Pituitary腺瘤占脑垂体前叶所有颅内肿瘤的10%-25%。1根据其大小可分为微腺瘤(< 1 cm)和大腺瘤(≥1 cm)，并根据其临床特征进行分类。2切除在他们的管理中起着重要的作用，大多数肿瘤通过经蝶窦入路治疗。3.大多数垂体腺瘤是柔软的，易于用抽吸和轻微刮除术切除。然而，10%-17%的患者一致性较强，这使得手术更具挑战性，风险更高，并可能严重影响手术时间和计划。4，5
自1995年引入医学领域以来，MR弹性成像(MRE)一直是表征组织力学特性的重要非侵入性工具。MRE可以“触诊”组织，从而识别有助于术前手术规划的特征。MRE依赖于横波成像，横波由外部驱动器诱导进入组织，使用相位对比MR脉冲序列并生成弹性图。MRE依赖于两个主要的组织特性:剪切刚度，这是由行波的波长决定的;剪切粘度，由波穿过组织时的能量损失决定。6，7
术前垂体肿瘤一致性的确定在过去已经通过不同的影像学方法进行了研究。开云体育世界杯赔率然而，研究结果是有争议的。8 - 14术前确定肿瘤一致性可以优化术前规划，实现最大限度的安全切除。有助于术前对患者及家属进行手术潜在风险的咨询。8，14
关于MRE在术前诊断垂体腺瘤一致性方面的应用报道有限。15，16在本报告中，我们试图扩大MRE在预测肿瘤一致性方面的价值及其在术前设置中的潜在用途。我们还比较了t2加权序列和MR扩散加权成像(DWI)的值。
开云体育世界杯赔率
经我们的机构审查委员会批准并在前瞻性获得书面同意后，我们评估了2013年9月至2019年7月期间连续接受手术的40例垂体大腺瘤患者。由于MRE分辨率的挑战，我们只纳入了冠状面肿瘤最大直径≥2.5 cm的患者。此外，患者必须有可用性、时间和意愿进行检查。我们排除了在术后记录中未记录肿瘤一致性的患者。所有患者术前均接受MRI和MRE检查。术前计算MRE值。因此，放射科医生不知道手术一致性(即手术中报告的肿瘤一致性)。首席外科医生(J.J.V.G.)对MRE结果一无所知，在他的手术记录中报告了肿瘤的一致性。手术一致性根据以下标准分级:1)软性抽吸术;2)中间部位容易抽吸，但其他部位难以抽吸，需要机械技术，如尖锐解剖; 3) firm—unable to remove with suction requiring sharp dissection.
肿瘤体积测量及切除范围
所有病例均由神经外科医生(S.C.C.)使用Aquarius iNtuition软件进行容量分析，并由神经放射学家(J.H.)确认。分析术前MRI冠状面或轴向钆增强t1加权图像。当对比增强研究不可用时，使用非增强图像。术后MRI(术后3 ~ 6个月)计算肿瘤残余体积。术前和术后肿瘤体积的比较用于计算切除范围(EOR)。全切除(Gross-total resection, GTR)定义为无肿瘤残留证据，切除90% - 99%为近全切除(NTR)，切除90%以下为次全切除(STR)。3T磁共振成像系统(Signa Excite;GE Healthcare)用于常规MRI和MRE的采集。
MRE采集和处理
MRE是根据先前在3T MR扫描仪中描述的协议进行的。17以横波形式的低振幅、60赫兹频率的机械振动被传递到患者的大脑。主动组件由波形发生器、放大器和扬声器组成，位于扫描室外，并通过一根长柔性管连接到位于患者头部下方的标准接收8通道MRI头部线圈中柔软的枕头状被动驱动器。利用自旋回波回波平面成像MRE脉冲序列，对应用的机械振动进行同步运动编码梯度成像。使用以下参数获取图像:TR/TE 3600/62 msec;72 × 72采集矩阵重构为80 × 80;视野24厘米;切片厚度3mm;48个相邻轴向截面;带宽250千赫;平行成像加速因子3; motion encoding in the positive and negative x, y, and z directions; and 8 phase offsets sampled during 1 period of motion at 60 Hz. The time for obtaining the images was less than 4 minutes.
