Đề tài nghiên cứu nhằm khảo sát giá trị hệ số khuếch tán biển kiến trong vùng mô u và vùng phù quanh u để đánh giá sự ứng dụng trong phân biệt u thần kinh đệm độ IV với di não đơn độc trên cơ sở đánh giá mật độ tế bào trong u và phù quanh u.
Trang 1KHẢO SÁT VAI TRÒ CỘNG HƯỞNG TỪ KHUẾCH TÁN
TRONG PHÂN BIỆT U TẾ BÀO THẦN KINH ĐỆM ĐỘ IV
VỚI U DI CĂN NÃO ĐƠN ĐỘC
Huỳnh Lê Phương*, Nguyễn Văn Dũng**
TÓM TẮT
Mục đích: Phù quanh u thần kinh đệm độ IV được báo cáo trước đây có thâm nhiễm tế bào u, ngược lại
trong di căn phù quanh u chỉ phù có nguồn gốc từ mạch máu Dựa vào tính chất trên, chúng tôi khảo sát giá trị
hệ số khuếch tán biển kiến trong vùng mô u và vùng phù quanh u để đánh giá sự ứng dụng trong phân biệt u thần kinh đệm độ IV với di não đơn độc trên cơ sở đánh giá mật độ tế bào trong u và phù quanh u
Đối tượng và phương pháp: Bao gồm 59 trường hợp với 30 u thần kinh đệm độ IV và 29 u di căn não đơn
độc được chụp CHT thường quy và CHT khuếch tán trước khi được điều trị ở bệnh viện Chợ Rẫy Đo ADC nhỏ nhất vùng mô u, phù quanh u, vùng chất trắng đối bên Xác định sự khác biệt thống kê giữa u di căn đơn độc và
u thần kinh đệm độ IV, chúng tôi phân tích tuổi, giới, giá trị ADC nhỏ nhất và tỉ số ADC giữa hai nhóm
Kết quả: Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất và tỉ số ADC trung bình của mô u và vùng quanh u có nghĩa
khác biệt giữa hai nhóm u
Kết luận: Hình ảnh CHT khuếch tán có thể cung cấp thông tin chẩn đoán phân biệt giữa hai nhóm u
Từ khóa: Phù quanh u; Phù nguồn gốc mạch máu; Hệ số khuếch tán biểu kiến; U thần kinh đệm độ IV; U
di căn não đơn độc
ABSTRACT
EVALUATION OF APPARENT DIFFUSION COEFFICIENT VALUE IN DIFFERENTIATE DIAGNOSIS
BETWEEN GLIOMA AND SOLITARY METASTASIS TUMOR
Huynh Le Phuong, Nguyen Van Dung
* Y Hoc TP Ho Chi Minh * Vol 16 - Supplement of No 4 - 2012: 302 - 307
Objective: In peritumoral edema of IV grade glioma, infiltrating neoplastic cells have been reported, whereas
in metastasis, peritumoral edema consists essentially of vasogenic edema Minimum apparent diffusion coefficient (ADC) value can be used to differentiate IV grade glioma from solitary metastasis on the basis of cellularity levels
in the enhancing tumor and the peritumoral region
Methods: 59 cases of including 30 IV grade glioma and 29 solitary metastasis, underwent conventional
MRI and diffusion weighted imaging (DWI) before undergoing treatment in Cho Ray Hospital The minimum ADC was measured in the enhancing tumor, peritumoral region, and contralateral normal white matter To determine whether there was a statistical difference between solitary metastasis and IV grade glioma, we analyzed patient age and sex, minimum ADC value, and ADC ratio of the two groups
