Dit studieprotocol volgde de ethische principes zoals uiteengezet in de Verklaring van Helsinki en werd goedgekeurd door de ethische beoordelingscommissie van het Shenzhen Bao'an District Songgang Volksziekenhuis (goedkeuringsnummer: IRB-YJ-2025-045). Gezien het retrospectieve ontwerp bestond de studie uitsluitend uit de analyse van gearchiveerde klinische en beeldvormende gegevens. Alle patiënt-identificeerbare informatie werd strikt geanonimiseerd.
Onderzoeksontwerp en onderwerpen
Deze studie is een retrospectieve diagnostische analyse. We hebben achteraf klinische en beeldvormende gegevens verzameld van hersentumorpatiënten die tussen januari 2024 en juni 2025 werden opgenomen in de neurochirurgische oncologieafdelingen van het Songgang People's Hospital, Bao'an District, Shenzhen, en het Shenzhen Second People's Hospital. Alle patiënten hadden pathologisch bevestigde diagnoses na de operatie. In totaal werden uiteindelijk 105 patiënten opgenomen, die allemaal zowel conventionele MRI- als APT-beeldvormende onderzoeken preoperatief ondergingen. Volgens de WHO-classificatie van tumoren van het centraal zenuwstelsel32 uit 2021 werden de patiënten verdeeld in drie groepen: Meningeoomgroep: 55 gevallen, pathologisch bevestigd als WHO-graden I-II. Laaggradige glioom (LGG) groep: 20 gevallen, pathologisch bevestigd als WHO-graden I-II. HGG-groep: 30 gevallen, pathologisch bevestigd als WHO-graden III-IV. Alle patiënten ondergingen zowel conventionele MRI- als APT-beeldvormende onderzoeken preoperatief. Het gedetailleerde stroomschema van de studie is te zien in Figuur 1.
Inclusie- en uitsluitingscriteria
Inclusiecriteria waren (1) patiënten die een initiële chirurgische resectie ondergingen met een definitieve histopathologische diagnose van meningeoom (WHO-graden I-II), LGG's (WHO beoordeelt I-II) of HGG's (WHO-grade III-IV); (2) voltooiing van een niet-contrast hoofd-MRI, T1-gewogen contrastversterkte scanning en APT-beeldvorming binnen een week voor de operatie; (3) beschikbaarheid van volledige beeldgegevens met goede beeldkwaliteit, vrij van significante artefacten, geschikt voor diagnostische evaluatie en metingen; (4) beschikbaarheid van volledige klinische gegevens en vervolgdossiers.
Uitsluitingscriteria waren (1) patiënten die vóór de operatie enige antitumortherapie hadden ontvangen (bijv. radiotherapie, chemotherapie, gerichte therapie of immunotherapie); (2) patiënten met terugkerende hersentumoren of de aanwezigheid van andere intracraniële ruimte-innemende laesies; (3) patiënten met contra-indicaties voor MRI-onderzoek; (4) beelden met ernstige bewegingsartefacten of gevoeligheidsartefacten die de latere data-analyse zouden beïnvloeden; (5) pathologische diagnose van tumortypes van het centrale zenuwstelsel die niet hierboven zijn gespecificeerd.
Berekening van steekproefgrootte
Deze studie was een retrospectieve diagnostische analyse, waarbij de steekproefgrootte voornamelijk werd bepaald door alle beschikbare gevallen die voldeden aan de inclusiecriteria gedurende de studieperiode. Om te evalueren of de huidige steekproefgrootte voldoende was om statistisch significante verschillen in APT-parameters tussen groepen te detecteren, verwezen we naar verschillen in APT-signaalwaarden tussen verschillende-grade gliomen en meningeomen die in eerdere literatuur zijn gerapporteerd33. Door α = 0,05 en een statistische macht van 0,80 te stellen, en een twee-steekproef gemiddelde vergelijkingsformule te gebruiken voor schatting, bepaalden we dat minimaal 15 steekproeven per groep nodig waren. Op basis van de uiteindelijke inclusie van 105 patiënten (55 meningeomen, 20 LGG's, 30 HGG's) toonde een post-hoc poweranalyse aan dat het vermogen om verschillen in APT-gemiddelde tussen de drie groepen te detecteren met de huidige steekproefgrootte boven de 0,95 lag. Dit geeft aan dat de steekproefgrootte van de studie voldoende was om statistische inferentie te ondersteunen.
