نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

2 استاد گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

3 دانشیار گروه رادیولوژی، بخش تصویربرداری بیمارستان امام خمینی تهران، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

4 دانشیار گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

5 دانشیار گروه جراحی مغز و اعصاب بیمارستان امام خمینی تهران، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

6 کارشناس رادیولوژی، بخش تصویربرداری بیمارستان امام خمینی تهران، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

7 کارشناس رادیولوژی، بخش تصویربرداری بیمارستان ولایت قزوین، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین

10.22041/ijbme.2014.13026

چکیده

درین تحقیق، برای ارزیابی دقیق نوع تومور مغزی گلیوما، اختصاصی بودن روش­های دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با دستگاه 3 تسلا مورد بررسی قرار گرفته­است. تعداد 10 بیمار با درجه­های متفاوت تومور مغزی گلیوما (4 بیمار با تومور درجه­ی بالا، شامل گلیوبلاستوم مولتی فرم و آناپلاستیک آستروسیتوما و 6 بیمار با تومور درجه­ی پایین، شامل آستروسیتوما، اولیگودندرو گلیوما و فیبریلاری) بین سن­های 15 تا 65 سال انتخاب شد و با دستگاه 3 تسلا تحت تصویربرداری دیفیوژن (با روش اسپین اکو) و پرفیوژن (با روش گرادیان اکو) ارزیابی شد. آسیب­ها توسّط اندازه­گیری مقادیر حجم نسبی خون مغزی و ضریب دیفیوژن ظاهری تحت برنامه­ی استاندارد در مرکز و ناحیه­ی ادم تومور انجام شد. در روش تصویربرداری پرفیوژن برای بیماران با تومور مغزی با درجه­ی بالا، میانگین مقادیرrCBVmax  برای مرکز توموروپری تومورال به ترتیب نتایج (92/0±47/3)، (49/0±37/2) و برای بیماران با تومور مغزی با درجه­ی پایین، (68/0±66/1)، (39/0±15/1) حاصل شد. بیش­ترین مقدار حجم نسبی خون مغزی در تومور گلیوبلاستوم مولتی فرم گزارش شد. در روش تصویربرداری دیفیوژن در تومورهای با درجه­ی بالا، مقادیر میانگین ضریب دیفیوژن ظاهری در مرکز و پری­تومورال به ترتیب نتایج (07/0±53/0)، (18/0±91/0) و در تومور با درجه­ی پایین، (27/0±24/1)، (33/0±007/1) حاصل شد. هم­چنین کم­ترین مقدار ADC و بیش­ترین مقدار rCBVmax در ناحیه­ی مرکز تومور با درجه­ی بالا به دست آمد و در روش دیفیوژن مقادیر ضریب دیفیوژن ظاهری در ناحیه پری­تومورال نسبت به ماده­ی سفید طرف مقابل کاهش یافت. نتایج نشان می­دهد که دو تکنیک به کار رفته درین تحقیق، می­تواند به عنوان روشی غیرتهاجمی و قابل دست­رس، اطلاعات با ارزشی را از نوع تومور، اندازه­ی تومور و میزان آسیب تومور به بافت­های مجاور فراهم کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Assessment of Core and Peritumoral Areas of Glioma Brain Tumors Using Diffusion and Perfusion Imaging

نویسندگان [English]

  • Leila Azimi 1
  • Nader Riahi Alam 2
  • Kavoos Firuozniya 3
  • Hamid Reza Saligheh Rad 4
  • Mojtaba Miri 5
  • Manizheh Pakravan 6
  • Anamollah Shahmohammadi 7

1 M.Sc Student, Medical Physics and Biomedical Engineering Department, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

2 Professor, Medical Physics and Biomedical Engineering Department, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

3 Assistant professor, Imaging Research Department Imam Khomeini Hospital, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

4 Assistant professor, Medical Physics and Biomedical Engineering Department, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

5 Assistant professor, Neurosurgery Department, Imam Khomeini Hospital, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

6 B.Sc, Imaging Research Department Imam Khomeini Hospital, Tehran University of Medical Sciences, Tehran

7 B.Sc, Radiology Department, Velayat Hospital, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin

چکیده [English]

Gliomas are the most common primary neoplasm of the brain, varying histologically from low grade to high-grade. Perfusion-weighted MRI techniques have permitted the creation of cerebral blood volume (CBV) value, leading to the qualitative and quantitative assessment of tumor vascularity. This research aimed at assessing the rCBV and the ADC values in core and peritumoral areas glioma brain tumors and determining of significance rCBV of values i Alpha I In evaluating brain tumor. Ten patients with non-enhancing supratentorial gliomas were evaluated by diffusion weighted imaging (DWI) and standard dynamic susceptibility contrast-enhanced gradient echo during first pass of a bolus injection of contrast material before surgical resection. Six low-grade gliomas (WHO Grade II) and 4 high-grade gliomas (III, IV) were evaluated. Alpha Both the apparent diffusion coefficient (ADC) and relative cerebral blood volume (rCBV) values were calculated by a standard program on the solid portion of the tumor in the peritumoural area as well as contra lateral white matter. In perfusion, mean rCBVmax in high-grade and low-grade tumors were obtained (3.47±0.92), (2.37±0.49)-(1.66±0.68), (1.15±0.39) for core and peritumoral regions, respectively.  In diffusion method, mean ADC in high-grade and low grade tumors were (0.53±0.07), (0.91±0.18)-(1.24±0.27), (1.007±0.33) for core and peritumoral regions, respectively. It was concluded that the values rCBVs ​​are important in determining the grade of tumor and we propose that perfusion weighted imaging be done for all patients before surgery.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Glioma
  • Diffusion Weighted Imaging
  • Perfusion Weighted Imaging
  • apparent diffusion coefficient

[1]     Di A. Costanzo, S. Pollico, G.M. Trogsi, et al. “Role of perfusion–weighted imaging at 3 tesla in the assessment of malignancy of cerebral glioma” Raidal Med. 2008; 113:134-143.