Results: The mean minimum ADC values and mean ADC ratios in enhancing tumors and the peritumoral
regions were significant difference between the two groups
Conclusion: DWI can offer diagnostic information to distinguish between the two groups
Keywords: Peritumoral dema; Vasogenic edema; Apparent diffusion coefficient; Glioma; Solitary metastasis
tumor
* Khoa ngoại thần kinh bệnh viện Chợ Rẫy, ** Khoa chẩn đoán hình ảnh BV Chợ Rẫy
Trang 2ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong u não có hai u não ác tính phổ biến là
u tế bào thần kinh đệm và u di căn não Tuy
nhiên, đôi khi khối u của hai loại trên xuất hiện
dạng đơn độc để chẩn đoán phân biệt vẫn còn
gặp khó khăn Trên cộng hưởng từ thường quy
u thần kinh đệm độ IV và u di căn não đơn độc
thường có đặc điểm tín hiệu và kiểu bắt thuốc
tương phản tương tự nhau(6,11) Về tế bào học
vùng phù quanh u của u thần kinh đệm nguyên
phát độ cao có kèm thâm nhiễm tế bào(1,4,15)
Ngược lại trong u di căn não, phù quanh u có cơ
chế phù tăng sinh mạch máu nên thường không
có sự thâm nhiễm tế bào(2,8,14) Hình ảnh khuếch
tán (DWI) là kỹ thuật chẩn đoán không xâm lấn
cho phép nhận ra những thông tin về chuyển
động rất nhỏ của các phân tử nước Như vậy đo
hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC) trong khối u
và trong vùng phù quanh u sẽ cung cấp thông
tin định lượng mật độ tế bào trong u và đặc tính
phù quanh u mà điều này không dễ dàng nhận
ra trên cộng hưởng từ thường quy về sự khác
biệt giữa u thần kinh đệm độ IV và tổn thương
di căn
Mục đích của nghiên cứu là xác định xem
giá trị ADC nhỏ nhất mô u và phù quanh u có
thể phân biệt u tế bào thần kinh đệm độ IV
(UTBTKĐ.IV) và u di căn não đơn độc
(UDCNĐĐ)
ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tiền cứu, mô tả với mẫu là 59
bệnh nhân nhập viện tại bệnh viện Chợ Rẫy từ
tháng 8/2008 đến tháng 8/2012 đã được điều trị
phẫu thuật hoặc sinh thiết với kết quả chẩn
đoán u thần kinh đệm độ IV hoặc u di căn tại
bệnh viện Chợ Rẫy Các bệnh nhân được chụp
trên CHT từ 1,5 Tesla (công ty Siemens), với
khảo sát CHT thường quy có tiêm thuốc tương
phản từ và CHT khuếch tán trước điều trị sinh
thiết hoặc phẫu thuật Các kết quả giải phẫu
bệnh lý là u tế thần kinh bào đệm IV hoặc u di
chúng tôi đo giá trị ADC trên hình bản đồ ADC của u thần kinh đệm độ IV và u di căn não với
sử dụng công cụ ROI, diện tích ROI trung bình khoảng 10-30 mm2 Vùng u là phần mô đặc của
u có bắt thuốc trên hình ảnh T1W có tiêm thuốc Vùng phù quanh u là vùng quanh u với tăng tín hiệu trên T2W, FLAIR kèm không bắt thuốc trên hình T1W có tiêm thuốc Vùng đối bên u hay vùng chất trắng bình thường để so với vùng mô
u và phù quanh u Chúng tôi chú ý khi thực hiện ROI không đặt vào vùng nghi ngờ có xuất huyết, vôi hóa, nang hay có mạch máu ROI được thực hiện ở 3 vị trí khác nhau vùng u, vùng phù quanh u ở dưới 2cm (tức là phù gần)
