Đề tài này được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu giá trị CHTP và CHTKT trong chẩn đoán độ mô học u sao bào trước phẫu thuật. Nghiên cứu tiền cứu, khảo sát CHTP và CHTKT trước phẫu thuật ở 102 bệnh nhân tại bệnh viện Chợ Rẫy, trong thời gian 1/2009-7/2010.
Trang 1GIÁ TRỊ KỸ THUẬT CỘNG HƯỞNG TỪ PHỔ VÀ CỘNG HƯỞNG TỪ
KHUẾCH TÁN TRONG PHÂN ĐỘ MÔ HỌC U SAO BÀO
TRƯỚC PHẪU THUẬT
Lê Văn Phước*
TÓM TẮT
Mục tiêu: Nghiên cứu giá trị CHTP và CHTKT trong chẩn đoán độ mô học u sao bào trước phẫu thuật Phương pháp: Nghiên cứu tiền cứu, khảo sát CHTP và CHTKT trước phẫu thuật ở 102 bệnh nhân tại bệnh
viện Chợ Rẫy, trong thời gian1/2009-7/2010, có kết quả giải phẫu bệnh là u sao bào Đánh giá liên quan độ mô học u sao bào với nồng độ các chất chuyển hóa Cho, Cr, NAA, tỉ Cho/NAA, Cho/Cr, NAA/Cr, cũng như giá trị ADC
Kết quả: Tuổi trung bình nhómonghiên cứu là 38,1 tuổi Tỉ lệ nam: nữ là 1,4 Đặc điểm CHTP của u sao
bào: tăng Cho; giảm NAA, Cr; tăng tỉ Cho/NAA, Cho/Cr; giảm NAA/Cr Tỉ Cho/NAA, NAA/Cr khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa 4 độ mô học (p<0,001) và giữa nhóm độ ác thấp và cao (p<0,000) Tỉ Cho/NAA có giá trị trong dự báo độ mô học của u sao bào Trong dự báo u sao bào độ ác cao, với điểm cắt Cho/NAA là 2,16, CHTP
có sens: 85,7%, spec: 71,8%, PPV: 75%, NPV: 67,6%, AUC: 84,5% Giá trị trung bình ADC ở u sao bào độ I là 1,045x10 -3 mm 2 s -1 , độ II:1,075x10 -3 mm 2 s -1 , độ III: 0,800x10 -3 mm 2 s -1 và độ IV: 0,651x10 -3 mm 2 s -1 ; nhóm độ mô học thấp: 1,076x10 -3 mm 2 s -1 và độ mô học cao: 0,768x10 -3 mm 2 s -1 Khác biệt giữa các nhóm có ý nghĩa thống kê (p=0.000) Với điểm cắt ADC là 0,978x10 -3 mm 2 sec -1 , CHTKT có thể phân biệt nhóm độ mô học thấp và cao với sens: 56,5%, spec: 91,1%, PPV: 83,8%, NPV: 71,8% và AUC: 78,9%
Kết luận: CHTP và CHTKT là các kỹ thuật có giá trị trong dự báo độ mô học của u sao bào trước phẫu
thuật
Từ khóa: Cộng hưởng từ phổ, cộng hưởng từ khuếch tán, hệ số khuếch tán biểu kiến, u sao bào, độ mô học
ABSTRACT
VALUE OF MR SPECTROSCOPY AND DIFFUSION IN THE PREOPERATIVE GRADING OF
ASTROCYTOMAS
Le Van Phuoc * Y Hoc TP Ho Chi Minh * Vol 15 - Supplement of No 4 - 2011: 520 - 526
Objectives: The purpose of this study was to determine the value of MRS and DWI in preoperative
predicting the histological grade of astrocytomas
Methods: Prospective study with 102 patients in Choray Hospital, in 1/2009-7/2010, with histological
verified astrocytomas MRS, DWI were preoperatively performed to studying the relationship between concentration of metabolic, ADC value and grade of astrocytomas
Results: The mean age #38.1ys M: F ratio=1.4 MRS of astrocytomas shows increased Cho, Cho/NAA,
Cho/Cr; decreased NAA, Cr, NAA/Cr, Cho/NAA, Cho/NAA and NAA/Cr has significant difference in 4 grade and between low and high grade group (p<0.000).Cho/NAA has a value in predicting the degree of malignancy
