使用合成 MRI 进行定量弛豫测量可能比 T2-FLAIR 错配征更好地区分 IDH 突变型胶质瘤：一项初步研究

科学报告|(2022) 12:9197| https://doi.org/10.1038/s41598-022-13036-01 打开定量弛豫测量法合成 MRI 可能优于 T2-FLAIR 失配征IDH突变型胶质瘤的分化：一项初步研究菊地和文1、远高修2, Koji Yamashita3, Daiichi Momosaka1, Yoshitomo Kikuchi1, Daisuke Kuga4, Nobuhiro Hata4, Masahiro Mizoguchi4, Hidetaka Yamamoto5, Toru Iwaki6, Akio Hiwatashi1 & Kousei Ishigami1本研究旨在确定使用合成磁共振成像 (SyMRI) 的定量弛豫测量法是否可以区分两个具有异柠檬酸脱氢酶 (IDH) 突变肿瘤的弥漫性胶质瘤组，与定性 T2 流体衰减反转恢复 (FLAIR) 相比，实现更高的灵敏度) 不匹配符号。 2019 年 5 月至 2020 年 5 月，13 名 IDH 突变型弥漫性胶质瘤患者，其中 7 名星形细胞瘤和 6 名对少突胶质细胞瘤进行了评估。五位神经放射科医生独立评估了定性 T2-FLAIR 不匹配征的存在。使用 Fleiss kappa 系数计算存在 T2-FLAIR 不匹配符号的评估者间一致性。在胶质瘤中测量 SyMRI 参数（T1 和 T2 弛豫时间和质子密度）并通过 Mann-Whitney U 检验进行比较。接受者操作特征曲线分析用于评估诊断性能。定性 T2-FLAIR 不匹配征的敏感性、特异性和 kappa 系数分别为 57.1%、100% 和 0.60。使用 T2 弛豫时间参数的截止值 178 ms 可以区分这两种类型的弥漫性神经胶质瘤，具有 100% 的敏感性、特异性、准确性以及阳性和阴性预测值，曲线下面积 (AUC) 为 1.00。使用 SyMRI 的定量松弛测量法可以区分星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤，与定性 T2-FLAIR 错配征相比，实现了更高的灵敏度和客观性。异柠檬酸脱氢酶 (IDH) 酶在胶质瘤的肿瘤发生中起关键作用。 IDH 突变，包括 IDH1 和 IDH2 突变，最初在胶质母细胞瘤中发现1.先前的一项研究表明，IDH 突变更常见于弥漫性低级别胶质瘤，包括星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤2.在低级别胶质瘤中，IDH 突变是肿瘤发展的早期事件，与继发性胶质母细胞瘤的恶性转化有关3. IDH-突变型星形细胞瘤和IDH-突变型和1p/19q-codeleted（1号染色体短臂和19号染色体长臂缺失）少突胶质细胞瘤被归类为弥漫性胶质瘤4.这两种类型的胶质瘤具有相同的 IDH 突变状态；然而，他们的预测各不相同5. IDH 突变体和 1p/19q 编码少突胶质细胞瘤与更好的预后相关6并且对化疗或放疗的反应比 IDH 突变星形细胞瘤更好7.因此，鉴别诊断对于患者管理至关重要。1日本福冈九州大学医学科学研究科临床放射学系。 2九州大学医学科学研究科分子成像与诊断系，日本福冈市东区 3-1-1 Maidashi 812-8582。 3国立医院组织，九州医疗中心，日本福冈。 4日本福冈九州大学医学研究生院神经外科。 5日本福冈九州大学医学研究生院解剖病理学系。 6日本福冈九州大学医学研究生院神经病理学系。电子邮件：togao.osamu.595@m.kyushu-u.ac.jp 科学报告|(2022) 12:9197 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13036-02范围星形细胞瘤，IDH突变少突胶质细胞瘤，IDH 突变体和 1p/19q 编码缺失所有神经胶质瘤一个p价值患者人数7613...