基于不同扩散模型的扩散加权成像在脑胶质瘤分级和预测IDH-1突变的对比分析 - 黄颖倩; 赵静; 初建平; 王玉亮; 田一粟; 丘海珊; 黄子桓 (Zhongshan Daxue xuebao. Yixue kexue ban)
目的对比分析基于不同扩散模型的扩散加权成像（扩散张量成像：DTI，扩散峰度成像：DKI，和神经突起方向离散度与密度成像：NODDI）在脑胶质瘤术前预测脑胶质瘤级别和异柠檬酸脱氢酶-1（IDH-1）突变的诊断效能。方法回顾性分析中山大学附属第一医院2014年5月至2019年12月经手术病理证实的胶质瘤患者66例（WHO Ⅱ级28例，Ⅲ级10例，Ⅳ级28例），其中IDH-1基因表型明确的患者64例（IDH-1突变型34例，野生型30例）。采用德国西门子Magnetom Verio 3.0T MRI机器进行数据采集，扫描序列包括常规MRI平扫，增强和扩散加权成像。后处理获取DTI（平均扩散系数：MD，部分各向异性分数：FA），DKI（平均峰度：MK，轴向峰度： Ka，径向峰度：Kr）和NODDI（神经突内体积分数：icvf，神经突方向离散度：odi）的各参数图。用Image J勾画肿瘤实质相邻最大的三个层面作为ROI，取得各个参数的均值。采用独立样本t检验或Mann-Whitney秩和检验分别比较高、低级别组和不同IDH-1状态各扩散参数值的差异。进一步，对有统计学意义差异的参数进行Logistic回归分析，评价其鉴别脑胶质瘤高低级别和IDH-1基因突变状态的诊断效能，并获得受试者工作特征（ROC）曲线。结果基于不同的扩散加权模型，其扩散参数均可以用于区分脑胶质瘤级别（P<0.01），其中ROC分析发现MK在鉴别高低级别脑胶质瘤具有最大的诊断效能，ROC曲线下面积为0.84。进一步Logistic回归分析发现仅年龄和MK参数可以用来鉴别高低级别脑胶质瘤，诊断价值［AUC=0.88，AUC 95%CI（0.79，0.96）］优于单一的MK参数。对IDH-1基因突变状态预测，NODDI两个参数均无鉴别意义，DKI和DTI的各参数可有效鉴别（P<0.05）。其中，DKI的Ka参数具有最高的诊断价值，ROC曲线下面积为0.73，灵敏度也最高（0.83）。进一步Logistic回归发现，仅Kr可以预测IDH-1突变，回归模型ROC曲线下面积［AUC=0.72，AUC 95%CI（0.59， 0.85）］。结论基于不同扩散模型的扩散加权成像均可以用于预测脑胶质瘤级别，DKI诊断价值最优；对于IDH-1突变状态的预测，DKI优于DTI，而NODDI价值有限。推荐DKI用于临床脑胶质瘤术前评估。