in astrocytomas With a threshold of Cho/NAA of 2.16, MRS has sens, spec, PPV, NVP, AUC of 85.7%, 71.8%, 75%, 67.6%, 84.5% respectively The mean ADC of grade I: 1.25±0.29x10 -3 mm 2 s -1 , grade II: 1.10±0.28x10
-3 mm 2 s -1 , grade III: 0.68x10 -3 mm 2 s -1 and grade IV: 0.67±0.17x10 -3 mm 2 s -1 ; the mean ADC of low grade is
* Khoa Chẩn Đoán Hình Ảnh, BV Chợ Rẫy
Trang 21.076x10 -3 mm 2 s -1 and high grade is 0.768x10 -3 mm 2 s -1 It has significant difference in 4 grade and between low
and high grade (p=0.000) With a threshold of ADC value of 0.978x10 -3 mm 2 s -1 below which tumors were
classified as low-grade astrocytomas with a sens, spec, PPV, NVP, AUC of 56.5%, 91.2%, 83.8%, 71.8%, 78.9%
respectively
Conclusion: The MR spectroscopy and diffusion are valuable techniques for preoperatively predicting
histological grade of astrocytomas
Key words: Diffusion MRI, MR spectroscopy, apparent diffusion coefficient (ADC), astrocytomas,
histological grade
ĐẶT VẤN ĐỀ
U sao bào là loại u não thường gặp trên lâm
sàng Chẩn đoán độ mô học của u trước phẫu
thuật là vấn đề quan trọng, liên quan đến chọn
lựa phương pháp điều trị, tiên lượng CHT phổ
(CHTP) và CHT khuếch tán (CHTKT) là các kỹ
thuật mới của CHT cung cấp thông tin chuyển
hóa, mật độ tế bào giúp chẩn đoán độ mô học u
sao bào Mục đích đề tài nhằm nghiên cứu giá trị
CHTP và CHTKT trong phân độ mô học của u
sao bào trước phẫu thuật
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nghiên cứu tiền cứu, mô tả với mẫu là 102
bệnh nhân nhập viện tại bệnh viện Chợ Rẫy, từ
1/2009-7/2010, được phẫu thuật hoặc sinh thiết,
có kết quả giải phẫu bệnh là u sao bào Khảo sát
CHTP, CHTKT được thực hiện trước phẫu
thuật, trên máy Avanto 1.5 Tesla, hãng Siemens
Các bệnh nhân được khảo sát CHT thông
thường với các chuỗi xung T1W, T2W, T1W+Gd
Trước bơm Gd, bệnh nhân được khảo sát CHTP,
CHTKT CHP đánh giá qua nồng độ và các tỉ số
chất chuyển hóa: Cho, NAA, Cr, Cho/NAA,
Cho/Cr, NAA/Cr CHTKT được khảo sát trên
mặt cắt ngang với 3 hướng vuông góc nhau, ở 3
giá trị b= 0, 500 và 1000 ADC được đo ở vị trí có
giá trị thấp nhất Sử dụng phép kiểm thống kê
so sánh giá trị trung bình mẫu, dùng phần mềm
SPSS để xử lý số liệu
KẾT QUẢ
Đặc điểm mẫu
Tổng số 102 trường hợp u sao bào Tuổi
=1,4 Kích thước u trung bình # 5,2 cm U gặp nhiều ở bán cầu đại não; vùng trán và thái dương là vị trí thường gặp nhất (Biểu đồ 2) Về
độ mô học, tần suất u sao bào độ I: 6,8%, độ II:
39,2%, độ III: 42,2% và độ IV: 11,8%
PHANTUOI
PHANTUOI
8 7 6 5 4 3 2 1
30
20
10
0
Biểu đồ 1: Phân bố u theo độ tuổi Bảng 1: Phân bố u theo vị trí
Trán 47 Thái dương 35 Đính 16 Chẩm 8
CHT phổ
