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

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Chợ Rẫy 2013 447 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 Lê Văn Dũng*, Huỳnh Lê Phương**, Lê Văn Phước* TÓM TẮT Mục tiêu: 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. Giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến có thể dùng phân biệt UTKĐ 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: 59 trường hợp bao gồm 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; Hệ số khuếch tán biểu kiến; U thần kinh đệm độ IV; U căn não đơn độc. ABSTRACT VALUE OF DIFFUSION WEIGHTED IMAGING FOR DIFFERENTIATION OF IV GRADE GLIOMA FROM SOLITARY METASTATIC LESIONS Le Van Dung, Huynh Le Phuong, Le Van Phuoc * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 447-451 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. Materials and 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; Apparent diffusion coefficient; IV grade glioma; solitary metastasis ĐẶT VẤN ĐỀ Trong u não có hai u não ác tính phổ biến là u tế bào thần kinh đệm và di căn. Tuy nhiên để phân biệt tổn thương não đơn độc còn khó khăn. Trên cộng hưởng từ thường quy u thần kinh * Khoa chẩn đoán hình ảnh, BV Chợ Rẫy ** Khoa khoa ngoại thần kinh, BV Chợ Rẫy Tác giả liên lạc: BS.CK2. Lê Văn Dũng; ĐT: 0918074427; Email: drdung2002@yahoo.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Chợ Rẫy 2013 448 đệm độ IV và di căn não đơn độc thường có đặc điểm tín hiệu và kiểu bắt thuốc tương phản tương tự(7,8). Vùng phù quanh u của u thần kinh đệm nguyên phát độ cao có kèm thâm nhiễm tế bào(1,4,11). Ngược lại trong di căn phù quanh u là phù do mạch máu nên thường không có sự thâm nhiễm tế bào(3,10). 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 không dễ dàng nhận ra trên cộng hưởng từ thường quy về sự khác biệt 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 của mô u và phù quanh u có thể phân biệt u thần kinh đệm độ IV (UTKĐ.IV) và u di căn não đơn độc. 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 và các bệnh nhân 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 của hãng Siemens. Được khảo sát CHT thường quy có tiêm thuốc tương phản từ và CHT khuếch tán trước sinh thiết hoặc phẫu thuật. Có kết quả giải phẫu bệnh lý là u tế thần kinh bào đệm IV hoặc u di căn não được đọc tại khoa giải phẫu bệnh học của bệnh viện Chợ Rẫy. 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. Chú ý khi ROI không đặt vào vùng nghi ngờ có xuất huyết, vôi hóa, nang hay có mạch máu. ROI 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 u thần kinh đệm độ IV và u di căn với đơn vị (x 10‾3mm2/s) và chọn ra giá trị ADC nhỏ nhất đưa vào nghiên cứu. Tính giá trị trung bình ADC nhỏ nhất vùng u, vùng phù gần và vùng phù xa. 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 u thần kinh đệm độ IV và u di căn. Dùng chi-square test để xác định sự khác biệt của các biến có ý nghĩa thống kê trong hai nhóm. Nhập các dữ liệu thu nhận được và xử lý các biến số nghiên cứu trên phần mềm SPSS 16. KẾT QUẢ NGUYÊN CỨU Đặc điểm nghiên cứu mẫu Tổng số 59 bệnh nhân có 30 u thần kinh đệm độ IV và 29 u di căn đơn độc, tuổi trung bình trong nghiên cứu 52,12 ± 12,91. Tỉ lệ nam: nữ là 40: 19. Kích thước u trung bình là u thần kinh đệm độ IV là 5,40±1,10 cm và u di căn 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‾3mm2/s) U Số trường hợp Trung bình ADC u U di căn 29 0,93 ± 0,17 UTKĐ.IV 30 0,78± 0,17 Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất của u di căn là 0,93 ± 0,17x10‾3mm2/s và u sào bào độ IV là 0,78± 0,17x10‾ 3mm2/s. U di căn và u thần kinh đệm độ IV có sự khác biệt ý nghĩa (p=0,02). Giá trị nhỏ nhất ADC phù gần Giá trị trung bình nhỏ nhất ADC vùng phù gần u di căn là 1,53±0,17x10‾3mm2/s, u thần kinh đệm độ IV là 1,22±0,14 x10‾3mm2/s và có sự khác biệt ý nghĩa rất cao giữa hai u này (p=0,000). Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Chợ Rẫy 2013 449 Bảng 2. Giá trị trung bình ADC nhỏ nhất phù gần(x10‾3mm2/s) U Số trường hợp Trung bình ADC phù gần U di căn 29 1,58±0,17 UTKĐ.IV 30 1,22.±0,14 Đường cong ROC Biểu đồ 1. Đường cong ROC của ADC u và phù gần 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%. Tỉ số ADC Bảng 4. Bảng đánh giá tỉ số ADC U Số trường hợp Trung bình p Tỉ số ADC phù gần U di căn 29 2,10±0,27 0.000 UTKĐ.IV 30 1,68±0.18 Tỉ số ADC u U di căn 29 1,26±0,20 0.02 UTKĐ.IV 30 1,07±0,25 Biểu đồ 2. Đường cong ROC của tỉ số ADC phù gần Tỉ số ADC vùng phù gần của u có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê rất cao giữa hai nhóm u này (p=0,000). Tỉ số ADC vùng u có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm u này (p=0,02). 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 u di căn và u tế bào đệm độ IV. Hình 1. 