原发性脑瘤中最常见的是间变性星形细胞瘤(AA)和胶质母细胞瘤(GBM)，常侵袭周围的大脑。组织病理学研究发现，肉眼未见可疑的脑实质恶性细胞远离原发肿瘤，甚至影响对侧半球。早期存在弥漫性神经间浸润，表观扩散系数(ADC)和各向异性(FA)变化。本研究的目的是探讨DTI作为一种描述肿瘤侵犯胼胝体(CC)证据的可能工具的价值。术前采用高分辨率弥散张量成像(DTI)序列，对31例高级别脑肿瘤(8aa、23GBM)患者进行3tMRI检查。通过纤维追踪，分析CC肿瘤相关区域的ADC和fa值，并与匹配的健康对照组进行比较。在(MR)形态正常的CC中，肿瘤患者ADC值升高(n=22;0.978×103毫米/s)相比,匹配控制(0.917×103毫米/s,p<0.05),和相应的相对FA减少(rFA:88%,p<0.01)。当可见CC对MRI的影响时(n=9;0.978×103毫米/s,p<0.05;rFA:72%，p<0.01)。CC的扩散率和各向异性的变化可以解释为肿瘤扩散到对侧半球的一种指标，这在常规MRI上是不可见的。

磁共振成像(MRI)在脑肿瘤的分期和治疗中发挥着核心作用。常规MRI使用T2、FLAIR和对比度增强t1加权序列揭示病灶的大小、形状和结构，灌注加权和弥散加权MRI增加了微结构结构和区域血流信息。

再生障碍性星形细胞瘤和胶质母细胞瘤的治疗首先包括最大限度的手术切除，然后是放疗和化疗。虽然受影响的患者往往只有少量的肿瘤负担和先进的影像学方法有助于充分的诊断和肿瘤定位，但高级别星形细胞瘤仍然被认为是不可治愈的，即使可以很好地进行外科和放射治疗。姑息性治疗的目的是尽可能长时间地维持生活质量，使神经认知功能缺损最小。然而，这些患者的中位生存时间不足2年，尽管在诊断和治疗方面取得了普遍进展，但这种不良预后在过去30年中仅略有改善。

组织病理学研究报道，在远离确诊原发病灶的明显未受影响的脑区，多形胶质母细胞瘤(glioblastomamultiforme,GBM)细胞浸润生长，计算机断层或MR图像未见相关变化[10,11]。局域质子磁共振波谱(localprotonMRspectration,MRS)可以洞察组织组成和细胞内代谢，并已经为GBM细胞的远程浸润提供了微妙的线索。在肿瘤早期，弥漫性神经间浸润伴有视扩散系数(ADC)和部分各向异性(FA)的改变。弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)和/或MRS确实观察到了脑胶质瘤对侧半球正常白质的相关改变。

与之前的病例报告类似，本研究的目的是研究DTI作为描述肿瘤侵犯胼胝体(CC)证据的可能工具的价值。

当地伦理委员会根据赫尔辛基宣言批准了这项工作。所有患者和对照组均获得书面知情同意书。在2年的时间内，所有连续的疑似脑瘤患者在治疗前均前瞻性地进行了DTI术前检查。只有患者术后明确优质脑部肿瘤的组织病理学确认(未分化星形细胞瘤3°或胶质母细胞瘤4°)都包括在内。没有任何相关病史的年龄和性别匹配的健康志愿者作为正常对照组。资料分析为回顾性分析。

核磁共振成像

所有研究均在相同的3TMR系统上进行(MagnetomTrio,SiemensMedicalSolutions,Erlangen/Germany)。解剖成像包括三维(3D)t1加权(T1w)快速低角度拍摄(FLASH)MRI(重复TR11ms的时间;TE4.9ms回波时间;翻转角度15°;各向同性图像分辨率1×1×1mm3)。扩散张量成像采用单发刺激回波采集模式(蒸汽)序列和24个不同扩散梯度方向(b值1000年代/mm,38轴部分,3收购)为2.2×2.2×2.2毫米图像分辨率。

