Этот протокол исследования соответствовал этическим принципам, изложенным в Хельсинкской декларации, и был утверждён этическим советом по этике Шэньчжэньского района Баоань Народной больницы Сунган (номер одобрения: IRB-YJ-2025-045). Учитывая ретроспективный дизайн, исследование включало только анализ архивных клинических и визуализационных данных. Вся информация, идентифицируемая пациентом, была строго анонимной.
Дизайн исследований и тематика
Это исследование является ретроспективным диагностическим анализом. Мы ретроспективно собрали клинические и визуализационные данные пациентов с опухолями мозга, поступивших в нейрохирургические онкологические отделения больницы Сунган в районе Баоань, Шэньчжэнь и Второй народной больнице Шэньчжэня с января 2024 по июнь 2025 года. У всех пациентов после операции были патологически подтверждённые диагнозы. В итоге было включено 105 пациентов, все из которых прошли как традиционные МРТ, так и APT-обследования перед операцией. Согласно классификации опухолей центральной нервной системы ВОЗ32 2021 года, пациенты были разделены на три группы: группа менингиомы — 55 случаев, патологически подтвержденных как степени I-II ВОЗ. Группа лёгкой степени глиомы (LGG): 20 случаев, патологически подтверждённых как ВОЗ степеней I–II. Группа HGG: 30 случаев, патологически подтверждённые как ВОЗ III-IV степени. Все пациенты проходили как традиционные МРТ, так и APT-обследования перед операцией. Детальная блок-схема исследования представлена на рисунке 1.
Критерии включения и исключения
Критерии включения включали: (1) пациенты, проходящие первичную хирургическую резекцию с окончательным гистопатологическим диагнозом менингиомы (степени ВОЗ I–II), ЛГГ (ВОЗ степени I–II) или ГГГ (степени III–IV ВОЗ); (2) завершение неконтрастной МРТ головы, контрастно-усиленного сканирования с T1 и APT-визуализации в течение недели до операции; (3) наличие полных данных визуализации с хорошим качеством изображения, без значительных артефактов, подходящих для диагностики и измерений; (4) наличие полных клинических данных и записей последующего наблюдения.
Критерии исключения включали: (1) пациенты, которые до операции проходили любую противоопухоловую терапию (например, лучевая терапия, химиотерапия, таргетная терапия или иммунотерапия); (2) пациентов с рецидивирующими опухолями мозга или наличием других поражений, занимающих внутричерепное пространство; (3) пациентов с противопоказаниями к МРТ; (4) изображения с артефактами серьёзного движения или артефактами восприимчивости, которые могут повлиять на последующий анализ данных; (5) патологическая диагностика типов опухолей центральной нервной системы, отличных от указанных выше.
Расчёт размера выборки
Это исследование было ретроспективным диагностическим анализом, и размер выборки в основном определялся всеми доступными случаями, соответствовавшими критериям включения в течение периода исследования. Чтобы оценить, достаточно ли текущий размер выборки для выявления статистически значимых различий в параметрах APT между группами, мы обратились к различиям в значениях сигнала APT между глиомами и менингиомами разного класса, описанными впредыдущей литературе 33. Установив α = 0,05 и статистическую степень 0,80, используя формулу сравнения среднего из двух выборок для оценки, мы определили, что требуется минимум 15 выборок на группу. На основе окончательного включения 105 пациентов (55 менингиом, 20 ЛГГ, 30 ГГГ), пост-хок анализ мощности показал, что способность обнаружить различия в среднем APT между тремя группами превышала 0,95 при текущем размере выборки. Это указывает на то, что размер выборки исследования был достаточным для статистического вывода.
Получение и постобработка изображений
Протокол МРТ-сканирования:
Все пациенты были сканированы с помощью магнитно-резонансного (МР) сканера со стандартной 8-канальной головкой 34. Последовательности сканирования и параметры были следующими:
Обычные последовательности: Аксиальное взвешенное T1 изображение (T1WI) проводилось с использованием трёхмерной последовательности градиентно-эхо-спойлера (3D T1-SPGR, время повторения/эхо [TR/TE] = 8,5/3,4 мс, угол переворота = 12°, толщина среза = 1,2 мм, межсрезный зазор = 0 мм, поле зрения [FOV] = 24 см × 24 см, матрица = 256 × 256). Аксиальное взвешенное T2 изображение (T2WI) было получено с быстрой спин-эхо-последовательностью (TR/TE = 4 500/102 мс, толщина среза = 5 мм, межсрезный разрыв = 1,5 мм, FOV = 24 см × 24 см, матрица = 384 × 224). Были получены изображения восстановления инверсии с ослабленной жидкостью (FLAIR) при длительности повторения/эхо/времени инверсии (TR/TE/TI) = 9 000/120/2 250 мс.
Контрастно-усиленное сканирование: После внутривенного болюса гадопентетатного димеглумина в стандартной дозе 0,1 ммоль/кг массы тела и расходе 2 мл/с, затем 20 мл физиологического раствора, аксиального, сагиттального и коронального контрастного усиления T1WI были получены с использованием тех же параметров, что и предконтрастная 3D последовательность T1-SPGR.