肿瘤硬度计算如下。首先，计算x、y、z方向运动编码的复相位差波图像;然后计算波图像的旋度以去除纵波的影响，并使用(1−)形式的滤波器平滑旋度图像x2）2(1−y2）2(1−z2）2,在那里x, y,z线性间隔为- 1到1 / 5 × 5 × 5窗口。18最后，通过直接反演Helmholtz方程，计算了复合剪切模量。剪切刚度为复剪切模量的大小(|G*|， kPa)。
获得高分辨率的3D t1加权图像，并用于生成感兴趣的肿瘤区域(ROIs)。将t1加权图像配准到MRE空间后，在每个成像切片上手动绘制肿瘤ROI。为了减少周围脑组织对肿瘤刚度估计的影响，对肿瘤面具的边缘进行了1像素的侵蚀。然后将绝对肿瘤硬度值报告为侵蚀的肿瘤roi中所有体素的中位数。然后计算相对于左颞叶白质的肿瘤硬度比。
同样，我们报告了相对DWI表观扩散系数(ADC)、对比前T1和T2肿瘤信号强度与左侧颞叶白质信号强度的比较。5例患者的ADC值不可用，因此他们被排除在这部分分析之外。相对T1信号强度在比较比值≥1.1时为高信号，比值< 1.1 ~ > 0.9时为等信号，比值≤0.9时为低信号。使用类似的截止来确定相对T2信号强度。通过报告与标准解剖标志相比的相对肿瘤信号强度，采样误差被最小化，MRI信号被标准化到个体的MRI扫描。
统计分析
所有统计分析均使用JMP version 14 (SAS)。在事后分析中使用Tukey显着差异的单向方差分析来比较绝对肿瘤硬度值(kPa)和相对肿瘤硬度比与手术一致性等级、相对T1和相对T2信号强度。单向方差分析(Tukey诚实显著差异)也用于比较相对ADC值与手术一致性等级。手术一致性等级与相对T2和T1信号强度及MRE刚度等级的直接比较采用卡方检验，必要时采用Fisher精确检验。p值< 0.05被认为是显著的。
结果
肿瘤特征和患者人口统计学
本研究纳入38例经鼻内窥镜入路(EEA)切除的垂体腺瘤患者。男性22例(57.89%)，女性16例(42.11%)，手术时的中位年龄为54岁(22 - 78岁)。无功能腺瘤32例(84.21%)，生长激素分泌腺瘤5例(13.16%)，促肾上腺皮质激素分泌腺瘤1例(2.63%)。8例(21.05%)患者Knosp等级为2,10例(26.32%)患者Knosp等级为3A, 2例(5.26%)患者Knosp等级为3B, 18例(47.37%)患者Knosp等级为4。Hardy A 4例(10.53%)，Hardy B 12例(31.58%)，Hardy C 3例(7.89%)，Hardy D 4例(10.53%)，Hardy E 15例(39.47%)。MRE提示软性瘤35例(92.11%)，中度瘤2例(5.26%)，实性瘤1例(2.63%)。术前平均肿瘤体积为16.4 cm3.(SD 10.9 cm3.，范围3.5-53厘米3.)．平均最大肿瘤直径3.7 cm (SD 0.87 cm，范围2.5 ~ 6 cm)。10例患者(26.32%)曾在其他地方做过手术。9例(23.68%)患者实现GTR, 15例(39.47%)患者实现NTR，其余14例(36.84%)患者实现STR (表1而且2)．
38例垂体腺瘤的临床特点
| 变量 | 不。例数(%) |
|---|---|
| 性 | |
| 女 | 16 (42.11) |
| 男性 | 22日(57.89) |
| 手术前 | 10 (26.32) |
| 腺瘤类型 | |
| 非功能 | 32 (84.21) |
| 功能 | 6 (15.79) |
| Knosp年级 | |
| 2 | 8 (21.05) |
| 3 | 10 (26.32) |
| 3 b | 2 (5.26) |
| 4 | 18 (47.37) |
| 哈代年级 | |
| 一个 | 4 (10.53) |
