通州顯微鏡 兒童功能磁共振成像在腦膠質(zhì)瘤術(shù)前及術(shù)
作者: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-02 17:38:46點(diǎn)擊:2867
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膠質(zhì)瘤(gliioma,gliomma)是發(fā)生在神經(jīng)外胚層的腫瘤,起源于膠質(zhì)細(xì)胞,是原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤的更高發(fā)病率,約占中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的27%,根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的cl,惡性腫瘤的發(fā)病率高達(dá)80%。分級(jí)4、Ⅰ~Ⅱ級(jí)為低級(jí)別膠質(zhì)瘤,Ⅲ~Ⅳ級(jí)為別膠質(zhì)瘤。
臨床上,CT、MRI等影像學(xué)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(shù)、多平面成像、無骨偽影干擾、組織分辨率高等優(yōu)點(diǎn),手術(shù)切除是其主要治療方法。在腦功能區(qū)的保護(hù)下,提高全切除率是一個(gè)臨床難題,腫瘤全切除難度大,復(fù)發(fā)率高。隨著分子影像學(xué)的發(fā)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(nèi)的功能磁共振成像(fMRI)已成為研究的熱點(diǎn)。在膠質(zhì)瘤的診斷、分型、療效評(píng)價(jià)等方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它們還可以進(jìn)一步確定腫瘤與皮質(zhì)功能區(qū)和白質(zhì)纖維束之間的關(guān)系,對(duì)腫瘤的術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中處理起到非常重要的指導(dǎo)作用,從而避免腫瘤的發(fā)生。并發(fā)癥,降低復(fù)發(fā)率,改善預(yù)后。
常規(guī)MRI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)較為成熟,多維及三維成像可以更準(zhǔn)確地定位病變,可以準(zhǔn)確評(píng)估膠質(zhì)瘤的位置、大小、形狀、邊界、瘤周水腫,MRI對(duì)膠質(zhì)瘤的診斷更為敏感,尤其在腦膠質(zhì)瘤的診斷中。結(jié)合增強(qiáng)掃描,可清楚顯示疾病的擴(kuò)散,根據(jù)腫瘤的大小和形態(tài)進(jìn)行分類。
對(duì)于WHOⅠ級(jí)局灶性膠質(zhì)瘤,如毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤,可完全切除,WHOⅡ級(jí)膠質(zhì)瘤通常表現(xiàn)為彌漫浸潤性生長模式,并傾向于發(fā)展成Ⅲ級(jí)或Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤,單獨(dú)手術(shù)治療完全緩解是不可能的,對(duì)誰II-Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤完全緩解是不可能的,腫瘤應(yīng)通過手術(shù)和放療和化療來治療,因此,準(zhǔn)確的術(shù)前診斷,區(qū)分別和低級(jí)別膠質(zhì)瘤是優(yōu)化手術(shù)計(jì)劃的前提,術(shù)中。可進(jìn)行術(shù)中B超、術(shù)中磁共振成像(IMRI)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)等輔助檢查,同時(shí)實(shí)時(shí)提供影像學(xué)資料,有助于腫瘤的準(zhǔn)確切除。