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, tăng ADC mô u, kích thước là 5,20cm, giá trị ADC nhỏ nhất (x10‾3mm2/s) vùng mô u là 1,163, phù gần u là 1,882, phù xa u là 1,747 và chất trắng đối bên là 0,710. Giải phẫu bệnh học: ung thư biểu mô di căn não (Nguồn:Bv.Chợ rẫy) BÀN LUẬN Giá trị nhỏ nhất ADC trong u Kết quả nghiên cứu có giá trị trung bình ADC nhỏ nhất của mô u di căn là 0,93 ± 0,17x10- 3mm2/s và u thần kinh đệm độ IV là 0,78± 0,17x10-3mm2/s với p=0,02. Có nhiều nghiên cứu trước đây người ta đo giá trị ADC trong mô u và kết luận không giúp phân biệt u di căn và u thần kinh đệm độ IV. Trong nghiên cứu của Yamasaki năm 2005(12) và tác giả Nail Bulakbasi năm 2003 (2) thì hai tác giả Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Chợ Rẫy 2013 450 này cho rằng khác biệt giá trị ADC giữa u thần kinh đệm độ IV và u di căn không có ý nghĩa thống kê, cũng như không giúp phân biệt giữa hai loại u này. Trong nghiên cứu Server A và cộng sự năm 2009(9) và nghiên cứu khác của Krabble năm 1997(5) thì các tác giả đưa ra kết luận tương tự nghiên cứu chúng tôi là có khác biệt ý nghĩa thống kê di căn não và u thần kinh đệm độ IV. 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 u di căn là 1,58 ± 0,17x10‾3mm2/s và u thần kinh đệm độ IV là 1,22 ± 0,14x10‾3mm2/s và p=0,000. Trong nghiên cứu của Eun Ja Lee năm 2011, tác giả ghi nhận giá trị ADC của vùng phù quanh u ở u thần kinh đệm độ IV trung bình 1,14 ± 0,119x10-3mm2/s và u di căn là 1,413 ± 0,147x10- 3mm2/s. Tác giả kết luận giá trị ADC u thần kinh đệm độ IV thấp hơn có ý nghĩa so với u di căn và có thể dùng phân biệt giữa hai loại u p=0,0001 (6). Kết quả nghiên cứu Lee có kết quả giống như nghiên cứu của chúng tôi. Nghiên cứu khác của Krabble năm 1997, tác giả kết luận giống như nghiên cứu chúng tôi là giá trị ADC phù xung quanh u di căn cao hơn giá trị ADC phù xung quanh u thần kinh đệm độ cao với khác biệt này có ý nghĩa thống kê (p<0,02)(5). 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 u thần kinh đệm độ IV và di căn 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 u thần kinh đệm độ IV và u di căn não đơn độc với độ nhạy 93%, độ đặc hiệu là 80,%, diện tích dưới đường cong là 91,4%. Nghiên cứu Lee E.J năm 2011 có kết quả 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) (3). 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 u thần kinh đệm độ IV và u di căn não đơn độc. Tỉ 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 (UTKĐ.IV) với p= 0,000; tỉ số ADC mô u là 1,26 ± 0,20 (di căn) và 1,07 ± 0,25 (UTKĐ.IV) với p=0,02. 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 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(9). Tỉ số giá trị ADC nhỏ nhất vùng phù gần là có giá trị có ý nghĩa cao trong việc phân biệt giữa hai nhóm u này (p=0,000). 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 giữa hai nhóm u này(6) và 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 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Chợ Rẫy 2013 451 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 trung bình ADC nhỏ nhất vùng phù gần là 1,531±0,178x10-3mm2/s (di căn) và 1,22 ± 0,141x10-3mm2/s (UTKĐ.IV) với p=0,000 và tỉ số ADC thấp nhất là 2,11 ± 0.272 (di căn) và 1,69 ± 0,18 (UTKĐ.IV) với p= 0,000. 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 peritumoural rCBV values as a mean to differentiate metastases from high-grade gliomas. Acta Neurochir (Wien ); 152:1893–99. 2. Bulakbasi N (2003). Combination of Single-Voxel Proton MR Spectroscopy and Apparent Diffusion Coefficient Calculation in the Evaluation of Common Brain Tumors. AJNR 24: 225-233. 3. Cha S. (2004). Perfusion MR imaging of brain tumors.Top Magn Reson Imaging; 15:279 – 89. 4. Kelly PJ et al (1987). Stereotactic histologic correlations of computed tomography and magnetic resonance imaging defined abnormalities. Mayo Clin. Proc. 62 5. Krabbe K (1997). Diffusion imaging of human intracranial tumours, Neuroradiology; 39(7):483-9. 6. Lee Eun Ja et al (2011). Diagnostic Value of Peritumoral Minimum Apparent Diffusion Coefficient for Differentiation of Glioblastoma Multiforme 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. Oh J, Cha S, Aiken AH, et al (2005). Quantitative apparent diffusion coefficients and T2 relaxation times in characterizing contrast enhancing brain tumors and regions of peritumoral edema. J Magn Reson Imaging; 21:701–708 9. Server A, Kulle B, Maehlen J, Langberg CW, Nakstad PH (2009). Quantitative apparent diffusion coefficients in the characterization of brain tumors and associated peritumoral edema. Acta Radiol.; 50 (6):682-9. 10. Strugar J, Rothbart D, Harrington W, et al (1994). Vascular permeability factor in brain metastases: correlation with vasogenic brain edema and tumor angiogenesis. J Neurosurg; 81:560 – 66. 11. Stummer W. (2007). Mechanisms of tumor-related brain edema. Neurosurg Focus;15: E8. 12. Yamasaki F (2005). Apparent Diffusion Coefficient of Human Brain Tumors at MR Imaging, Radiology, 235,985-991. Ngày nhận bài: 10/03/2013 Ngày phản biện đánh giá bài báo: 16/08/2013 Ngày bài báo được đăng: 30/05/2014