豐臺顯微鏡 兒童功能磁共振成像在腦膠質瘤術前及術
作者: 發布時間:2022-07-02 17:38:46點擊:2854
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膠質瘤(gliioma,gliomma)是發生在神經外胚層的腫瘤,起源于膠質細胞,是原發性顱內腫瘤的更高發病率,約占中樞神經系統腫瘤的27%,根據世界衛生組織(WHO)的cl,惡性腫瘤的發病率高達80%。分級4、Ⅰ~Ⅱ級為低級別膠質瘤,Ⅲ~Ⅳ級為別膠質瘤。
臨床上,CT、MRI等影像學檢查是病理診斷的主要方法。與CT相比,MRI具有多序列、多參數、多平面成像、無骨偽影干擾、組織分辨率高等優點,手術切除是其主要治療方法。在腦功能區的保護下,提高全切除率是一個臨床難題,腫瘤全切除難度大,復發率高。隨著分子影像學的發展,包括磁共振波譜(MRS)、彌散張量成像(DTI)、血氧水平依賴性功能磁共振成像(BOD-fMRI)在內的功能磁共振成像(fMRI)已成為研究的熱點。在膠質瘤的診斷、分型、療效評價等方面顯示出獨特的優勢。它們還可以進一步確定腫瘤與皮質功能區和白質纖維束之間的關系,對腫瘤的術前規劃和術中處理起到非常重要的指導作用,從而避免腫瘤的發生。并發癥,降低復發率,改善預后。
常規MRI在中樞神經系統較為成熟,多維及三維成像可以更準確地定位病變,可以準確評估膠質瘤的位置、大小、形狀、邊界、瘤周水腫,MRI對膠質瘤的診斷更為敏感,尤其在腦膠質瘤的診斷中。結合增強掃描,可清楚顯示疾病的擴散,根據腫瘤的大小和形態進行分類。
對于WHOⅠ級局灶性膠質瘤,如毛細胞星形細胞瘤,可完全切除,WHOⅡ級膠質瘤通常表現為彌漫浸潤性生長模式,并傾向于發展成Ⅲ級或Ⅳ級膠質瘤,單獨手術治療完全緩解是不可能的,對誰II-Ⅳ級膠質瘤完全緩解是不可能的,腫瘤應通過手術和放療和化療來治療,因此,準確的術前診斷,區分別和低級別膠質瘤是優化手術計劃的前提,術中。可進行術中B超、術中磁共振成像(IMRI)、正電子發射計算機斷層掃描(PET)等輔助檢查,同時實時提供影像學資料,有助于腫瘤的準確切除。
自Alexander et al次報道以來。在1996哈佛大學,IMRI在指導神經腫瘤手術方面發揮了巨大的優勢。中國最早的手術中磁共振技術被引入上海華山醫院和人民解放軍總醫院。IMRI可消除腦移位的影響,提高腫瘤全切除率,確定正確的手術入路,準確無誤。脂肪瘤顯著高于對照組。iMRI組術后6個月無進展生存率明顯高于常規組,但12個月總生存率無明顯差異。
術中通過T2WI、FLAIR、T1WI增強可突出病變,確定影像邊界。腫瘤和瘤周水腫可區別,可徹底判斷切除。隨著術中磁共振成像的不斷發展,術中磁共振的場強不斷提高,從固定磁體到移動磁體,從病人一開始就需要移動到普通磁體。采用實時磁共振成像技術,不移動病人,從開始到最后提供解剖信息與功能信息的融合,進一步豐富了其在腦膠質瘤手術中的應用。
雖然iMRI能及時更新導航數據,有效地克服術中腦漂移對神經導航的影響,但iMRI的使用成本高,MRI導航手術室的建設復雜。需要考慮使用范圍、安裝和運輸、結構設計、電磁屏蔽治療等諸多因素,手術時間長,需要開顱,無菌塑料覆蓋、器械取出等是否會增加。感染的機會還有待研究。指導涉及功能區域的外科手術的能力有限。隨著功能性MRI的發展,有望在分子水平上提供更多的信息來指導膠質瘤的術前和術中規劃,但術中應用功能性MRI將進一步增加成像時間,增加感染的機會。n.名詞
MRS可以無創地檢測體內代謝物信息的變化。MRS可以檢測膽堿代謝產物(CHO)水平的升高、N-乙酰天門冬氨酸(NAA)水平的降低和CHO/NAA比值的升高。MRS越接近正常組織頻譜,越容易發生良性病變和發育異常,對腦腫瘤的早期診斷、腫瘤邊界的確定和侵襲范圍的分析具有重要價值。