自Alexander et al次報(bào)道以來。在1996哈佛大學(xué),IMRI在指導(dǎo)神經(jīng)腫瘤手術(shù)方面發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢(shì)。中國最早的手術(shù)中磁共振技術(shù)被引入上海華山醫(yī)院和人民解放軍總醫(yī)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(shù)入路,準(zhǔn)確無誤。脂肪瘤顯著高于對(duì)照組。iMRI組術(shù)后6個(gè)月無進(jìn)展生存率明顯高于常規(guī)組,但12個(gè)月總生存率無明顯差異。
術(shù)中通過T2WI、FLAIR、T1WI增強(qiáng)可突出病變,確定影像邊界。腫瘤和瘤周水腫可區(qū)別,可徹底判斷切除。隨著術(shù)中磁共振成像的不斷發(fā)展,術(shù)中磁共振的場強(qiáng)不斷提高,從固定磁體到移動(dòng)磁體,從病人一開始就需要移動(dòng)到普通磁體。采用實(shí)時(shí)磁共振成像技術(shù),不移動(dòng)病人,從開始到最后提供解剖信息與功能信息的融合,進(jìn)一步豐富了其在腦膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)用。
雖然iMRI能及時(shí)更新導(dǎo)航數(shù)據(jù),有效地克服術(shù)中腦漂移對(duì)神經(jīng)導(dǎo)航的影響,但iMRI的使用成本高,MRI導(dǎo)航手術(shù)室的建設(shè)復(fù)雜。需要考慮使用范圍、安裝和運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁屏蔽治療等諸多因素,手術(shù)時(shí)間長,需要開顱,無菌塑料覆蓋、器械取出等是否會(huì)增加。感染的機(jī)會(huì)還有待研究。指導(dǎo)涉及功能區(qū)域的外科手術(shù)的能力有限。隨著功能性MRI的發(fā)展,有望在分子水平上提供更多的信息來指導(dǎo)膠質(zhì)瘤的術(shù)前和術(shù)中規(guī)劃,但術(shù)中應(yīng)用功能性MRI將進(jìn)一步增加成像時(shí)間,增加感染的機(jī)會(huì)。n.名詞
MRS可以無創(chuàng)地檢測(cè)體內(nèi)代謝物信息的變化。MRS可以檢測(cè)膽堿代謝產(chǎn)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(fā)生良性病變和發(fā)育異常,對(duì)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(jià)值。
腦膠質(zhì)瘤的無創(chuàng)、準(zhǔn)確分級(jí)對(duì)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(shù)治療。董偉民等研究發(fā)現(xiàn),別膠質(zhì)瘤的膽堿/肌酸(ChoCr)和CHONAA比值高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤,而別膠質(zhì)瘤的病變比低級(jí)別膠質(zhì)瘤更健康。低度惡性膠質(zhì)瘤壞死組織中,腫瘤分級(jí)越高,神經(jīng)元損傷越嚴(yán)重,NAA峰的減少越明顯,Cr峰的減少也越明顯。應(yīng)用LCModel軟件對(duì)MRS結(jié)果進(jìn)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(jí),對(duì)II級(jí)和IV級(jí)膠質(zhì)瘤的鑒別準(zhǔn)確率可達(dá)85%。
腫瘤局部浸潤與腫瘤的復(fù)發(fā)和預(yù)后有關(guān)。徐來燕發(fā)現(xiàn)水腫組與正常對(duì)照組NAACr、ChoCr和NAACho比值有顯著性差異,而且惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞仍存在于增強(qiáng)區(qū)邊緣3cm之外,對(duì)術(shù)中預(yù)后有重要的預(yù)測(cè)價(jià)值。MRS檢測(cè)水腫面積和周邊面積。