Trong nghiên cứu, khảo sát nồng độ các chất chuyển hóa ở u cho thấy có sự tăng Cho; giảm NAA, Cr; tăng tỉ số Cho/NAA; giảm tỉ số Cho/Cr; NAA/Cr ở vùng u so với vùng đối bên
NAA giữa các độ mô học không ý nghĩa thống
kê, tuy nhiên, giữa nhóm độ ác thấp và cao có ý
Trang 3độ mô học và giữa nhóm độ ác thấp và cao có ý
nghĩa thống kê (p<0,001) (Bảng 2-4)
Bảng 2: Nồng độ trung bình và tỉ các chất chuyển
hóa
Cho/NAA 3,97+/-4,1
Cho/Cr 3,28+/-8,6
NAA/Cr 1,27+/-3,3
Bảng 3: Nồng độ trung bình và tỉ số các chất chuyển
hóa xếp theo độ mô học
Giá trị trung bình
Độ
mô
I 1,47±0,4 0,86±0,4 0,88±0,5 1,71±0,4 1,80±0,4 1,06±0,1
II 1,54±1,2 0,62±0,4 1,79±0,5 2,06±1,1 2,36±1,9 1,34±1,2
III 1,96±1,4 0,35±0,1 0,85±0,7 5,08±4,1 2,64±13,0 1,47±5,0
IV 1,69±0,8 0,24±0,1 0,92±0,8 7,38±7,1 2,36±1,2 0,53±0,3
p 0,000 0,091 0,001 0,000 0,911 0,001
Bảng 4: Nồng độ trung bình và tỉ số các chất chuyển
hóa xếp theo nhóm độ mô học thấp và cao
Độ
mô
học
Thấp 1,5±1,1 0,66±0.4 0,81±0.5 2.00±1.0 2,27±1.8 1,30±1,1
Cao 1,9±1,3 0,34±0.2 0,86±0,7 5,54±4,9 2,08±11,5 1,25±4,3
0,205 0,000 0,581 0,000 0,559 0,000
11 37
34 6
N =
GRADE
4 3
2 1
30
20
10
0
-10
19
34
52
Biểu đồ 2: Giá trị trung bình tỉ Cho/NAA giữa 4
độ mô học
49 39
N =
PHANGRAD
3,4 1,2
30
20
10
0
-10
34 28 19
52
Biểu đồ 3: Giá trị trung bình tỉ Cho/NAA giữa 2
nhóm độ ác mô học thấp và cao
Trên đường cong ROC, trong dự báo u sao bào độ ác cao, với điểm cắt Cho/NAA là 2,16, CHTP có sens: 85,7%, spec: 71,8%, PPV: 75%, NPV: 67,6% và AUC: 84,5% (Biểu đồ 5)
ROC Curve
1 - Specificity
1.00 75
.50 25 0.00
1.00
.75
.50
.25
0.00
Biểu đồ 4: Đường cong ROC của Cho/NAA trong
dự báo độ mô học của u sao bào
CHT khuếch tán
Giá trị trung bình ADC vùng u: 0,907x10
-3.mm2.s-1, phù quanh u: 1,370x10-3.mm2.s-1 và vùng đối bên: 0,734x10-3.mm2 s-1 Khác biệt ADC giữa vùng u và đối bên có ý nghĩa thống kê (p=0,000)
Có tương quan nghịch giữa độ mô học và giá trị ADC, u độ mô học càng cao có ADC càng thấp Khác biệt ADC giữa các nhóm và độ mô học có ý nghĩa thống kê (p=0,000) (Bảng 5, biểu
đồ 5,6)
Trang 4Bảng 5: Giá trị ADC vùng u theo độ và nhóm mô
học
Độ mô
học
1,045±
201
1,075±3
69
0,800±
192
0,651±
157
1,076±
349
0,768±
129
Giá trị
ADC
-3
p=0,000
12 43 40 7
N =
GRADE
4 3 2 1
3000
2000
1000
0
85
35 33
Biểu đồ 5: Giá trị trung bình ADC theo độ mô học
56 46
N =
PHANGRAD
3,4 1,2
3000
2000
1000
0
33
Biểu đồ 6: Giá trị trung bình ADC theo nhóm độ
mô học thấp và cao
Khác biệt giá trị ADC ở vùng phù quanh u
giữa các độ và nhóm mô học không có ý nghĩa
thống kê (p>0,05) (Bảng 5)
Bảng 6: Giá trị ADC vùng phù quanh u theo độ và
nhóm mô học
Độ mô
học
1,421±
110 1,371±272 1,368±302 1,341±362 1,375±256 1,366±311
Giá trị
ADC
-3
p=0,870 p=0,965
Với điểm cắt ADC là 978,5x10-3 mm2.sec-1 có
độ nhạy 56,5%, độ chuyên 91,12%, PPV 83,87%, NPV 71,83%, AUC: 78,9% (Biểu đồ 8)
ROC Curve
Diagonal segments are produced by ties.