[2]     J. Rees, “Advances in magnetic resonance imaging of brain tumours” Curr Opin Neurol. 2003; 16: 643–650.

[3]     F. Mihara, Y. Numaguchi, M. Rothman, et al. “Non-enhancing supratentorial malignant astrocytomas: MR features and possible mechanisms” Radial Med. 1995; 13: 7–11.

[4]     N. Bulakbashi, M. Kocaoglo, A. Farzaliyev, et al. “Assessment of Diagnostic Accuracy of Perfusion MR Imaging in Primary and Metastatic Solitary Malignant Brain Tumors” AJNR, 2005; 26: 2187-2199.

[5]     S. Semturk, K. Karli, O. Asyenar, et al. “Dynamic contrast-enhanced susceptibility weighted perfusion imaging of intracranial tumors” Diagn inter radiol. 2009; 15: 3-12.

[6]     T. W. Stadnik, C. Chaskis, A. Michotte, et al. “Diffusion-weighted MR imaging of intracerebral masses: comparison with conventional MR imaging and histologic findings” AJNR 2001; 22: 969–976.

[7]     K. Kono, Y. Inoue, K. Nakayam, et al. “The role of diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors” AJNR 2001; 22: 1081–1088.

[8]     M. Castillo, J. K. Smith, L. Kwock, et al. “Apparent diffusion coefficients in the evaluation of high-grade cerebral gliomas” AJNR 2001; 22: 60–64.

[9]     E. T. Wong, E. F. Jackson, K. R. Hess, et al. “Correlation between dynamic MRI and outcome in patients with malignant gliomas” Neurology 1998; 50: 777–781.

[10] J. C. Wong, J. M. Provenzale, J. R. Petrella, “Perfusion MR imaging of brain neoplasms” AJR 2000; 174: 1147–1157.

[11] S. Cha, E. A. Knopp, G. Johnson, et al. “Intracranial mass lesions: dynamic contrast-enhanced susceptibility-weighted echo-planar perfusion MR imaging” Radiology 2002; 223: 11–29.

[12] N. Bulakbasi, M. Kocaoglu, F. Ors, et al. “Combination of single-voxel proton MR spectroscopy and apparent diffusion coefficient calculation in the evaluation of common brain tumors” AJNR 2003; 24: 225–233.

[13] T. Sugahara, Y. Korogi, M. Kochi, et al. “Correlation of MR imaging-determined cerebral blood volume maps with histologic and angiographic determination of vascularity in gliomas” AJR 1998; 171: 1479–1486.

[14] J. H. Shin, H. K. Lee, B. D. Kwun, et al. “Using cerebral blood flow and volume to evaluate the histopathologic grade of cerebral glioma: preliminary results” AJR 2002; 179: 783–789.

[15] C. Preul, B. Kuhn, E. W. Lang, et al. “Differentiation of cerebral tumors using multi-section echo planar MR perfusion imaging” EJR 2003; 48: 244–251.

[16] S. Lu, D. Ahn, G. Johnson, et al. “Peritumoral diffusion tensor imaging of high-grade gliomas and metastatic brain tumors” AJNR 2003; 24: 937-941.

[17] Y. M. Tang, S. Ngai, S. Stuckey, “The solitary enhancing cerebral lesion: can FLAIR aid the differentiation between glioma and metastasis?” AJNR 2006; 27: 609-611

[18] N. Rollin, J. Guyotat, N. Streichenberger, et al. “Clinical relevance of diffusion and perfusion magnetic resonance imaging in assessing intra-axial brain tumors” Neuroradiology 2006; 48: 150-159.

[19] S. Higano, X. Yun, T. Kumabe, et al. “Malignant astrocytic tumors: clinical importance of apparent diffusion coefficient in prediction of grade and prognosis” Radiology 2006; 241: 839-846.

[20] R. Murakami, T. Sugahara, H. Nakamura, et al. “Malignant supratentorial astrocytoma treated with postoperative radiation therapy: prognostic value of pretreatment quantitative diffusion-weighted MR imaging” Radiology 2007; 243: 493-499.

[21] E. J. Lee, K. Brugge, D. Mikulis, “Diagnostic Value of Peritumoral Minimum Apparent Diffusion Coefficient for Differentiation of Glioblastoma Multiforme From Solitary Metastatic Lesions” AJR 2011; 196: 71-76.

[22] T. Sugahara, Y. Korogi, et al. “Usefulness of diffusion-weighted MRI with echo-planar technique in the evaluation of cellularity in gliomas” J. Magn Reson Imaging 1999; 9 (1): 53–60.

[23] M. Muti, I. Aprile, M. Principi, et al. “Study on the variations of the apparent diffusion coefficient in areas of solid tumor in high grade gliomas” Magn Reson Imaging 2001; 20: 635–641.

[24] S. H. Park, K. H. Chang, I. C. Song, et al. “Diffusion-weighted MRI in cystic or necrotic intracranial lesions” Neuroradiology 2000; 42: 716–721.

[25] I. Catalaa, R. Henry, W. P. Dillon, “Perfusion, diffusion and spectroscopy values in newly diagnosed cerebral gliomas” NMR in Biomedicine 2006; 19: 463–475.

[26] D. Yang, Y. Korogi, T. Sugahara, et al. “Cerebral gliomas:prospective comparison of multivoxel 2D chemical-shift imaging proton MR spectroscopy, echoplanar perfusion and diffusion-weighted MRI” Neuroradiology 2002; 44: 656–666.