và trên 2cm (tức là phù xa) của UTBTK.độ IV và UDCNĐĐ với đơn vị (x10‾3mm2/s) và chọn ra giá trị ADC nhỏ nhất đưa vào nghiên cứu Chúng tôi, tính giá trị trung bình ADC nhỏ nhất vùng u, vùng phù gần và vùng phù xa Qua đó, tính tỉ số giá trị ADC nhỏ nhất: Lấy giá trị thấp nhất ADC của mô u, phù gần và phù xa chia cho vùng chất trắng bình thường đối diện của UTBTK.độ IV và UDCNĐĐ Dùng chi-square test để xác định tính ý nghĩa thống kê về sự khác biệt của các biến trong hai nhóm Các dữ liệu biến số thu nhận được xử lý nghiên cứu trên phần mềm SPSS 16
KẾT QUẢ Đặc điểm nghiên cứu mẫu
Trong tổng số 59 bệnh nhân có 30 UTBTK.độ
IV và 29 UDCNĐĐ Tuổi trung bình của bệnh nhân trong mẫu nghiên cứu là 52,12± 12,91 Tỉ lệ nam: nữ là 40: 19 Kích thước u trung bình của UTBTK.độ IV là 5,40±1,10 cm và UDCNĐĐ là 3,87±1,14 cm
Giá trị nhỏ nhất ADC trong u
Bảng 1 Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất trong u
(x10‾ 3 mm 2 /s)
ADC u
Trang 30,17x10‾3mm2/s và UTBTK.độ IV là 0, 78±
0,17x10‾ 3mm2/s) của UDCNĐĐ và UTBTK.độ
IV có sự khác biệt ý nghĩa (p=0, 02)
Giá trị nhỏ nhất ADC phù gần
Bảng 2 Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất phù gần
(x10‾ 3 mm 2 /s)
ADC phù
gần
Nhận xét: Giá trị trung bình nhỏ nhất ADC
1,53±0,17x10‾3mm2/s, UTBTK.độ IV là 1,22±0,14
x10‾3mm2/s) có sự khác biệt ý nghĩa rất cao giữa
hai u này (p=0,000)
Đường cong ROC
Biểu đồ 1 Đường cong ROC của ADC u và phù
gần
Nhận xét: Điểm cắt ADC của phù gần là
1,343: Độ nhạy và đặc hiệu của giá trị ADC phù
gần lần lượt là 93% và 80% Điểm cắt ADC của u
là 0, 74: Độ nhạy và đặc hiệu của giá trị ADC u
lần lượt là 89% và 60%
Giá trị nhỏ nhất ADC phù xa
Bảng 3 Giá trị nhỏ nhất ADC của phù xa (x10‾
3 mm 2 /s)
ADC phù
Nhận xét: Giá trị trung bình nhỏ nhất ADC
vùng phù xa không có sự khác biệt ý nghĩa giữa
hai nhóm u (p=0,147)
Tỉ số ADC
Bảng 4 Bảng đánh giá tỉ số ADC
U
Số trường hợp
Trung
Tỉ số ADC phù gần
Tỉ số ADC phù xa
0,238
Tỉ số ADC u
Nhận xét: Tỉ số ADC vùng phù gần của u có
sự khác biệt có ý nghĩa thống kê rất cao giữa UTBTK IV và UDCNĐĐ (p=0,000)
Tỉ số ADC vùng phù xa của u không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê rất cao giữa UTBTK IV và UDCNĐĐ (p=0,238)
Tỉ số ADC vùng u có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa UTBTK IV và UDCNĐĐ (p=0,02)
Biểu đồ 2 Đường cong ROC của tỉ số ADC phù
gần Nhận xét: Điểm cắt tỉ số ADC của phù gần là
1, 93: Độ nhạy và đặc hiệu của tỉ số ADC phù gần lần lượt là 82% và 90% Diện tích dưới đường cong ROC của tỉ số ADC của phù gần là AUC=0, 91 và p=0,000 có giá trị rất cao trong phân biệt giữa UDCNĐĐ và UTBTK IV
Trang 4Hình 1 Đánh giá u tế bào thần kinh đệm độ IV Bệnh nhân Đoàn Văn R, nam, 52 tuổi A, hình T1W; B, hình
