European Radiology：如何无创预测胶质瘤的病理分解？IVIM有话说！
2023-06-01 shaosai MedSci原创 发表于上海
在临床上，多b值序列（eDWI）使用的b值范围一直在不断扩大。理论上，优化的b值采集方案有助于提高微循环和细胞性评价的准确性。
成人弥漫性胶质瘤是中枢神经系统（CNS）中最常见的原发性肿瘤。由于其固有的侵袭性和高复发率，胶质瘤患者的预后极差，尤其是胶质母细胞瘤。现阶段，肿瘤组织病理学是胶质瘤分级的金标准。根据世界卫生组织对中枢神经系统肿瘤的分类，胶质瘤被分为四个组织学等级：低级别胶质瘤（LGG）：I级和II级；高级别胶质瘤（HGGs）：III级和IV级）。高等级胶质瘤通常具有更明显的侵袭性生物学行为，预后比低等级胶质瘤差。
在临床上，HGG和LGG患者的个体化治疗决定是非常不同的。在中枢神经系统胶质瘤的神经外科治疗过程中，为了保护功能区或由于患者的特殊要求，临床上通常会进行活检或部分肿瘤切除。此外，由于肿瘤内的异质性，不同位置的胶质瘤恶性程度也不同，因此活检或部分切除的样本往往不能满足病理诊断的要求。因此，手术前确定胶质瘤肿瘤中最恶性的区域对于准确的病理分级和确定治疗策略至关重要。
现阶段，多个先进的MR衍生参数被开发出来以评估肿瘤内异质性，并作为肿瘤组织病理学生物标志物的非侵入性替代指标。通过证明组织病理学和成像指标之间的空间匹配关联，这些MR衍生的成像指标已被广泛用于术前分级和识别最恶性的肿瘤区域。例如，动脉自旋标记（ASL）-MR衍生的脑血流（CBF）参数被用于胶质瘤分级，作为血管内皮生长因子（VEGF）的一个潜在指标并用于区分肿瘤的假性进展。
在C6胶质瘤大鼠模型中，体外非相干运动（IVIM）MRI衍生的快速弥散（Dfast）值是一个非静脉造影剂依赖的灌注参数，与CD34染色的微血管密度（CD34-MVD）有强烈的正相关。与上述先进的MR技术相比，基于多b值的IVIM-DWI可以无创地同时提供扩散和灌注相关的指标，是一种有希望反映脑胶质瘤详细的瘤内病理形态（细胞结构、微循环和瘤内异质性）的成像手段。
然而，大多数相关研究都集中在IVIM-DWI的临床应用以及它与其他影像指标的技术特征比较上。尽管其在胶质瘤分级和监测抗血管生成治疗方面有很高的诊断价值，但很少有研究通过准确的空间匹配方法研究IVIM-DWI衍生的参数与人类胶质瘤的组织病理学恶性生物标志物的相关性。
在临床上，多b值序列（eDWI）使用的b值范围一直在不断扩大。理论上，优化的b值采集方案有助于提高微循环和细胞性评价的准确性。
近日，发表在European Radiology杂志的一项研究研讨了从优化的IVIM-DWI得出的参数与脑胶质瘤的组织病理学生物标志物之间的相关性。
本项研究对前瞻性队列研究中21名新诊断的胶质瘤患者的32份活检样本进行了回顾性分析。所有患者都接受了22个b值（0-5000s/mm2）的扩散加权MRI检查，然后在术中MR引导下进行活检手术和手术切除。所有32个活检样本都进行了免疫组化染色，然后使用多光谱表型显微镜对细胞密度（细胞度）、MIB-1（Ki67）阳性表达百分比（pMIB-1）、CD34染色血管数量（CD34-MVD）和VEGF阳性表达细胞百分比（pVEGF）进行了定量分析。根据共同登记的局部活检结果，对基于IVIM衍生的双指数模型参数（Dfast1500和Dfast5000、Dslow1500和Dslow5000、PF1500和PF5000）与上述四种病理生物标志物和胶质瘤等级进行相关性分析。
Dfast5000和pVEGF（rho (r) =0.466, p=0.007）以及Dfast1500和pVEGF（r=0.371, p=0.037）之间显示出明显的正相关。PF5000与pMIB-1之间显示出明显的负相关（r = - 0.456, p = 0.01）。Dfast5000与胶质瘤等级（r = 0.509，p = 0.003）和Dfast1500与胶质瘤等级（r = 0.476，p = 0.006）之间显示出中度至良好的正相关关系。
图 一名59岁的男性，患有WHO III级胶质瘤。导航MR序列的多个平面上的目标位置（A中的白色箭头）。根据空间目标坐标（C中的白色箭头）画出相应的目标ROI以测量从IVIM-DWI的双指数模型得出的PF5000，其b值范围为0-5000s/mm2（B中的白色箭头）。在多光谱显微镜下对MIB-1的表达进行免疫组化染色（D）和×200倍的病理量化（E），MIB-1表达阳性的细胞（D和E中的黑色箭头）占视野中细胞总数的8.6%
本项研究表明，IVIM-DWI衍生的Dfast和PF分别与瘤内pVEGF和pMIB-1具有相关性。当使用宽高b值方案时，IVIM-衍生的Dfast和PF往往在评估胶质瘤的血管生成和细胞增殖等恶性相关特征方面表现出更好的能力及价值。
原文出处：
Yaru Sheng,Xuefei Dang,Hua Zhang,et al.Correlations between intravoxel incoherent motion-derived fast diffusion and perfusion fraction parameters and VEGF- and MIB-1-positive rates in brain gliomas: an intraoperative MR-navigated, biopsy-based histopathologic study.DOI:10.1007/s00330-023-09506-2
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