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【目的】1、利用3.0TMRI进行动态磁敏感对比增强(DSC)磁共振成像研究,探讨各种脑肿瘤的磁共振灌注成像特点,评价DSC技术在脑肿瘤术前评估中的应用价值。2、对比研究动态磁敏感对比增强(DSC)磁共振成像技术及动脉自旋标记(ASL)技术在脑肿瘤术前评估中的作用,探讨ASL技术在脑肿瘤术前评估中的应用价值。【材料和方法】1、研究对象2008年8月-2009年2月间经南方医院收治且资料完整的41例脑肿瘤患者,所有病例术前均行DSC及FAIR磁共振灌注成像。所有病理均经手术病理证实,其中,高级别胶质瘤8例,低级别胶质瘤16例,转移瘤7例,脑膜瘤10例。2、仪器设备及扫描序列采用美国GE公司Signa EXCITE HD 3.0T超导磁共振扫描仪,以头颅8通道相控阵线圈为接受线圈。常规扫描序列包括横断面SE-T1WI、FSE-T2WI、FLAIR及增强后横断面、冠状面、矢状面SE-T1WI扫描,灌注加权成像序列:1、DSC,成像序列为GRE-EPI,TR/TE 1500/最小,矩阵128×128,反转角90°,FOV240×240mm,层厚5mm,层间隔1.5mm,采集50次,扫描时间1min20s;2、FAIR,成像序列为GRE-EPI,TR/TE/TI 800ms/minimum/1400ms,矩阵128×128,FOV=24×24cm,层厚5mm、层距1.5mm,扫描时间2min24s,phase=32。采用ADW4.3工作站,GE Functool软件用于图像数据测量及后处理。3、图像处理与分析(1)图像处理:将DSC及FAIR原始数据均导入GE ADW 4.3工作站进行移动校正及降噪处理,然后利用工作站自带灌注分析软件对灌注图像进行分析处理,DSC数据分析处理后自动得出相对脑血容量(relative cerebral blood volume,rCBV)图及相对脑血流量(relative cerebral blood flow,rCBF)图;FAIR数据分析处理后自动得出相对脑血流量(relative cerebral blood flow,rCBF)图。(2)感兴趣区选择:所得各组灌注图中,结合常规MRI平扫及增强图像,选取肿瘤实性部分灌注最明显层面作为分析层面,并选择感兴趣区(region ofinterest,ROI)于瘤区实性区域、瘤旁1cm及瘤旁2cm灌注最明显区域,感兴趣区大小50～60mm~2,每处测量3次,求其平均值,分别获得瘤区实性区域、瘤旁1cm及瘤旁2cm区域最大灌注值,然后取同层面对侧正常脑白质区灌注值作为对照,求其比值,得出瘤区实性区域、瘤旁1cm及瘤旁2cm区域最大灌注指标即平均最大相对脑血容量(maximum relative cerebral blood volume,rCBVmax)比值或平均最大相对脑血流量(maximum relative cerebral blood flow,rCBFmax)比值。在选取ROI时,DSC所得图像处理后系统同时生成感兴趣区信号强度-时间曲线(signal intensity-time curve,SI-T curve)图。4、统计学分析应用SPSS13.0软件包进行统计学分析。所有数据均以均值±标准差表示,检验水准取a=0.05。P＜0.05时认为差异有统计学意义。运用重复测量数据方差分析(repeated measures)对DSC及ASL技术所得灌注指标rCBVmax比值及rCBFmax比值分别进行统计学分析,并对所得同组肿瘤相同区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值行Pearson相关分析。对有统计学意义指标绘制ROC曲线,找出最佳分类阈值,然后计算出其敏感性、特异性及准确性。对ASL技术所得平均rCBFmax比值与DSC技术所得平均rCBFmax比值行线性回归分析,得出其相关系数,了解其相关性。【结果】1、DSC技术(1)肿瘤实性区域比较:低级别胶质瘤组灌注指标低于其他各组,且差异具有统计学意义(均P＜0.05),余各组两两间差异无显著性。高级别胶质瘤组、低级别胶质瘤组、转移瘤组及脑膜瘤组平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值分别为7.997±3.648、3.148±1.701、8.505±2:652、8.570±4.699及7.817±3.330、2.924±1.201、8.873±2.832、8.572±4.617。(2)肿瘤周围1cm及2cm区域比较:瘤旁1cm区域高级别胶质瘤组灌注指标高于其他各组,且差异有统计学意义(P＜0.05),低级别胶质瘤组灌注指标高于转移瘤组,且差异有统计学意义(P＜0.05),余两两间差异无显著性。