T2W; C, hình FLAIR; D, hình T1W tiêm thuốc; E, hình DWI; F, hình ADC U bắt thuốc mạnh không đều, phù
độ 2, bờ không rõ, tăng ADC mô u, kích thước là 4,53cm, giá trị ADC nhỏ nhất (x10‾ 3 mm 2 /s) vùng mô u là 0,720, phù gần u là 1,295 phù xa u là 1,512 và chất trắng đối bên là 0,661 Giải phẫu bệnh học: u thần kinh đệm
độ IV
Hình 2 Đánh giá u di căn não Bệnh nhân Nguyen Thị D, nữ, 66 tuổi A, hình T1W; B, hình T2W; C, hình
FLAIR; D, hình T1W tiêm thuốc; E, hình DWI; F, hình ADC U bắt thuốc mạnh không đều, phù độ 2, bờ rõ,
Trang 5BÀN LUẬN
Giá trị nhỏ nhất ADC trong u
Theo kết quả nghiên cứu của chúng tôi giá
trị trung bình ADC nhỏ nhất của mô
UDCNĐĐ là 0,93 ± 0,17x10-3mm2/s và UTBTK
IV là 0,78± 0,17x10-3mm2/s với p=0,02 Trong
các báo cáo y văn trên thế giới, có hai nhóm
tác giả kết luận khác nhau về việc đo giá trị
ADC trong mô u và giá trị của giá trị này
trong việc giúp phân biệt UDCNĐĐ và
UTBTK IV Thí dụ, trong nghiên cứu của
Yamasaki năm 2005(4) và Nail Bulakbasi năm
2003(10), hai tác giả này cho rằng khác biệt giá
trị ADC giữa UTBTK IV và UDCNĐĐ không
có ý nghĩa thống kê, qua đó cho rằng giá trị
đo giá trị ADC trong mô u không giúp phân
biệt giữa hai loại u này Ngược lại, trong
nghiên cứu Krabble năm 1997(4) và nghiên cứu
khác của Server A, Kulle B và cộng sự năm
2009(13) thì các tác giả đưa ra kết luận tương tự
nghiên cứu của chúng tôi với kết luận có khác
biệt ý nghĩa thống kê về giá trị ADC trong mô
u có thể giúp phân biệt giữa hai loại giữa
UTBTK IV và UDCNĐĐ Chúng tôi cho rằng,
có sự khác nhau về kết luận giá trị ADC trong
mô u như trên có thể do các nghiên cứu bị chi
phối bởi cở mẫu còn hạn chế, công suất của
phương tiện (máy CHT) và các phần mềm tích
hợp ứng dụng phân tích trên CHT
Giá trị nhỏ nhất ADC phù gần
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi là giá trị
trung bình ADC nhỏ nhất vùng phù gần
(dưới 2cm) là của UDCNĐĐ là 1,58 ±
0,17x10‾3mm2/s và UTBTK IV là 1,22 ±
0,14x10‾3mm2/s với p=0,000
Trong nghiên cứu của Krabble năm 1997(5) và
gần đây với nghiên cứu của tác giả Eun JA Lee
năm 2011(3), ghi nhận giá trị ADC của vùng phù
quanh u ở UTBTK IV trung bình 1,14±0,119x10
-3mm2/s và UDCNĐĐ là 1,413±0,147x10-3mm2/s
Qua đó, tác giả kết luận giá trị ADC phù xung
quanh UDCNĐĐ cao hơn giá trị ADC phù xung
quanh UTBTK IV với khác biệt này có ý nghĩa
thống kê và có thể dùng phân biệt giữa hai loại
u Kết quả nghiên cứu của chúng tôi có kết quả tương tự những kết luận trên
Đường cong ROC của ADC mô u và phù gần u
Từ kết quả phân tích dựa vào đường cong ROC và giá trị ADC ở mô u và vùng phù gần
u để phân biệt UTBTK IV và UDCNĐĐ cho thấy chúng đều có giá trị chẩn đoán phân biệt (p<0,05)