膠質(zhì)瘤具有較強(qiáng)的侵襲能力。由于術(shù)中顯微鏡觀察的腫瘤邊界不是腫瘤的實(shí)際邊界,因此很難完全切除腫瘤。實(shí)時(shí)手術(shù)MRS可能成為高場強(qiáng)MRI的重要發(fā)展方向。通過實(shí)時(shí)分析膠質(zhì)瘤手術(shù)切緣的性質(zhì),可以指導(dǎo)手術(shù)切除范圍更接近。發(fā)現(xiàn)術(shù)中常規(guī)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(hào)變化。在所有別膠質(zhì)瘤,MRS是陽性的殘留腫瘤,有或沒有增強(qiáng)。因此,MRS雖然可以增加神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn),但是也有助于實(shí)現(xiàn)腫瘤全切除,降低復(fù)發(fā)率。
MRS能在生化水平上對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行鑒別和分類,判斷腫瘤的惡性程度和良性程度,對(duì)殘留腫瘤具有較高的敏感性和特異性。三維質(zhì)子磁共振波譜(3D-1H-MRSI)的應(yīng)用將有助于術(shù)前腫瘤分級(jí)、判斷腫瘤侵襲程度、將代謝信息與常規(guī)MRI相結(jié)合。腫瘤切除率高,但由于腫瘤異質(zhì)性、MRS重復(fù)性低,不能獨(dú)立診斷,且MRS具有空間分辨率低、檢查時(shí)間長、易受皮下脂肪和顱骨干擾等缺點(diǎn)。
DTI和DTT可定性和定量分析神經(jīng)纖維的細(xì)微變化,可視化白質(zhì)纖維與腦腫瘤的關(guān)系及侵襲程度,結(jié)合經(jīng)顱磁刺激可縮短手術(shù)時(shí)間,減少癲癇發(fā)作,準(zhǔn)確率高。基于經(jīng)顱磁刺激(TMS)數(shù)據(jù)的彌散張量成像纖維束成像(DTI FT)越來越多地用于功能區(qū)腦腫瘤患者的術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中指導(dǎo),以及基于TMS da的DTI FT。與基于三維感興趣區(qū)域的DTI光纖跟蹤相比,前者在顯示語言相關(guān)光纖束方面優(yōu)于后者,而基于三維感興趣區(qū)域的DTI光纖跟蹤在單獨(dú)顯示弓形光纖束方面顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
基于經(jīng)顱磁刺激數(shù)據(jù)的DTI FT還可用于個(gè)體手術(shù)相關(guān)運(yùn)動(dòng)損傷的術(shù)前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在一些分?jǐn)?shù)各向異性(FA)水平上,與未發(fā)生組的別膠質(zhì)瘤患者相比,術(shù)后相關(guān)的短暫或性運(yùn)動(dòng)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(shù)相關(guān)的性麻痹發(fā)生,因此,隨著DTT技術(shù)的發(fā)展,有可能識(shí)別出那些能從完全手術(shù)切除和手術(shù)中獲益最多、生存時(shí)間長的患者。根據(jù)術(shù)前DTI信息,可以改變治療方案,制定更準(zhǔn)確的治療方案,減少術(shù)后神經(jīng)損傷,獲得更好的術(shù)后效果。
DTI顯示腫瘤周圍白質(zhì)束的完整性和形狀,以幫助區(qū)分低級(jí)別和別膠質(zhì)瘤,并計(jì)劃手術(shù),包括四種類型:(1)移位:束的正常信號(hào),位置和方向的改變;(2)水腫:減少的信號(hào)神經(jīng)束,正常位置和方向;(3)侵襲:纖維束信號(hào)減弱和中斷;(4)破壞:纖維束信號(hào)消失。對(duì)于不同的患者,可以合并。膠質(zhì)瘤分級(jí)越高,纖維束損傷越嚴(yán)重。
