瘤患儿比较，高级别脑胶质瘤患儿CA125、EGF、CEA水平较高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 不同病情类型患儿肿瘤标志物水平比较Table 4 Comparison of tumor markers in children with different disease types

2.4脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数、肿瘤标志物水平与病情类型的相关性 脑胶质瘤患儿rCBV、D*水平与病情类型呈负相关(r=-0.395，P<0.001;r=-0.405，P<0.001)，ADC值、D、CA125、EGF、CEA水平与病情类型呈正相关(r=0.432，P<0.001;r=0.441，P<0.001;r=0.432，P<0.001;r=0.409，P<0.001;r=0.431，P<0.001)

2.5脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数与肿瘤标志物水平相关性 影像参数ADC值、D水平与肿瘤标志物CA125、EGF、CEA水平呈正相关(P<0.05)；
影像参数rCBV、D*水平与肿瘤标志物CA125、EGF、CEA水平呈负相关(P<0.05)。见表5。

表5 脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数与肿瘤标志物水平相关性Table 5 Correlation between DWI, IVIM parameters and tumor markers in children with glioma

2.6ROC曲线分析DWI、IVIM参数对脑胶质瘤的诊断价值 与ADC值、rCBV、D、D*相比，四项联合诊断对脑胶质瘤诊断效能较高(P<0.05)。见表6，图1。

表6 ROC曲线分析DWI、IVIM参数对脑胶质瘤的诊断价值Table 6 ROC curve analysis of diagnostic value of DWI and IVIM parameters for glioma

图1 DWI、IVIM参数诊断脑胶质瘤ROC曲线图

2.7ROC胶质瘤MRI表现 患者弥漫性脑桥脑胶质瘤，头颅平扫，增强，灌注MR显示：脑干见约32 mm×36 mm×34 mm大小类圆形长T1长T2异常信号，右侧桥脑为主，边缘尚清，增强后未见明显强化，四脑室稍受压；
余脑实质未见明显异常信号；
中线结构居中。灌注成像未见灌注增高(图2)。7岁女性患者第四脑室星形细胞瘤。以第四脑室底部为中心可见约20 mm×22 mm×24 mm软组织肿块，肿块前缘与脑干背侧，粘连紧密肿块下缘经第四脑室正中孔突出(图3)。

图2 弥漫性脑桥脑胶质瘤患者MRI表现

脑胶质瘤是起源于神经胶质细胞的颅内肿瘤，是因大脑和脊髓胶质细胞癌变所产生的原发性颅脑常见恶性肿瘤之一，其发病率约占颅内肿瘤的48%，此病具有高发病率、高病死率、高复发率、低治愈率的特点。影像检查手段为常用的诊断脑胶质瘤手段，传统MRI增强扫描对脑胶质瘤定性以及分级诊断存在一定困难性，在临床大规模应用中具有一定局限性，难以在临床推广使用[7-8]。临床实践表明[9]，普通CT、MRI在脑胶质瘤定性诊断价值较差；
穿刺活检对患者创伤较大，在临床上难以开展，故寻找一种安全、无创的检查方法对有效脑胶质瘤定性以及分级诊断具有重要的临床意义。

DWI技术依赖于水分子的运动而非组织的自旋质子密度、T1、T2值，可通过对活体组织水分子扩散信息，定量分析组织的微观结构、功能改变，反映肿瘤组织的细胞密度、核浆比及瘤周浸润情况，在脑肿瘤诊断已获得大量认同且在肿瘤类型的鉴别中有所运用[10-12]。IVIM技术是用于描述体素内水分子的微观运用新理论，可作为脑胶质术前分级的非侵入性预测因子，被广泛用于脑胶质瘤分级及预后[13-14]。李波等[15]认为，IVIM是一种非对比剂MR灌注成像方法，对组织内微血管灌注及水分子扩散情况具有较好的监测作用，相比传统MR灌注成像更为安全，应用范围更广，IVIM定量参数的直方图分析可作为鉴别胶质瘤复发与治疗后进展的非侵入性成像生物标志物。近年来，DWI技术、IVIM技术均逐渐应用于脑胶质瘤的诊断，本研究显示，脑胶质瘤患儿DWI、IVIM诊断参数水平异常，并且本研究还对不同病情类型脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数进行比较，发现高级别脑胶质瘤患儿ADC值、D参数水平较高，rCBV、D*参数水平较低。

有研究显示，随着脑胶质瘤的发生发展，血清肿瘤标志物水平出现明显的异常，检测肿瘤标志物水平变化对脑胶质瘤的诊断、临床疗效评估及预后评估具有重要意义[16-17]。CA125、EGF、CEA为常用的肿瘤标志物，大量实验研究表明，CA125、EGF、CEA胃癌、肺癌等多种恶性肿瘤中水平均出现异常，在恶性肿瘤发生发展过程中发挥重要作用[18-19]。有研究表示，脑胶质瘤患者CA125、EGF、CEA水平异常，检测CA125、EGF、CEA水平有助于脑胶质瘤诊断、疗效评估[20]。本研究中对不同病情类型脑胶质瘤患儿CA125、EGF、CEA水平进行对比，发现高级别脑胶质瘤患儿CA125、EGF、CEA水平较高，说明CA125、EGF、CEA水平变化与脑胶质瘤患儿病情状况具有一定相关性，检测CA125、EGF、CEA水平有助于脑胶质瘤患儿病情诊断。

本研究还发现，脑胶质瘤患儿DWI、IVIM参数与肿瘤标志物水平具有相关性。肿瘤标志物水平均与脑胶质瘤患儿病情严重程度具有相关性，另外DWI、IVIM参数与脑胶质瘤患儿病情具有一定相关性。说明DWI、IVIM参数与肿瘤标志物联合能够用于脑胶质瘤患儿病情类型、严重程度的诊断评估，具有较高的诊断效能。本研究也存在一定的局限性，选取病例数较少，且并未对患儿预后情况进行研究。下一步研究需增加样本量，对患者进行随访，研究DWI、IVIM参数与脑胶质瘤患儿预后情况的相关性。

综上所述，DWI、IVIM参数与脑胶质瘤患儿肿瘤标志物水平具有一定相关性，对脑胶质瘤患儿病情类型具有一定诊断价值，值得在临床工作中推广使用。