中位年龄（岁）41 (29–49)[33.8, 45.8]48 (37–63)[39.8, 58.4]43 (29–63)[36.8, 51.2]0.07性别 (M/W)3/43/36/70.79世卫组织等级（II/III/IV）4/1/24/2/08/3/20.32肿瘤大小（毫米2)808 (356–2379)[493, 1746]1477 (366–4640)[911, 2482]1380 (356–4640)[510, 1755]0.27位置 (F/P/I)4/1/25/0/19/1/30.50增强 (/−)1/62/43/100.42钙化 ( /−)0/71/51/120.26囊性成分 ( /−)2/52/44/90.85出血 ( /−)2/52/44/90.85T2-FLAIR 不匹配符号 ( /−)4/30/64/90.03表格1。患者人口统计和特征。括号中的数据是范围，括号中的数据是四分位距。 1p/19q-codeleted = 1 号染色体短臂和 19 号染色体长臂缺失，F = 额叶，I = 岛叶，FLAIR = 流体衰减反转恢复，IDH = 异柠檬酸脱氢酶，M = 男性，P = 顶叶叶，W = 女性，WHO = 世界卫生组织。一个卡方检验。在这些弥漫性胶质瘤的鉴别诊断中，所谓的“T2 流体衰减反转恢复 (FLAIR) 错配征”被报道为 IDH 突变星形细胞瘤的特异性成像标志物5.这个简单的视觉标志具有 100% 的特异性；但是，它的灵敏度较低（12-51%）5并且被认为是主观的，因为它的诊断是基于它在成像评估中的表现。我们假设与定性 T2-FLAIR 不匹配标志相比，定量弛豫测量法将显示出更高的灵敏度和客观性。合成 MRI (SyMRI) 可以在临床扫描期间直接评估 T1 和 T2 弛豫时间和质子密度 (PD) 值，因此被考虑用于定量弛豫测量9.据我们所知，没有研究定量评估松弛测量法对 IDH 突变低级别胶质瘤患者的诊断准确性。因此，本研究的目的是确定使用 SyMRI 的定量弛豫测量是否可以区分这些弥漫性神经胶质瘤，与定性 T2-FLAIR 不匹配标志相比，实现更高的灵敏度。结果患者人口统计和特征。本研究共纳入 13 名患者（中位年龄 43 岁；四分位距，36.8-51.2 岁；6 名男性和 7 名女性患者）。有 7 例 IDH 突变型星形细胞瘤患者（范围，中位年龄：29-49 岁，41 岁；3 男 4 女），6 例 IDH 突变型和 1p/19q 共缺失少突胶质细胞瘤患者（37-63 岁，中位年龄： 48 岁；三男三女）。患者人口统计学和特征的概述见表 1，患者选择过程如图 1 所示。两个肿瘤组之间的 T2-FLAIR 不匹配标志存在显着差异（p = 0.02）。患者的人口统计学和病理诊断，基于 2016 年世界卫生组织 (WHO) 分类4，如下：7 例星形细胞瘤患者，其中 4 例弥漫性星形细胞瘤（WHO II 级；年龄，33-44 岁；2 男 2 女），1 例间变性星形细胞瘤（WHO III 级；年龄，29 岁；1 名男性） )，2 名胶质母细胞瘤（WHO IV 级；年龄，45 和 49 岁；2 名女性）和 6 名少突胶质细胞瘤患者，其中 4 名患有少突胶质细胞瘤（WHO II 级；年龄，40-63 岁；2 名男性和 2 名女性）和两名患有间变性少突胶质细胞瘤（WHO III 级；年龄，37 和 43 岁；一名男性和一名女性）。所有患者均经基因证实患有 IDH 突变型肿瘤。包括术后复发的患者（三个星形细胞瘤和两个少突胶质细胞瘤），并在第二次手术期间获得的病理标本中证实了复发。定性评价。表 2 显示了五位神经放射科医生的定性结果。平均敏感性、特异性、准确性、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）分别为57.1%、100%、76.9%、100%和67.0%。观察到中等的评价者一致性（kappa 值 = 0.60）。定量评价。图 2 和补充表 S1 显示了肿瘤感兴趣区域 (ROI) 中所有像素的每个参数的直方图。相对于少突胶质细胞瘤，星形细胞瘤的 T1 和 T2 弛豫时间和 PD 均表现出轻微的右移。