Tuy nhiên, do phù gần u có trị số p=0,000 và diện tích dưới đường cong ROC là 91,4%, trong lúc đó ở mô u thì trị số p=0,02 và diện tích dưới đường cong ROC là 72,5% nên giá trị ADC vùng phù gần u có giá trị hơn nhiều giá trị ADC tại u trong đánh giá sự khác biệt của hai nhóm này
Do đó sau khi tính giá trị lớn nhất của chỉ số Youden đã tìm ra giá trị ADC vùng phù gần u ở điểm cắt là 1,343x10-3 mm2/s thì CHT khuếch tán
có thể phân biệt có thể phân biệt UTBTK IV và UDCNĐĐ với độ nhạy 93%, độ đặc hiệu là 80,%, diện tích dưới đường cong là 91,4%
Nghiên cứu của Lee E.J năm 2011, tác giả dùng đường cong ROC phân tích giá trị nhỏ nhất ADC vùng phù quanh u trong phân biệt giữa hai loại Diện tích dưới đường cong là 87,9%, giá trị ADC vùng phù ở điểm cắt là 1,302x10-3mm2/s thì có thể phân biệt hai loại u với độ nhạy 82,1% và độ đặc hiệu là 78,9% (p=0,000)(6)
Tóm lại khi dùng giá trị trung bình nhỏ nhất ADC ở vùng phù gần quanh u, cộng hưởng từ khuếch tán là kỹ thuật rất tốt (>90%) dùng phân biệt giữa UTBTK IV và UDCNĐĐ
Giá trị nhỏ nhất ADC phù xa
Từ kết quả nghiên cứu giá trị trung bình nhỏ nhất ADC vùng phù xa của UDCNĐĐ là 1,60±0,15x10‾3mm2/s và UTBTK IV là 1,5±0,145 x10‾3mm2/s, chúng tôi thấy rằng ADC vùng phù
xa không có sự khác biệt ý nghĩa giữa hai u này (p=0,147) Do đó trong vùng phù xa bản chất của vùng phù là chỉ có nguồn gốc từ mạch máu, ít
có sự thâm nhiễm tế bào u thần kinh đệm độ IV
Trang 6Tỉ số ADC
Tỉ số giá trị ADC (tức là giá trị ADC của mô
u và vùng phù quanh u với chất trắng đối diện),
trong kết quả nghiên cứu chúng tôi tỉ số ADC
vùng phù gần là 2,11±0,27 (di căn) và 1,69±0,18
(UTBTK IV) với p= 0,000; tỉ số ADC mô u là
1,26±0,20 (di căn) và 1,07±0,25 (UTBTK IV) với
p=0,02; tỉ số ADC vùng phù xa là 2,21±0,29 (di
căn) và 2,11±0,18 (UTKĐ.IV) với p= 0,238
Tỉ số giá trị ADC nhỏ nhất của vùng phù xa
của UTBTK IV và UDCNĐĐ không có khác biệt
thống kê với p=0,238 Có lẽ trong vùng phù xa
quanh trên 2 cm ít có sự thâm nhiễm tế bào mô
u và phù hợp với phần kết quả nghiên cứu phần
đầu là tín hiệu DWI vùng phù xa cũng không
biệt giữa hai nhóm này
Tỉ số giá trị ADC nhỏ nhất mô u trong
nghiên cứu có ý nghĩa khác biệt tương đối giữa
hai loại u này với p=0,02 Trong nguyên cứu
Server A, Kulle B, và cộng sự năm 2009 thì các
tác giả này cũng đưa ra kết quả tương tự như
chúng tôi là có sự khác biệt ý nghĩa tỉ số ADC
mô u giữa hai loại này (13)
Tỉ số giá trị ADC nhỏ nhất vùng phù gần
là có giá trị có ý nghĩa cao trong việc phân
biệt u sào bào độ IV và di căn não đơn độc
(p=0,000) Trong kết quả nghiên cứu của Lee
E.J năm 2011 thì tác giả kết luận tỉ số ADC
nhỏ nhất của vùng phù quanh u có ý nghĩa
thống kê trong việc phân biệt u sào bào độ IV
và u di căn đơn độc(3) Kết quả này phù hợp
với nghiên cứu của chúng tôi
Từ phân tích đường cong ROC tỉ số ADC
phù gần chung tôi có kết quả sau với điểm cắt ở