1 - Specificity
1.00 75 50 25 0.00
1.00
.75
.50
.25
0.00
Biểu đồ 7: Đường cong ROC giá trị ADC phân
biệt giữa nhóm mô học thấp và cao
BÀN LUẬN
Nghiên cứu của A.Stadbaur, với 26 trường hợp u sao bào độ II và III, cho thấy có tăng Cho
và giảm NAA ở vùng u so với vùng đối bên; khác biệt có ý nghĩa thống kê Nghiên cứu của Hsu, với 27 trường hợp u sao bào độ II, III và IV, cho thấy khác biệt có ý nghĩa của giảm NAA/Cr, tăng Cho/Cr, Cho/NAA ở vùng u so với vùng đối bên; chỉ có tăng Cho/NAA, NAA/Cr có ý nghĩa thống kê(7) Nghiên cứu Aragao kết luận
sự tăng Cho/NAA có khuynh hướng tăng theo chiều tăng của độ ác tính và có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm độ I-II và độ III-IV(3) Nghiên cứu chúng tôi phù hợp với A.Stadbaur, Hsu về sự tăng Cho, Cho/NAA, Cho/Cr; giảm NAA, Cr, NAA/Cr trong vùng u Nghiên cứu chúng tôi cũng tương tự nhận xét Aragao về tương quan thuận giữa tỉ Cho/NAA và độ mô học, cũng như
có giá trị thống kê giữa nhóm u sao bào độ ác thấp và độ ác cao
Nghiên cứu Zeng Q trên 39 trường hợp, đường cong ROC cho thấy với điểm cắt tỉ Cho/NAA là 2.2, CHTP có sens: 88,0%, spec: 66,7% PPV: 84,6% và NPV: 72,7%(13) Nghiên cứu Kai Zhang trên 41 trường hợp u sao bào, cho thấy với điểm cắt Cho/NAA là 2.0, tỉ có sens: 88,0% đối với u độ ác cao và sens: 93,8% đối với các u độ ác thấp(9) Nghiên cứu chúng tôi, với điểm cắt Cho/NAA là 2,16, CHTP có sens: 85,7%,
Trang 584,5% Kết quả chúng tôi phù hợp với các nghiên
cứu Zeng Q, Kai Zhang
Nhiều nghiên cứu cho thấy có khác biệt giá
trị ADC khác biệt giữa vùng u so với vùng bình
thường cũng như giữa các độ mô học Khác biệt
này được cho rằng chủ yếu do tăng mật độ tế
bào u, tăng khoảng nội bào ở vùng u Các u độ
mô học thấp có giá trị ADC cao do mật độ tế bào
thấp, có tăng thành phần nước ở mô kẽ Các u có
độ mô học cao thì ngược lại Yamasaki cho rằng
có mối tương quan nghịch giữa giá trị trung bình ADC và độ mô học u sao bào; khác biệt có
ý nghĩa thống kê giữa nhóm u độ ác thấp và cao (p<0,001)(12) Nghiên cứu Sugahara, trên 20 bệnh nhân cho thấy u độ mô học cao có giá trị ADC thấp(11) Nghiên cứu chúng tôi phù hợp với kết quả Yamasaki, Sugahara
Hình minh họa
H.1 U sao bào độ II Cộng hưởng từ thường qui u não vùng trán phải ở bn L.T.K.Ph Nữ, 16t, hình T2W
(A) và T1W+Gd (B) Cộng hưởng từ khuếch tán có hạn chế, giá trị ADC 1,444x 10 -3 mm 2 s -1 (C) và cộng hưởng từ phổ cho thấy tăng Cho, giảm NAA, tỉ Cho/NAA: 1,12(D)
D
A B C
Trang 6H.2 U sao bào độ IV Cộng hưởng từ thường qui u não vùng đính-chẩm trái ở bn H.R Nam, 39t, hình
T2W (A) và T1W+Gd (B) Cộng hưởng từ khuếch tán có hạn chế, giá trị ADC 0,949x 10 -3 mm 2 s -1 (C) và cộng hưởng từ phổ cho thấy tăng Cho, giảm NAA, tỉ Cho/NAA: 2,75(D)
Trong nghiên cứu chúng tôi, có khác biệt giá
trị ADC ở vùng phù quanh u giữa độ mô học
cũng như các nhóm mô học Điều này phù hợp
với nghiên cứu về giá trị ADC của vùng phù
quanh u của Abdel Razek, Nail Bulakbasi,
G.Fan Các tác giả cho rằng ADC vùng phù
quanh u ở các u độ ác cao có giá trị thấp hơn so
với các u độ ác thấp