| B | 12 (31.58) |
| C | 3 (7.89) |
| D | 4 (10.53) |
| E | 15 (39.47) |
| 肿瘤大小 | |
| ≥4厘米 | 15 (39.47) |
| < 4厘米 | 23日(60.53) |
| 肿瘤卷 | |
| ≥10厘米3. | 10 (26.32) |
| < 10厘米3. | 28日(73.68) |
| MRE上的肿瘤一致性 | |
| 软 | 35 (92.11) |
| 中间 | 2 (5.26) |
| 公司 | 1 (2.63) |
| 手术的一致性 | |
| 软 | 32 (84.21) |
| 中间 | 4 (10.53) |
| 公司 | 2 (5.26) |
| 三次采油 | |
| GTR | 9 (23.68) |
| NTR | 15 (39.47) |
| STR | 14 (36.84) |
38例垂体腺瘤的肿瘤与临床特征及手术一致性的相关性分析
| 特征 | 不。的分 | 软 | 中级&牢固 | p值 |
|---|---|---|---|---|
| 不。的分 | 38 | 32 (84.21%) | 6 (15.79%) | |
| 性 | > 0.99 | |||
| 男性 | 22 | 18 (56.25%) | 4 (66.67%) | |
| 女 | 16 | 14 (43.75%) | 2 (33.33%) | |
| 平均年龄(±SD) | 53±14.7 | 58±16.6 | 0.50 | |
| 腺瘤类型 | > 0.99 | |||
| 功能 | 6 | 5 (15.63%) | 1 (16.67%) | |
| 非功能 | 32 | 27 (84.38%) | 5 (83.33%) | |
| Knosp年级 | 0.66 | |||
| 2-3A | 18 | 16 (50.00%) | 2 (33.33%) | |
| 3 b-4 | 20. | 16 (50.00%) | 4 (66.67%) | |
| 哈代年级 | 0.17 | |||
| 得了 | 19 | 18 (56.25%) | 1 (16.67%) | |
| d e | 19 | 14 (43.75%) | 5 (83.33%) | |
| 肿瘤大小 | > 0.99 | |||
| ≥4厘米 | 15 | 13 (40.63%) | 2 (33.33%) | |
| < 4厘米 | 23 | 19 (59.38%) | 4 (66.67%) | |
| 肿瘤卷 | > 0.99 | |||
| ≥10厘米3. | 28 | 23 (71.88%) | 5 (83.33%) | |
| < 10厘米3. | 10 | 9 (28.13%) | 1 (16.67%) |
Pts =病人。
剪切刚度与肿瘤一致性
所有腺瘤的剪切刚度平均值为1.8 kPa(范围1.1-3.7 kPa)，而对照左侧颞叶白质ROIs的刚度平均值为2.7 kPa(范围2-3.2 kPa)。因此，我们整个队列的平均相对肿瘤硬度比为0.66(范围为0.37-1.6)。通过手术分类，我们的队列包括32例(84.21%)软性肿瘤，4例(10.53%)中等肿瘤，2例(5.26%)硬性肿瘤，平均硬度值分别为1.7、2.1和2.8 kPa。因此，各组的相对肿瘤硬度比分别为0.61、0.77和1.1。
术中肿瘤一致性与绝对MRE刚度值(p = 0.0087)和相对MRE刚度比(p = 0.007)显著相关。肿瘤的绝对硬度和硬度比在硬性肿瘤和软性肿瘤之间均有统计学差异，而在软性肿瘤和中性肿瘤和硬性肿瘤之间无统计学差异(表3而且4)．MRE肿瘤硬度值与其他测量参数(包括相对T2信号强度、相对T1信号强度、EOR和肿瘤病理)无关。