腦膠質瘤的無創、準確分級對于確定正確的治療方案具有重要意義。在某些情況下,可以避免不必要的積極手術治療。董偉民等研究發現,別膠質瘤的膽堿/肌酸(ChoCr)和CHONAA比值高于低級別膠質瘤,而別膠質瘤的病變比低級別膠質瘤更健康。低度惡性膠質瘤壞死組織中,腫瘤分級越高,神經元損傷越嚴重,NAA峰的減少越明顯,Cr峰的減少也越明顯。應用LCModel軟件對MRS結果進行量化,將MRS譜分解為正常和異常組織,以鑒別腫瘤程度、浸潤程度和總體分級,對II級和IV級膠質瘤的鑒別準確率可達85%。
腫瘤局部浸潤與腫瘤的復發和預后有關。徐來燕發現水腫組與正常對照組NAACr、ChoCr和NAACho比值有顯著性差異,而且惡性膠質瘤細胞仍存在于增強區邊緣3cm之外,對術中預后有重要的預測價值。MRS檢測水腫面積和周邊面積。
膠質瘤具有較強的侵襲能力。由于術中顯微鏡觀察的腫瘤邊界不是腫瘤的實際邊界,因此很難完全切除腫瘤。實時手術MRS可能成為高場強MRI的重要發展方向。通過實時分析膠質瘤手術切緣的性質,可以指導手術切除范圍更接近。發現術中常規MRI顯示可疑殘留腫瘤12例,其中10例MRS能正確診斷組織信號變化。在所有別膠質瘤,MRS是陽性的殘留腫瘤,有或沒有增強。因此,MRS雖然可以增加神經系統并發癥的風險,但是也有助于實現腫瘤全切除,降低復發率。
MRS能在生化水平上對膠質瘤進行鑒別和分類,判斷腫瘤的惡性程度和良性程度,對殘留腫瘤具有較高的敏感性和特異性。三維質子磁共振波譜(3D-1H-MRSI)的應用將有助于術前腫瘤分級、判斷腫瘤侵襲程度、將代謝信息與常規MRI相結合。腫瘤切除率高,但由于腫瘤異質性、MRS重復性低,不能獨立診斷,且MRS具有空間分辨率低、檢查時間長、易受皮下脂肪和顱骨干擾等缺點。
DTI和DTT可定性和定量分析神經纖維的細微變化,可視化白質纖維與腦腫瘤的關系及侵襲程度,結合經顱磁刺激可縮短手術時間,減少癲癇發作,準確率高?;诮涳B磁刺激(TMS)數據的彌散張量成像纖維束成像(DTI FT)越來越多地用于功能區腦腫瘤患者的術前規劃和術中指導,以及基于TMS da的DTI FT。與基于三維感興趣區域的DTI光纖跟蹤相比,前者在顯示語言相關光纖束方面優于后者,而基于三維感興趣區域的DTI光纖跟蹤在單獨顯示弓形光纖束方面顯示了其獨特的優勢。
基于經顱磁刺激數據的DTI FT還可用于個體手術相關運動損傷的術前風險評估。在一些分數各向異性(FA)水平上,與未發生組的別膠質瘤患者相比,術后相關的短暫或性運動損傷患者的皮膚有損傷。在距CST超過12mm的病灶中,沒有新的手術相關的性麻痹發生,因此,隨著DTT技術的發展,有可能識別出那些能從完全手術切除和手術中獲益最多、生存時間長的患者。根據術前DTI信息,可以改變治療方案,制定更準確的治療方案,減少術后神經損傷,獲得更好的術后效果。
DTI顯示腫瘤周圍白質束的完整性和形狀,以幫助區分低級別和別膠質瘤,并計劃手術,包括四種類型:(1)移位:束的正常信號,位置和方向的改變;(2)水腫:減少的信號神經束,正常位置和方向;(3)侵襲:纖維束信號減弱和中斷;(4)破壞:纖維束信號消失。對于不同的患者,可以合并。膠質瘤分級越高,纖維束損傷越嚴重。
DTI和DTT在指導膠質瘤手術中,可以糾正纖維束移位,更大限度地切除腫瘤,減少術后神經損害,提高手術安全性。腦腫瘤累及椎管后,各級肢體運動障礙的發生率較高。因此,更大限度地切除腫瘤而不損傷椎體是非常重要的。劉俊華研究了DTI重建以錐體束有效纖維為主的白質纖維束,優化手術入路,指導術中。腫瘤切除和保護EPT。在常規磁共振成像引導下,實驗組腫瘤全切除率高于對照組,術后殘廢率和KPS評分無明顯差異,提示DTI技術可提供三維解剖。對涉及EPT的膠質瘤,術前了解病變與EPT的關系,指導外科醫生在保護EPT的同時更大限度地切除腫瘤,可顯著降低術后致殘率,提高術后生活質量。
DTI可顯示腫瘤與周圍纖維束的關系,判斷白質纖維的形態、方向、形態及受累,對手術相關運動風險進行個體化術前評估,指導手術避免重要白質纖維束損傷。然而,DTI仍存在一些缺點,如對磁場均勻性要求較高、顱底附近偽影較多等。