vị trí 1,93 thì có độ nhạy (Se) là 82%, độ đặc hiệu
(Sp) là 90%, diện dích dưới đường cong là 91%,
giá trị tiên đoán dương (PPV) 89% và giá trị tiên
đoán âm (NPV) là 84%
KẾT LUẬN
Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất của vùng
mô u (p= 0,02) và tỉ số ADC thấp nhất mô u
(p=0,02) có giá trị tương đối trong việc phân biệt giữa u thần kinh đệm độ IV và di căn não đơn độc
Giá trị ADC vùng phù gần với chọn điểm cắt 1,343 thì cộng hưởng từ khuếch tán có thể phân biệt được u thần kinh đệm độ IV và u di căn não đơn độc với độ nhạy là 93%, độ đặc hiệu 80%, giá trị tiên đoán dương 81%, giá trị tiên đoán âm 92% và độ chính xác của phương
pháp là 91,1%
TÀI LIỆU KHAM THẢO
1 Blasel S et al (2010) Elevated peritumoral CBV values as mean to differentiate metastases from high-grade gliomas Acta Neurochir (Wien), 152:1893-1899
2 Cha S (2004) Perfusion MRI of brain tumors Top Magn Reson Imaging; 15: 279-289
3 Fumiyuki Y (2005) Apparent diffusion coefficient of Human
Brain Tumors at MR Imaging Radiology, 235: 985-991
4 Kelly PJ et al (1987) Stereotactic histologic correlations of tomography and magnetic magnetic resonance imaging defined
abnormalities Mayo Clin Proc, 62
5 Krabbe K (1997) Diffusion imaging of human intracranial tumors Neuroradiology, 39(7): 483-489
6 Lee EJ et al (2011) Diagnotic value of peritumoral minimum apparent diffusion coefficient for differentiation of glioblastoma muitiforme from solitary metastatic lesions Am J Roentgenol, 196: 71-76
7 Lu S, Ahn D, Johnson G, Cha S (2003) Peritumoral diffusion tensor imaging of high-grade gliomas and metastatic brain tumors AJNR, 24: 937-941
8 Machein P (2000) VEGF in brain tumors J Neurooncol, 50:
109-120
9 Mechtler L (2009) Neuroimaging in neurooncology Neurotherapeutics 27:171-201
10 Nail B (2003) Combination of Single-Voxel Proton MR Spectroscopy and Apparent Diffusion Coefficient Calculation in the Evaluation of Common Brain Tumors AJNR, 24: 225-233
11 Oh J, Cha S., Aiken AH, et al (2005) Quantitative apparent diffusion coefficients and T2 relaxation times in characterizing contrast enhancing brain and regions of peritumoral edema J Magn Reson Imaging, 21: 701-708
12 Pamela W, Schaefer PW, et al (2000) Diffusion-weighted MR Imaging of the Brain Radiology, 217: 331-345
13 Server A, Kulle B, Maehlen J, Langberg CW, Nakstad PH (2009) Quantitative apparent diffusion coefficients in the characterization of brain tunors and associated peritumoral edema Acta Radiol, 50(6): 682-689
14 Strugar J, Rothbart D, Harrington W, et al (1994) Vascular perability factor in brain metastases: correlation with vasogenic
brain edema and tumor angiogenesis J Neurosurg, 81: 560-566
15 Stummer W (2007) Mechanisms of tumor-related brain edema
Neurosurg Focus, 15: E8