Последовательность APT-визуализации: APT-визуализация проводилась с использованием двумерной градиентно-эхо-импульсной последовательности со следующими параметрами: TR/TE = 3 000/3,5 мс, толщина среза = 5 мм, FOV = 24 см × 24 см, матрица = 128 × 128, количество возбуждений = 2, общее время набора 4 минуты 32 с. Импульс насыщения непрерывных волн длительностью 2 с мощностью (B₁) 2 мкТ подался при частотных смещениях от −6 до +6 частей на миллион (ppm) (с шагами 0,5 ppm), включая резонансную частоту воды при 0 ppm. Под основным магнитным полем (B₀) импульс насыщения специально применялся на частоте резонанса в нижнем полю +3,5 ppm относительно резонанса протона воды (0 ppm), что соответствует скорости химического обмена амидного протона. До получения APT неоднородность B₀ корректировалась с помощью метода сдвига насыщения воды (WASSR) с параметрами насыщения, идентичными основному APT-сканированию, но с уменьшенной амплитудой B₁ 0,5 мкТ. После сканирования встроенное программное обеспечение сканера автоматически генерировались с использованием APT-взвешенных изображений и асимметрии коэффициента намагничивания (MTRasym) при 3,5 ppm, вычисляя асимметрию коэффициента намагниченности: MTRasym(3,5 ppm) = [S(−3,5 ppm) − S(+3,5 ppm)] / S(0 ppm), где S(Δω) представляет интенсивность сигнала с импульсом насыщения, приложенным при смещении указанной частоты Δω относительно резонанса воды. Положительное значение MTRasym при 3,5 ppm в первую очередь отражает эффект переноса амидного протона, поскольку намагниченность (MT) и ядерные эффекты Оверхаузера примерно симметричны относительно водного резонанса и, следовательно, компенсируются расчётом асимметрии.
Анализ изображений:
Все данные визуализации были независимо проанализированы двумя нейрорадиологами с более чем 5-летним опытом использования программного обеспечения для просмотра изображений. Разграничение региона интереса (ROI) проводилось по следующим стандартизированным процедурам:
Твердая область опухоли: на контрастных изображениях T1WI ROI вручную проводился вдоль усиливающегося края опухоли, тщательно избегая некротических, кистозных и перитухоловых отёков. ROI был рассчитан так, чтобы охватить весь компонент твёрдого усиления на срезе с максимальным диаметром опухоли.
Гиперинтенсивная область T2: На изображениях T2WI был вручную составлен ROI, охватывающий всю гиперинтенсивную область, включая опухоль и окружающий перитухольный отёк. Граница определялась как видимая граница, где гиперинтенсивность встречается с нормально выглядящей паренхимой мозга.
APT Аномальная область сигнала: На картах MTRasym с APT-взвешенными картами, используя противоположно нормально выглядящее белое вещество в качестве ориентира, ROI был ручно составлен для включения всех областей с интенсивностью сигнала выше среднего сигнала эталонной нормальной ткани плюс 2 стандартных отклонения. Этот пороговый подход применялся к тому же срезу, что и максимальный диаметр опухоли. Контралатеральный эталонный ROI был размещён в полуовальном центре в зеркальной точке от опухоли, с площадью примерно 100мм 2.
Для согласованности каждый ROI измерялся три раза на последовательных срезах с центром максимального диаметра опухоли, и среднее значение фиксировалось для анализа. Все оценки ROI проводились независимо двумя рецензентами, и любые расхождения разрешались консенсусом. Согласование между наблюдателями оценивалось с использованием коэффициента корреляции внутриклассов (ICC), при этом ICC > 0,80 указывал на отличное согласие.
Были измерены и рассчитаны следующие параметры:
Средняя интенсивность сигнала APT (APT): среднее значение MTRasym при 3,5 ppm в пределах ROI солидной области опухоли.
Расчёт регионального коэффициента:
RAPT/T2: Отношение площади аномального сигнала APT к площади гиперинтенсивной области T2WI (RAPT / RT2).
RAPT/E: Отношение площади области аномального сигнала APT к площади области контраста T1WI (RAPT / RE).
Клинические показатели исхода
Основными показателями оценки в этом исследовании были параметры визуализации и их диагностическая эффективность, а не терапевтические клинические результаты. Результаты первичной визуализации:средние значения APT для каждой группы (менингиома, LGGs, HGG), а также соотношения RAPT/T2 и RAPT/E для групп LGG и HGG.
Статистический анализ
Непрерывные переменные проверялись на нормальность с помощью теста Шапиро-Вилка. Обычно распределённые данные представлены как среднее ± стандартное отклонение (SD) и сравниваются с односторонним анализом дисперсии (ANOVA) (пост-хок Бонферрони). Ненормальные и порядковые данные представлены как M (Q₁, Q₃) и сравниваются с помощью теста Крускаля-Уоллиса H (тест Данна с коррекцией Бонферрони). Категориальные данные представлены как n (%) и сравниваются с помощью хи-квадрата или точного теста Фишера. Для оценки диагностической эффективности были нанесены ROC-кривые. Все испытания были двусторонними; P < 0,05 считался значимым.