Beeldverwerving en nabewerking
MRI-scanprotocol:
Alle patiënten werden gescand met een magnetische resonantie (MR) scanner met een standaard 8-kanaals kopspoel 34. De scansequenties en parameters waren als volgt:
Conventionele sequenties: Axiale T1-gewogen beeldvorming (T1WI) werd uitgevoerd met een driedimensionale spoiled gradient-echo sequentie (3D T1-SPGR, herhalingstijd/echotijd [TR/TE] = 8,5/3,4 ms, fliphoek = 12°, slice dikte = 1,2 mm, interslice gap = 0 mm, gezichtsveld [FOV] = 24 cm × 24 cm, matrix = 256 × 256). Axiale T2-gewogen beeldvorming (T2WI) werd verkregen met een snelle spin-echo sequentie (TR/TE = 4.500/102 ms, slicedikte = 5 mm, interslice gap = 1,5 mm, FOV = 24 cm × 24 cm, matrix = 384 × 224). Beelden van vloeistofverzwakte inversieherstel (FLAIR) werden verkregen met herhalingstijd/echo-tijd/inversietijd (TR/TE/TI) = 9.000/120/2.250 ms.
Contrastversterkte scanning: Na intraveneuze bolusinjectie van gadopentetaatdimeglumine bij een standaarddosis van 0,1 mmol/kg lichaamsgewicht en een debiet van 2 mL/s, gevolgd door een 20 mL zoutoplossing flush, werden axiale, sagittale en coronale contrastversterkte T1WI-beelden gemaakt met dezelfde parameters als de precontrast 3D T1-SPGR-sequentie.
APT-beeldvormingssequentie: APT-beeldvorming werd uitgevoerd met een tweedimensionale gradiënt-echo-pulssequentie met de volgende parameters: TR/TE = 3.000/3,5 ms, slicedikte = 5 mm, FOV = 24 cm × 24 cm, matrix = 128 × 128, aantal excitaties = 2, en een totale acquisitietijd van 4 minuten en 32 s. Een continue-golf verzadigingspuls met een duur van 2 s en een vermogen (B₁) van 2 μT werd toegepast bij frequentieverschuivingen variërend van −6 tot +6 delen per miljoen (ppm) (in stappen van 0,5 ppm), inclusief de waterresonantiefrequentie van 0 ppm. Onder het hoofdmagnetisch veld (B₀) werd de verzadigingspuls specifiek toegepast bij de downfieldresonantiefrequentie van +3,5 ppm ten opzichte van de waterprotonresonantie (0 ppm), overeenkomend met de chemische uitwisselingssnelheid van de amideproton. Voorafgaand aan de APT-acquisitie werd de B₀-inhomogeniteit gecorrigeerd met een waterverzadigingsverschuifreferentie (WASSR) met verzadigingsparameters identiek aan de hoofd-APT-scan, maar met een verminderde B₁-amplitude van 0,5 μT. Na het scannen werden APT-gewogen beelden en magnetisatieoverdrachtsverhouding (MTRasym) kaarten van 3,5 ppm automatisch gegenereerd door de ingebouwde software van de scanner door de asymmetrie van de magnetisatieoverdrachtsverhouding te berekenen: MTRasym(3,5 ppm)=[S(−3,5 ppm) − S(+3,5 ppm)] / S(0 ppm) waarbij S(Δω) de signaalintensiteit vertegenwoordigt met de verzadigingspuls toegepast bij de aangegeven frequentieoffset Δω ten opzichte van de waterresonantie. De positieve MTRasymwaarde bij 3,5 ppm weerspiegelt voornamelijk het amide-protonoverdrachtseffect, aangezien de magnetisatieoverdracht (MT) en de nucleaire Overhauser-effecten ongeveer symmetrisch zijn ten opzichte van de waterresonantie en daardoor door de asymmetrieberekening worden opgeheven.
