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《第三军医大学》 2007年
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脑胶质瘤MSCT血供影像—病理的实验与临床研究

王毅  
【摘要】: 研究背景与目的: 神经胶质瘤生物学特性与其血管生成有着密不可分的联系,肿瘤在生长、侵袭及转移过程中依赖新生血管的形成,而这种不成熟的幼稚血管可导致局部血容量和血管通透性的增高。过去的研究表明,恶性胶质瘤生长和侵袭力与微血管通透性呈正相关,通过抗血管生成治疗可有效降低微血管的通透性,从而减慢肿瘤生长速度。目前已有不少针对抗胶质瘤血管生成的药物相继问世,并已处于临床试验或动物实验阶段,有望在近年用于临床。因此,从影像学角度,单纯从解剖、形态学方面对胶质瘤特征的判断已不能满足现代医学的发展要求,采用新的影像学技术针对肿瘤血管生成的研究是影像学发展的重要方向之一。 由于抗胶质瘤血管生成治疗及基因治疗等不久将大规模用于临床,其疗效监测需要一种简单、快速、准确而无创的检测手段。CT灌注(CT perfusion, CTP)成像最近几年得到了快速发展,能够活体无创伤性评价肿瘤的血管生成,对于神经胶质瘤的预期分级及疗效评估有着很大的应用前景。 由于早期CTP扫描范围的限制,迄今为止CTP在神经胶质瘤血管生成领域的研究仍不多,与胶质瘤模型建立相关动物脑的CTP正常值数据还没有建立,且CTP对小型动物观测的可重复性也没能得到评价。另外,CT血管成像(CT angiography, CTA)作为显示血管的有效手段,也许能够用于对胶质瘤增生血管的可视化及定量研究。 本课题研究目的是针对正常脑及胶质瘤血供影像学研究领域中存在的一些不足,拟采用64排螺旋CTP探讨正常大鼠脑血流动力学参数,并评价其用于小型实验动物观测结果的精密度和准确性;建立Wistar大鼠C6胶质瘤模型,采用MRI和CTP探讨其生长和血管生成规律,并评价与病理学结果之间的相关性;采用CTA和CTP观测人脑星形细胞肿瘤的血管生成,并与病理学结果进行比较,评价CTA和CTP观测指标用于星形细胞肿瘤分级的敏感性与特异性。 研究方法: 1.健康Wistar大鼠15只,采用64排螺旋CT间隔两天2次行灌注扫描,经两名影像学医师对灌注扫描原始数据各进行2次后处理,获得的CTP参数用于评价正常大鼠脑部不同区域的血流动力学特征,观察内、观察者间的可重复性,以及间隔两天2次检查结果的一致性。 2.成年Wistar大鼠40只,采用立体定向仪进行C6细胞脑内接种,建立大鼠C6脑胶质瘤模型。每次随机抽取10只接种鼠分别对应于5~10d、10~15d、15~20d三个时间段行CTP、MRI及组织病理学检查,观测大鼠C6胶质瘤的生长和血管生成规律,并评价影像学与病理学结果之间的相关性。 3.选择53例脑肿瘤患者行CTP和CTA检查,经手术和病理学证实为星形细胞肿瘤者纳入本研究对象。观测肿瘤区的CTA肿瘤血管含量(TVC)、最大灌注区CTP参数、免疫组化MVD,以及对侧正常脑组织的脑血管含量(CVC)及CTP参数。评价TVC、CTP参数及MVD三者之间的相关性,高、低级别星形细胞肿瘤间各指标的差异,以及TVC与CTP参数对鉴别高、低级别星形细胞肿瘤的敏感性和特异性。 研究结果: 1.正常Wistar大鼠脑部不同区域血流动力学存在较大差异,Wistar大鼠的CBF和CBV值以小脑最高,其次是基底节区和延髓,而大脑皮质较低;MTT值在Wistar大鼠脑部各区域比较接近,均值比较无统计学意义(P0.05)。多排螺旋CT对Wistar大鼠脑所采集的灌注原始数据,在不同观察者间和观察者内测量结果的可重复性高,对同一组研究对象间隔两天2次检查结果的一致性高。 2.C6细胞大鼠脑内接种后,肿瘤体积随时间呈指数规律增长,晚期较大肿瘤的影像学与病理学观测结果之间的差异有显著性意义(P0.01)。