高级别胶质瘤组、低级别胶质瘤组、转移瘤组及脑膜瘤组瘤旁1cm区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值分别为2.662±1.340、0.992±0.292、0.586±0.123、0.920±0.516及2.754±1.272、0.961±0.330、0.602±0.143、0.762±0.298。各组肿瘤瘤旁2cm区域灌注指标比较差异无显著性。(3)同组肿瘤不同区域比较:肿瘤实性区域灌注指标均高于瘤周组织,且差异有统计学意义(P＜0.05),且高级别胶质瘤组瘤旁1cm区域灌注指标高于瘤旁2cm区域,二者差异有统计学意义(P＜0.05),转移瘤组瘤旁1cm区域灌注指标低于瘤旁2cm区域,二者差异有统计学意义(P＜0.05);余各组脑肿瘤瘤旁1cm与瘤旁2cm区域灌注指标差异无显著性。(4) ROC曲线及Pearson相关分析:对高、低级别胶质瘤组实性区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值行ROC曲线分析,其阈值分别取4.967、5.335,两指标敏感性、特异性及准确性分别为87.5%、87.5%、87.5%及87.5%、100%、95.8%;高级别胶质瘤组与转移瘤组瘤旁1cm区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值行ROC曲线分析,其阈值分别取1.235、1.176,两指标敏感性、特异性及准确性均为87.5%、100%、93.3%;对同组脑肿瘤同区域两灌注指标行Pearson相关分析,显示两灌注指标在同组脑肿瘤相同区域显著正相关。2、ASL技术(1)肿瘤实性区域比较:低级别胶质瘤组灌注指标低于其他各组,差异有统计学意义(均P＜0.05),余各组肿瘤两两间差异无显著性,高级别胶质瘤组、低级别胶质瘤组、转移瘤组及脑膜瘤组平均rCBFmax比值分别为2.268±0.680、1.301±0.249、2.318±0.590、2.272±0.774。(2)肿瘤周围1cm及2cm区域比较:各组脑肿瘤于瘤旁1cm及瘤旁2cm区域灌注指标差异无显著性。(3)同组肿瘤不同区域比较:各组肿瘤瘤区实性区域灌注指标高于瘤旁1cm及瘤旁2cm区域,且差异具有统计学意义(P＜0.05);瘤旁1cm与瘤旁2cm区域比较差异均无显著性。(4) ROC曲线分析:对高、低级别胶质瘤组实性区域平均rCBFmax比值行ROC曲线分析,取阈值为1.432,敏感性、特异性及准确性为100%、87.5%、91.7%。(5)线性回归分析:ASL技术与DSC技术于肿瘤实性区域所得共同灌注指标平均rCBFmax比值行线性回归分析,显示二者显著正相关,相关系数R等于0.907。【结论】1、利用DSC技术能无创性地获取反映脑肿瘤血管增殖程度的血流动力学信息。Pearson相关分析结果显示各组脑肿瘤相同区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值显著正相关,提示平均rCBFmax比值与平均rCBVmax比值均能反映肿瘤组织血流灌注状态,均可应用于脑肿瘤术前病理学级别评估及鉴别诊断。2、DSC技术瘤区实性区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值对高、低级别胶质瘤具有很好的鉴别作用。高级别胶质瘤组高于低级别胶质瘤组,差异有统计学意义,ROC曲线分析阈值分别取4.967及5.335,两灌注指标对胶质瘤分级的敏感性、特异性及准确性分别为87.5%、87.5%、87.5%及87.5%、100%、95.8%。3、DSC技术瘤旁1cm区域平均rCBVmax比值及平均rCBFmax比值对高级别胶质瘤与转移瘤具有很好的鉴别作用,高级别胶质瘤组高于转移瘤组,差异有统计学意义,ROC曲线分析阈值分别取1.235及1.176,其敏感性、特异性及准确性均为87.5%、100%及93.3%。4、ASL技术可准确反映脑肿瘤及肿瘤周围组织血流灌注信息,与DSC技术所得研究结果基本一致,两种技术rCBFmax比值的线性回归分析显示二者显著正相关(相关系数R=0.907),说明两种技术均可用于脑肿瘤的术前级别判断。5、ASL技术低级别胶质瘤组瘤区实性区域灌注指标平均rCBFmax比值明显低于高级别胶质瘤组,二者差异有统计学意义,ROC曲线分析阈值选择1.432时,对胶质瘤分级具有很高的敏感性、特异性及准确性(分别为100%、87.5%及91.7%)。6、ASL技术是一种不必注射对比剂的MR灌注方法,且检查程序及后处理简单,可以多次重复检查,可考虑作为常规检查方法评估脑肿瘤血流动力学情况,指导脑肿瘤术前级别评估。