BOLD-fMRI在皮層功能區測定中的應用越來越多地應用于臨床術前評估。劉寧等人發現,BOLD-fMRI功能成像和術中直接電刺激大腦皮質的結果是一致的??芍苯佣ㄎ皇中g前的運動部位和語言功能部位,根據腫瘤切除緣與主皮質功能區的距離判斷手術的可行性和術后并發癥。T研究者使用BOLD-fMRI觀察腫瘤與功能皮質的關系,指導手術,主要研究腫瘤周圍的大腦皮質。靜息狀態依賴性fMRI(RS-fMRI)可用于研究腫瘤相關成分,從而區分腫瘤組織和非腫瘤組。
Wu等人發現,低級別膠質瘤的SIC(信號強度相關)高于別膠質瘤,fALFF(低頻振蕩幅度分數)也能夠區分低級別膠質瘤和別膠質瘤,可用于術前分級和指導手術。規劃。一般來說,腫瘤區域比周圍正常區域顯示出更明亮的形態學特征,較高的RS-fMRI信號,因此術中應用可以提高腫瘤全切除率,RS-fMRI可以獨立于患者執行任務和活動的能力。在功能成像的基礎上,未來將有更大的臨床應用空間。
傳統上,有創性的方法,如術中喚醒麻醉,皮層誘發電位和皮層電刺激已被用來定位皮層區域和皮層下通路涉及運動,感覺,語言和認知功能。然而,這些侵入性方法需要較大的開顱空間來增加手術損傷,BOLD-fMRI具有更好的無創性,且易于術中定位功能區,可減少侵入性方法引起的癲癇發作,而傳統方法不能區分腫瘤邊界。尤其是低級別膠質瘤,導致腫瘤殘留或正常腦組織過度切除,降低低級別膠質瘤的中等存活率。
BOLD-fMRI具有無創、無輻射、空間分辨率高、可重復使用、定位腦功能區靈敏度高等優點。因此,BOLD-fMRI是臨床腦腫瘤患者術前功能區定位的最早的影像學技術,RS-fMRI也可以對處于靜止狀態的腫瘤組織進行定位,但BOLD-fMRI是通過比較血氧飽和度的變化進行影像學的一種方法。它不能直接顯示神經元的活動。因此,血管的狀態將影響成像結果。膠質瘤血氧耗量的增加和腫瘤區血管增生將影響周圍功能區BOLD信號的準確性。
患者缺乏協調和運動也可能導致BOLD-fMRI不能顯示皮質功能活動,BOLD-fMRI能可靠地定位皮質功能區,但不能提供皮質下纖維束的位置和完整性信息。皮質下纖維束是避免術后神經損傷的重要手段。因此,術前合并BOLD和DTI將是一種臨床趨勢。術中BOLD和DTI聯合應用可單獨提供上述重要的神經功能,皮層投射的分布和位置信息。
術前BOLD和DTI聯合應用使外科醫生在了解腫瘤周圍功能信息的基礎上了解腫瘤與周圍區域的關系。導航系統重建。然后在顯微鏡下進行導航操作。記錄手術前后肌力、運動功能、卡諾夫斯基功能評分(KPS)及手術并發癥的變化。結合BOLD-fMRI、DTI和BOLD-fMRI,發現功能神經導航在功能區腫瘤手術中是可行的,有利于更大限度地切除病變,減少神經損傷和術后恢復。
與單純神經導航相比,fMRI-DTI和直接電刺激聯合應用可顯著提高腫瘤切除率,降低手術相關缺損的風險,提高生存率。IMRI的神經導航BorddF MRI用于描述布羅卡和韋尼克的功能皮質。使用擴散張量成像追蹤弓形束。重建的語言結構與導航系統融合,指導手術。79.2%的患者行腫瘤全切除,20.8%的患者行腫瘤次全切除,僅1例出現新的長期語言功能障礙。
FA值受膠質瘤侵犯瘤周水腫區的影響。單純DTI獲得的纖維束圖像會受到FA閾值、種子點、個體差異、腫瘤對正常組織的損傷等因素的影響。因此,有必要將術前評估和術中監測結合多種功能效果合理化,逐步提高手術效率,避免兩種手術。對預測別膠質瘤的生存時間有重要意義。預測準確率為89.9%,可為術前治療規劃提供必要的指導。
隨著功能磁共振成像技術的不斷發展,對位于腦功能區和腦深部的膠質瘤的手術安全性和準確性得到了很大的提高。便于術前準確分級,制定適當的手術方案,術中實時指導和糾正腦組織移位,發現不可切除的殘余腫瘤,提高手術切除的成功率。腫瘤周圍血管和語言運動區域較多。減少術后損傷,但同時存在成像時間長、圖像畸變等問題,今后更好地結合其優點,綜合運用各種磁共振技術仍然是一個熱點。GE挑戰賽。
資料來源:景麗,韓芳,謝慶,吳建林。終末期腎病患者多模態MRI研究進展{J}。磁共振成像,2018,9(05):396-400。
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