Beeldanalyse:
Alle beeldvormingsgegevens werden onafhankelijk geanalyseerd door twee neuroradiologen met meer dan 5 jaar ervaring met een beeldweergavesoftware-werkstation. De afbakening van de regio van belang (ROI) werd uitgevoerd volgens de volgende gestandaardiseerde procedures:
Tumor solide gebied: Op de contrastversterkte T1WI-beelden werd handmatig een ROI langs de versterkende rand van de tumor getekend, waarbij necrotische, cystische en peritumorale oedeem zorgvuldig werden vermeden. De ROI werd bepaald om het gehele vaste versterkende onderdeel van de schijf met de maximale tumordiameter te omvatten.
T2 hyperintens gebied: Op de T2WI-beelden werd handmatig een ROI getekend om het gehele hyperintense gebied te omvatten, inclusief zowel de tumor als het omliggende peritumorale oedeem. De grens werd gedefinieerd als de zichtbare marge waar de hyperintensiteit het normaal ogende hersenparenchym ontmoette.
APT Abnormal signaalgebied: Op de APT-gewogen MTRasym-kaarten, met de contralaterale normaal ogende witte stof als referentie, werd handmatig een ROI getekend om alle gebieden met een signaalintensiteit hoger dan het gemiddelde signaal van het referentienormale weefsel plus 2 standaardafwijkingen te omvatten. Deze drempelgebaseerde benadering werd toegepast op hetzelfde snee als de maximale tumordiameter. De contralaterale referentie-ROI werd geplaatst in het centrum semiovale op een spiegelpositie van de tumor, met een oppervlakte van ongeveer 100mm2.
Voor consistentie werd elke ROI drie keer gemeten op opeenvolgende sneden gecentreerd rond de maximale tumordiameter, en werd de gemiddelde waarde geregistreerd voor analyse. Alle ROI-afbakeningen werden onafhankelijk uitgevoerd door de twee beoordelaars en eventuele verschillen werden door consensus opgelost. Interwaarnemersovereenkomst werd beoordeeld met behulp van de intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC), waarbij een ICC > 0,80 uitstekende overeenstemming aangeeft.
De volgende parameters werden gemeten en berekend:
Gemiddelde APT-signaalintensiteit (APT-gemiddelde): De gemiddelde MTRasymwaarde van 3,5 ppm binnen de ROI van het vaste tumorgebied.
Berekening van de regionale verhouding:
RAPT/T2: De verhouding van het oppervlak van het abnormale signaalgebied van de APT tot het gebied van het hyperintense gebied van T2WI (RAPT / RT2).
RAPT/E: De verhouding van het gebied van het APT abnormale signaalgebied tot het gebied van het T1WI contrastversterkende gebied (RAPT / RE).
Klinische uitkomstmaten
De primaire evaluatiematen van deze studie waren beeldvormingsparameters en hun diagnostische effectiviteit, in plaats van therapeutische klinische uitkomsten. Primaire beeldvormingsuitkomsten:APT-gemiddelde waarden voor elke groep (meningeoom, LGG's, HGG), en de RAPT/T2- en RAPT/E-verhoudingen voor de LGG- en HGG-groepen.
Statistische analyse
Continue variabelen werden getest op normaliteit met behulp van de Shapiro-Wilk-test. Normaal verdeelde gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD) en vergeleken met eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA) (Bonferroni post-hoc). Niet-normale en ordinale gegevens worden gepresenteerd als M (Q₁, Q₃) en vergeleken met behulp van de Kruskal-Wallis H-test (Dunn-test met Bonferroni-correctie). Categorische gegevens worden gepresenteerd als n (%) en vergeleken met behulp van de Chi-kwadraat of de exacte test van Fisher. ROC-curves werden uitgezet om de diagnostische prestaties te evalueren. Alle tests waren tweezijdig; P < 0,05 werd als significant beschouwd.