DTI和DTT在指導(dǎo)膠質(zhì)瘤手術(shù)中,可以糾正纖維束移位,更大限度地切除腫瘤,減少術(shù)后神經(jīng)損害,提高手術(shù)安全性。腦腫瘤累及椎管后,各級(jí)肢體運(yùn)動(dòng)障礙的發(fā)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(zhì)纖維束,優(yōu)化手術(shù)入路,指導(dǎo)術(shù)中。腫瘤切除和保護(hù)EPT。在常規(guī)磁共振成像引導(dǎo)下,實(shí)驗(yàn)組腫瘤全切除率高于對(duì)照組,術(shù)后殘廢率和KPS評(píng)分無明顯差異,提示DTI技術(shù)可提供三維解剖。對(duì)涉及EPT的膠質(zhì)瘤,術(shù)前了解病變與EPT的關(guān)系,指導(dǎo)外科醫(yī)生在保護(hù)EPT的同時(shí)更大限度地切除腫瘤,可顯著降低術(shù)后致殘率,提高術(shù)后生活質(zhì)量。
DTI可顯示腫瘤與周圍纖維束的關(guān)系,判斷白質(zhì)纖維的形態(tài)、方向、形態(tài)及受累,對(duì)手術(shù)相關(guān)運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行個(gè)體化術(shù)前評(píng)估,指導(dǎo)手術(shù)避免重要白質(zhì)纖維束損傷。然而,DTI仍存在一些缺點(diǎn),如對(duì)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(qū)測(cè)定中的應(yīng)用越來越多地應(yīng)用于臨床術(shù)前評(píng)估。劉寧等人發(fā)現(xiàn),BOLD-fMRI功能成像和術(shù)中直接電刺激大腦皮質(zhì)的結(jié)果是一致的。可直接定位手術(shù)前的運(yùn)動(dòng)部位和語言功能部位,根據(jù)腫瘤切除緣與主皮質(zhì)功能區(qū)的距離判斷手術(shù)的可行性和術(shù)后并發(fā)癥。T研究者使用BOLD-fMRI觀察腫瘤與功能皮質(zhì)的關(guān)系,指導(dǎo)手術(shù),主要研究腫瘤周圍的大腦皮質(zhì)。靜息狀態(tài)依賴性fMRI(RS-fMRI)可用于研究腫瘤相關(guān)成分,從而區(qū)分腫瘤組織和非腫瘤組。
Wu等人發(fā)現(xiàn),低級(jí)別膠質(zhì)瘤的SIC(信號(hào)強(qiáng)度相關(guān))高于別膠質(zhì)瘤,fALFF(低頻振蕩幅度分?jǐn)?shù))也能夠區(qū)分低級(jí)別膠質(zhì)瘤和別膠質(zhì)瘤,可用于術(shù)前分級(jí)和指導(dǎo)手術(shù)。規(guī)劃。一般來說,腫瘤區(qū)域比周圍正常區(qū)域顯示出更明亮的形態(tài)學(xué)特征,較高的RS-fMRI信號(hào),因此術(shù)中應(yīng)用可以提高腫瘤全切除率,RS-fMRI可以獨(dú)立于患者執(zhí)行任務(wù)和活動(dòng)的能力。在功能成像的基礎(chǔ)上,未來將有更大的臨床應(yīng)用空間。
傳統(tǒng)上,有創(chuàng)性的方法,如術(shù)中喚醒麻醉,皮層誘發(fā)電位和皮層電刺激已被用來定位皮層區(qū)域和皮層下通路涉及運(yùn)動(dòng),感覺,語言和認(rèn)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(shù)損傷,BOLD-fMRI具有更好的無創(chuàng)性,且易于術(shù)中定位功能區(qū),可減少侵入性方法引起的癲癇發(fā)作,而傳統(tǒng)方法不能區(qū)分腫瘤邊界。尤其是低級(jí)別膠質(zhì)瘤,導(dǎo)致腫瘤殘留或正常腦組織過度切除,降低低級(jí)別膠質(zhì)瘤的中等存活率。
BOLD-fMRI具有無創(chuàng)、無輻射、空間分辨率高、可重復(fù)使用、定位腦功能區(qū)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。因此,BOLD-fMRI是臨床腦腫瘤患者術(shù)前功能區(qū)定位的最早的影像學(xué)技術(shù),RS-fMRI也可以對(duì)處于靜止?fàn)顟B(tài)的腫瘤組織進(jìn)行定位,但BOLD-fMRI是通過比較血氧飽和度的變化進(jìn)行影像學(xué)的一種方法。它不能直接顯示神經(jīng)元的活動(dòng)。因此,血管的狀態(tài)將影響成像結(jié)果。膠質(zhì)瘤血氧耗量的增加和腫瘤區(qū)血管增生將影響周圍功能區(qū)BOLD信號(hào)的準(zhǔn)確性。
