European Radiology：三指数多b值弥散加权成像在恶性胶质瘤风险分层中的应用

胶质瘤是最常见的恶性脑肿瘤，可分为低级别胶质瘤（LGG；WHO II级）和高级别胶质瘤（HGG；WHO III和IV级）。此外，在2016年的WHO脑瘤分类中，鉴于异柠檬酸脱氢酶（IDH）状态在预测胶质瘤进展中的突出作用，现已纳入胶质瘤的分级诊断。较高等级和IDH-1野生型的肿瘤已显示出明显的治疗抗性和较低的生存率。评价胶质瘤的恶性程度，包括组织病理学和分子特征，对神经外科医生在手术前制定个体化手术方案具有重要意义。

扩散加权成像（DWI）可检测肿瘤组织内水分子的运动，由单指数模型得出的表观扩散系数（ADC）值可用来量化水的扩散。双指数非相干运动（IVIM）模型将纯扩散与微血管假性扩散分开，在以前的研究中被广泛用于胶质瘤分级和基因分型。然而，由于双指数模型的重现性不尽人意，而且在反映胶质瘤复杂的微观结构方面过于简单，因此也存在争议。

最近，使用非负最小二乘法（NNLS）的频谱分析建立了三指数多b值DWI模型，可用于确定两个经典扩散成分之外的中间成分。研究表明，与二指数模型相比，三指数模型可以实现更好的拟合并可提供更详细的信息。然而，三指数DWI模型在胶质瘤中的应用还非常有限。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究探讨了由三分量模型得出的中间扩散在评估胶质瘤的恶性程度和IDH-1基因类型方面的价值，并与三分量模型及其他DWI方法进行了比较。

共有60名胶质瘤患者参加了研究。使用三分量扩散模型获得了中间和灌注相关的扩散系数（D_int和D_p）以及严格扩散、中间和灌注相关的扩散分数（F_very-slow、F_int和F_p），并从扩散峰度模型和单指数和双指数模型中获得了参数。所有参数在不同的肿瘤等级和IDH-1基因类型之间进行了比较，并进行了诊断性能和逻辑回归分析。 

高等级胶质瘤（HGG）的F_int、F_very-slow和D_p值明显高于低等级胶质瘤（LGG），但F_p和D_int值明显低于低等级胶质瘤，F_int和F_p在II、III和IV级胶质瘤中差异明显（所有P<0.05）。F_int在区分LGG和HGGs方面达到了最高的AUC，即0.872。Logistic回归分析显示，在每个模型中，Fint、扩散系数（D）、表观扩散系数（ADC）、平均扩散率（MD）和平均峰度（MK）都与胶质瘤分级有关。经过多元回归分析，F_int仍然是唯一的区分因素。此外，F_int和F_p在IDH-1突变型和IDH-1野生型胶质瘤之间显示出明显的差异（分别为P = 0.007和0.01）。 

图 F_int和F_p在区分异柠檬酸脱氢酶1（IDH-1）突变型和野生型胶质瘤的ROC曲线。中间扩散部分（F_int）和与灌注有关的扩散部分（F_p）是由三成分扩散模型得出的

研究表明，三指数多b值DWI模型分为严格的有限扩散、中间扩散和灌注相关扩散。这个新的模型产生了一种十分具有临床价值、非侵入性的方法来评估胶质瘤的恶性程度和IDH-1基因类型，并比其他扩散模型揭示了更多胶质瘤的内在微结构和生理信息。
原文出处：

Mengqiu Cao,Xiaoqing Wang,Fang Liu,et al.A three-component multi-b-value diffusion-weighted imaging might be a useful biomarker for detecting microstructural features in gliomas with differences in malignancy and IDH-1 mutation status.DOI:10.1007/s00330-022-09212-5