大鼠脑内C6细胞接种后5~10d,瘤内即有新生微血管,并随时间而继续增殖,于10~15d达到高峰,并稳定在一较高水平,15~20d肿瘤微血管有所下降。肿瘤组织毛细血管通透性在5~10d内即有明显增高,10d以后继续增高,15d以后增高显著,并在20d内无下降趋势。大鼠C6胶质瘤CBV、CBF与MVD呈显著线性正相关(rCBF=0.730, rCBV=0.917,P均0.01),而PS、MTT值与MVD不具相关性(rPS=0.067, rMTT=0.002,P0.05)。 3.人脑高、低级别星形细胞肿瘤的CBF、CBV、PS、TVC和MVD值均显著高于相对应的正常侧脑组织(P0.01),而MTT值的差异无统计学意义(P0.05)。AA-GBM组的CBF、CBV、PS、TVC及MVD值均显著高于LGA组(P均0.01),而MTT值差异无统计学意义(P0.05)。星形细胞肿瘤CBF、CBV、PS值与其TVC值之间呈等级正相关(rs=0.792, 0.687, 0.666,P均0.01),而MTT与TVC值之间相关性弱(rs=-0.357, P0.05),表明星形细胞肿瘤组织TVC越高,其血流量和血流量就越大,血脑屏障损伤也越重。星形细胞肿瘤CBF、CBV、PS值与MVD呈线性正相关(r=0.819, 0.862,0.776,P0.01),而MTT值与MVD无相关性(r=-0.320, P0.05)。另外,星形细胞肿瘤TVC与MVD值之间也具有显著等级正相关(rs=0.805, P0.01)。 4.CBF、CBV、PS值和TVC值对鉴别高、低级别星形细胞肿瘤的ROC曲线下面积分别是0.914、0.876、0.914、0.928。选择CBF=62.635ml·min~(-1)·100g~(-1),CBV=4.310ml·100g~(-1),PS=5.925ml·min~(-1)·100g~(-1)和TVC=48.295%作为临界点,对鉴别高、低级别星形细胞肿瘤的敏感性均为84.2%,特异性分别是81.8%、81.8%、91.9%和91.9%。而MTT值不能对星形细胞肿瘤进行分级,其ROC曲线下面积仅为0.455 (P0.05)。 研究结论: 1.多排螺旋CTP对Wistar大鼠脑血流动力学观测具有很高的精密度和准确性,完全适于小型动物模型血流动力学及血管生成的研究。正常Wistar大鼠脑部不同区域血流分布存在差异,血流灌注量以小脑最高,其次是基底节区和延髓,而大脑皮质较低。 2.C6细胞大鼠脑内接种后,肿瘤体积随时间呈指数规律增长,晚期肿瘤体积迅速增大和PS值显著增高可能是大鼠病情恶化的主要原因,支持C6细胞接种后大鼠临床症状的发展与肿瘤的生长规律和血脑屏障破坏密切相关。在CTP各种参数中,PS值是反映肿瘤血管性质的较好指标之一,而CBF、CBV是反映肿瘤微血管数量的敏感性指标,这些参数的高低主要决定于肿瘤的类型和恶性程度。因此,综合分析CTP参数也许可以区分不同类型及恶性程度不同的肿瘤。 3.对于大鼠C6胶质瘤模型而言,由于血管生成的上升时期在15d以内,且少数大鼠还可能存在自身免疫活性而导致肿瘤自然消退,因此采用该模型进行治疗研究时,干预时间点和观察时段应考虑其本身血管生成的特点和可能存在的自身免疫活性。 4.CTP从检测微循环的角度来定量评价胶质瘤的血管生成,获得的参数与MVD具有很好的相关性,并对星形细胞肿瘤的分级具有很高的敏感性和特异性,是反映胶质瘤血管生成和恶性程度的重要指标。而TVC与MVD和CTP参数间也具有显著的等级相关,可作为胶质瘤分级和评价新生血管的很好辅助指标。
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R739.4

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