星形细胞瘤的 T1 和 T2 弛豫时间和 PD 大于少突胶质细胞瘤（平均值 ± 标准差，p 值：2047 ± 454 vs. 1290 ± 274 ms，T1 弛豫时间 p < 0.0001；254 ± 124 vs. 109 ± 16 ms，T2 弛豫时间 p < 0.0001；89.4 ± 5.3 与 80.0 ± 4.4%，PD 分别为 p = 0.01）。 T1 和 T2 弛豫时间和 PD 的第 10-90 个百分位数也存在显着差异（均 p < 0.05）。表 3 显示了区分两个胶质瘤组的诊断性能；每个参数最有用的值显示在 科学报告|(2022) 12:9197 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13036-03图1。患者选择流程图。读者 1阅读器 2读者 3读者 4读者 5平均灵敏度 （％）57.1 (4/7)[18.4, 90.1]42.9 (3/7)[9.9, 81.6]57.1 (4/7)[18.4, 90.1]57.1 (4/7)[18.4, 90.1]71.4 (5/7)[29.0, 96.3]57.1特异性 (%)100.0 (6/6)[54.1, 100]100.0 (6/6)[54.1, 100]100.0 (6/6)[54.1, 100]100.0 (6/6)[54.1, 100]100.0 (6/6)[54.1, 100]100.0准确性 （％）76.9[46.2, 95.0]69.2[38.6, 90.9]76.9[46.2, 95.0]76.9[46.2, 95.0]84.6[54.6, 98.1]76.99%)100.0[不适用]100.0[不适用]100.0[不适用]100.0[不适用]100.0[不适用]100.0净现值 (%)66.7[46.0, 82.5]60.0[44.1, 74.0]66.7[46.0, 82.5]66.7[46.0, 82.5]75.0[48.2, 90.6]67.0表 2。基于 5 位放射科医师的 T2-FLAIR 不匹配征的定性评估。 NPV阴性预测值，PPV阳性预测值。括号中的数据是分子/分母；括号中的数据是 95% 的置信区间。图 2。IDH 突变星形细胞瘤与 IDH 突变和 1p/19q 共缺失少突胶质细胞瘤之间的 T1 和 T2 弛豫时间和质子密度 (PD) 直方图。星形细胞瘤中的所有参数（T1 和 T2 弛豫时间和 PD）相对于少突胶质细胞瘤中的参数都表现出轻微的右移（''）。 科学报告|(2022) 12:9197 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13036-04参数灵敏度 （％）特异性 (%)准确性 （％）PPV (%)净现值 (%)隔断曲线下面积T1（毫秒）第 50 个百分位100.0 (7/7)[59.0, 100.0]83.3 (5/6)[35.9, 99.6]92.3[64.0, 99.8]87.5[53.9, 97.7]100.0[不适用]13320.95第 90 个百分位85.7 (6/7)[42.1, 99.6]100.0 (6/6)[54.1, 100.0]92.3[64.0, 99.8]100.0[不适用]85.7[49.4, 97.4]22900.95意思是100.0 (7/7)[59.0, 100.0]83.3 (5/6)[35.9, 99.6]92.3[64.0, 99.8]87.5[53.9, 97.7]100.0[不适用]14070.95T2 (毫秒)第 10 个百分位100.0 (7/7)[59.0, 100.0]100.0 (6/6)[54.1, 100.0]100.0[75.3, 100.0]100.0[不适用]100.0[不适用]1001.00第 50 个百分位100.0 (7/7)[59.0, 100.0]100.0 (6/6)[54.1, 100.0]100.0[75.3, 100.0]100.0[不适用]100