图像分析

图像分析是回顾性的。在后处理diffusionweighted平滑图像三维高斯滤波器(σ=2.2毫米)。然后利用内部软件(DeffCon)采用线性最小二乘算法计算扩散张量。肿瘤区域利用FLAIR、T2、T1、钆注射前后及灌注扩散加权图像的临床MR研究确定，并在3DT1w数据集上手工定义，作为光纤跟踪算法的起点。穿过CC的纤维束用于确定CC的区域，用于FA和ADC分析。其中，利用连续轴向投影跟踪算法(FACT)从三维FA值估计光纤分配。这个算法终止跟踪单个纤维FAvalues低于0.15,或者当地的主要扩散张量的方向倾斜超过40°连续跟踪步骤。在每个受试者中，平均FA和adc值均从矢状面中部及CC受累部位的相邻切片量化，并通过tractography进行定位。

占绝对的差异在CC部分各向异性[16],促进集团比较无论CC部分影响,英足总数据被关联的个人FAvalues规范化的协调CC部分年龄,sexmatched控制,称为相对分数各向异性(rFA)。

统计分析

根据两名经验丰富的神经放射学专家一致同意的临床MR研究综合分析，建立三组，并补充第三组病史:

1.对MRI(CCaffect)有明显影响的肿瘤患者，

2.无明显CC对MRI(CCnormal)影响的肿瘤患者，

3.年龄和性别匹配的健康受试者作为对照组。

通过配对学生t检验分析患者和受试者的ADC和rfa值。患者的CCaffect和CCnormal通过未配对学生的t检验进行分析。

生存分析采用logrank(MantelCox)检验，将adc值最高的5例患者与adc值最低的5例患者进行比较。p值<0.05为显著。

人口数据

31例患者符合纳入标准，完成DTI测量:女性12例，男性19例;平均年龄56.9岁，范围[2277岁]。术后神经病理学诊断为间变性星形细胞瘤(3°)8例和多形性成胶质细胞瘤23例(4°)。健康年龄和性别匹配志愿者的DTI数据集作为对照(平均年龄58.7岁，范围[2381岁])。

表观扩散系数

在对照组中，adc值随着年龄的增长呈不显著的上升趋势(r=0.31,p=0.14)。与健康对照组相比，肿瘤患者的adc值呈现出更不均匀的结果，特别是如果根据MRI(CCaffect)影响CC。患者adc值明显高于对照组(p<0.05)(表1)。在病人组,CC渗透对adc值没有影响,即平均adc值CCaffect或CCnormal患者几乎相似(0.97769vs0.97786×10×1033毫米/s;p=0.498)。

只有约2%的高级别脑瘤患者在诊断为后的前5年存活。恶性细胞的侵袭性是胶质瘤预后不良的主要因素之一。组织病理学研究显示，胶质瘤细胞与组织学上相同的主要肿瘤体积相距遥远，只是生长速度不同。这些浸润性胶质瘤细胞很难用标准技术成像。然而，DWI/DTI和protonMRS检测到的弥散和代谢异常在常规MRI定义为肿瘤浸润或恶性转化的潜在指标的恶性脑瘤边界外发现。

许多效应可以解释肿瘤部位对应的CC切片中adc值的增加:肿瘤细胞与细胞外基质(ECM)的相互作用是细胞迁移的必要条件。其侵袭性依赖于ECM成分的破坏以及邻近正常脑结构之间的穿透。胶质瘤细胞最初以微侵袭的方式浸润或扩散于神经元之间及周围，穿透白质的纤维束，造成正常实质的局部移位，而无神经元损伤。然后在蛋白酶的作用下，局部脑组织松弛移位。中枢神经系统肿瘤的生长与血脑屏障紊乱有关，血脑屏障紊乱导致血管源性水肿和实质含水量增加，实质含水量增加进而增加细胞外空间和相应的adc值。

随着疾病的发展，神经细胞可能被破坏，被肿瘤细胞所取代。这导致ADC值降低，解释了MRI显示CC浸润的病例ADC不均匀性。关于分级各向异性，有报道称FA值与细胞密度和肿瘤浸润率呈负相关，与我们的研究结果一致。

FA或ADC值异常支持，但不能证明胶质瘤侵袭，因为ADC不能明确区分肿瘤和水肿。然而，与我们的数据相对应的是:肿瘤复发常常发生在先前扩散率增强的区域，尤其是如果纤维追踪表明肿瘤与有关时。不幸的是，只有少数患者存活了足够长的时间，以监测连续肿瘤浸润到CC。