患者缺乏協(xié)調(diào)和運(yùn)動(dòng)也可能導(dǎo)致BOLD-fMRI不能顯示皮質(zhì)功能活動(dòng),BOLD-fMRI能可靠地定位皮質(zhì)功能區(qū),但不能提供皮質(zhì)下纖維束的位置和完整性信息。皮質(zhì)下纖維束是避免術(shù)后神經(jīng)損傷的重要手段。因此,術(shù)前合并BOLD和DTI將是一種臨床趨勢(shì)。術(shù)中BOLD和DTI聯(lián)合應(yīng)用可單獨(dú)提供上述重要的神經(jīng)功能,皮層投射的分布和位置信息。
術(shù)前BOLD和DTI聯(lián)合應(yīng)用使外科醫(yī)生在了解腫瘤周圍功能信息的基礎(chǔ)上了解腫瘤與周圍區(qū)域的關(guān)系。導(dǎo)航系統(tǒng)重建。然后在顯微鏡下進(jìn)行導(dǎo)航操作。記錄手術(shù)前后肌力、運(yùn)動(dòng)功能、卡諾夫斯基功能評(píng)分(KPS)及手術(shù)并發(fā)癥的變化。結(jié)合BOLD-fMRI、DTI和BOLD-fMRI,發(fā)現(xiàn)功能神經(jīng)導(dǎo)航在功能區(qū)腫瘤手術(shù)中是可行的,有利于更大限度地切除病變,減少神經(jīng)損傷和術(shù)后恢復(fù)。
與單純神經(jīng)導(dǎo)航相比,fMRI-DTI和直接電刺激聯(lián)合應(yīng)用可顯著提高腫瘤切除率,降低手術(shù)相關(guān)缺損的風(fēng)險(xiǎn),提高生存率。IMRI的神經(jīng)導(dǎo)航BorddF MRI用于描述布羅卡和韋尼克的功能皮質(zhì)。使用擴(kuò)散張量成像追蹤弓形束。重建的語言結(jié)構(gòu)與導(dǎo)航系統(tǒng)融合,指導(dǎo)手術(shù)。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(xiàn)新的長期語言功能障礙。
FA值受膠質(zhì)瘤侵犯瘤周水腫區(qū)的影響。單純DTI獲得的纖維束圖像會(huì)受到FA閾值、種子點(diǎn)、個(gè)體差異、腫瘤對(duì)正常組織的損傷等因素的影響。因此,有必要將術(shù)前評(píng)估和術(shù)中監(jiān)測(cè)結(jié)合多種功能效果合理化,逐步提高手術(shù)效率,避免兩種手術(shù)。對(duì)預(yù)測(cè)別膠質(zhì)瘤的生存時(shí)間有重要意義。預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為89.9%,可為術(shù)前治療規(guī)劃提供必要的指導(dǎo)。
隨著功能磁共振成像技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)位于腦功能區(qū)和腦深部的膠質(zhì)瘤的手術(shù)安全性和準(zhǔn)確性得到了很大的提高。便于術(shù)前準(zhǔn)確分級(jí),制定適當(dāng)?shù)氖中g(shù)方案,術(shù)中實(shí)時(shí)指導(dǎo)和糾正腦組織移位,發(fā)現(xiàn)不可切除的殘余腫瘤,提高手術(shù)切除的成功率。腫瘤周圍血管和語言運(yùn)動(dòng)區(qū)域較多。減少術(shù)后損傷,但同時(shí)存在成像時(shí)間長、圖像畸變等問題,今后更好地結(jié)合其優(yōu)點(diǎn),綜合運(yùn)用各種磁共振技術(shù)仍然是一個(gè)熱點(diǎn)。GE挑戰(zhàn)賽。
資料來源:景麗,韓芳,謝慶,吳建林。終末期腎病患者多模態(tài)MRI研究進(jìn)展{J}。磁共振成像,2018,9(05):396-400。
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