Trên đường cong ROC, dùng ADC để phân
biệt nhóm u sao bào độ mô học thấp và cao, với
điểm cắt ADC là 0,978x10-3.mm2.s-1, kết quả
chúng tôi, CHTKT có sens: 56,5%, spec: 91,12%,
PPV: 83,87%, NPV:71,83%, AUC: 78,9% Giá trị
điểm cắt ADC thu được trong nghiên cứu tương
tự các tác giả khác trên thế giới Bulakbasi N,
nghiên cứu 33 trường hợp, cho thấy với điểm cắt
ADC là 0,99x10-3mm2s-1,có thể phân biệt nhóm
độ mô học thấp và cao với sens: 72,2% và spec: 81,1%(5) Arvinda HR, nghiên cứu 51 trường hợp, cho thấy với điểm cắt ADC là 0,98.10-3mm2.s-1 có thể phân biệt nhóm độ mô học thấp và cao với sens: 90%, spec: 93,75%, PPV: 81,81% và NPV: 93,10%; tác giả cho rằng ADC có giá trị trong dự báo độ mô học u sao bào trước phẫu thuật(4)
KẾT LUẬN
CHTP và CHTKT có giá trị trong dự báo độ
mô học của u sao bào trước phẫu thuật Trên CHTP, u sao bào có tăng Cho; giảm NAA, Cr; tăng tỉ số Cho/NAA; giảm tỉ số Cho/Cr; NAA/Cr Khác biệt tỉ Cho/NAA giữa các độ mô học và giữa nhóm độ ác thấp và cao có ý nghĩa thống kê (p<0,001) Trên CHTKT, các u độ mô
A B C
D
Trang 7học càng cao có giá trị ADC càng thấp Khác biệt
ADC giữa nhóm độ mô học thấp và cao có ý
nghĩa thống kê (p<0,000) Kết hợp các kỹ thuật
CHTP, CHTKT với các kỹ thuật khác của CHT
như thường qui, tưới máu giúp dự báo độ mô
học u sao bào trước phẫu thuật chính xác hơn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Diffusion-weighted MR Imaging and Proton MR
Spectroscopy, AJR 200 188, pp.43 – 45
Using Metabolite Quantification with High-Spatial-Resolution
Proton MR Spectroscopic Imaging, 1Radiology, 2006 238 (3),
pp 958 – 969
time: choline/N-acetyl-aspartate ratio and the grading of cerebral
astrocytomas Neuropsiquiatr 2007 65 (2B), pp 286 – 294
NPV of diffusion and perfusion imaging, J Neurooncol, 2009
94 (1), pp 87 – 96
differentiation and grading of malignant brain tumors, J
Comput Assit Tomogr, 2004 28 (6), pp 736 - 46
imaging in patients with non-enhancing supratentorial brain gliomas: a valuable tool to predict tumor grading?, British Journal of Radiology, 2006 79, pp 745 – 752
correlation of metabolite ratios with histopathologic grading, Chang Gung Med J 2004 27 (6) pp 399 – 407
comparision of multivoxel 2D chemical shift imaging MRS, echoplanar perfusion and DWI, Neuroradiology, 2002 44(8),
pp 656 – 666
using 1H-MRS: correlation with expression of matrix metalloproteinase-2, Neroradiology, 2007 49 (11), pp.913–919
10 Nail Bulakbasi (2003), Combination of Single-Voxel Proton
MR Spectroscopy and Apparent Diffusion Coefficient Calculation in the Evaluation of Common Brain Tumors, American Society of Neuroradiology, 2003 (24), pp 225 – 233
11 Sugahara T (1999), Usefulness of DWI with echo planar technique in the evaluation of cellulary in gliomas, J Magn Reson Imaging, 1999 235, pp 985 – 991
12 Yamasaki F (2005), ADC of human brain tumor at MRI , Clinical Radio, 2005
13 Zeng Q (2010), Noninvasive evaluation of cerebral glioma grade by using multivoxel 3D proton MR spectroscopy, Magn Reson Imaging, 2010 29 (1), pp 25- 31