绝对MRE刚度值与手术结果的相关性
| 手术的一致性 | 平均kPa比值(SE) | p值 |
|---|---|---|
| 绝对MRE刚度值 | 0.0087 | |
| 软 | 1.62 (0.09) | |
| 中间 | 2.0 (0.26) | |
| 公司 | 2.77 (0.36) | |
| 事后Tukey两两比较 | ||
| Firm-intermediate | 0.206 | |
| 软坚 | 0.010 | |
| Soft-intermediate | 0.345 |
SE =标准误差。
以加粗字体表示有统计学意义。
相对MRE刚度比与手术结果的相关性
| 手术的一致性 | 平均kPa比值(SE) | p值 |
|---|---|---|
| 相对MRE刚度值 | 0.007 | |
| 软 | 0.61 (0.04) | |
| 中间 | 0.77 (0.11) | |
| 公司 | 1.13 (0.16) | |
| 事后Tukey两两比较 | ||
| 软坚 | 0.008 | |
| Soft-intermediate | 0.382 | |
| Intermediate-firm | 0.168 |
以加粗字体表示有统计学意义。
相对ADC值与术中肿瘤一致性无相关性(p = 0.97) (表5)．术中肿瘤的一致性与相对T2信号强度、相对T1信号强度均无相关性。
肿瘤相对ADC与手术一致性的相关性
| 手术的一致性 | 平均相对ADC比(SE) | p值 |
|---|---|---|
| 软 | 1.03 (0.07) | |
| 中间 | 1.01 (0.23) | |
| 公司 | 0.97 (0.28) | 0.973 |
由于缺乏术前ADC图，5例患者被排除在本分析之外。
手术的结果
9例(23.68%)患者实现GTR, 15例(39.47%)患者实现NTR，其余14例(36.84%)患者实现STR。EOR与肿瘤一致性无显著性差异。软性肿瘤的平均手术时间为169分钟，而中度和坚固性肿瘤的平均手术时间为257分钟(p = 0.0002) (表6)．
手术结果基于肿瘤的一致性
| 结果测量 | 软性肿瘤，n = 32 | 牢固和中度肿瘤，n = 6 | p值 |
|---|---|---|---|
| 三次采油 | |||
| GTR | 8 (25.00%) | 1 (16.67%) | 0.65 |
| NTR | 13 (40.63%) | 2 (33.33%) | 0.73 |
| STR | 11 (34.38%) | 3 (50.00%) | 0.46 |
| 有并发症的患者总数 | 4 (12.50%) | 3 (50.00%) | 0.02 |
| 平均操作时间(min)(±SD) | 169±38.6 | 257±30.9 | 0.0002 |
以加粗字体表示有统计学意义。
最常见的并发症是术后脑脊液漏，发生4例(10.53%)，需要再次手术或放置腰椎引流管进行处理。其次常见的并发症是术后出现新的垂体缺损，3例(7.89%)。1例(2.63%)出现短暂性脑神经(CN) III麻痹(表7)．在6例中重度肿瘤患者中，3例(50.00%)有并发症，而软性肿瘤组有4例(12.50%)有并发症(p = 0.02)。
并发症和肿瘤一致性
| 并发症 | 软，n = 32 | 中级&坚固，n = 6 |
|---|---|---|
| 脑脊液漏 | 2 (6.25%) | 2 (33.33%) |
| 新的垂体缺陷 | 2 (6.25%) | 1 (16.67%) |
| 短暂性CN麻痹 | 0 | 1 (16.67%) |
1例有2例并发症。
说明情况
案例1
75岁男性，继发于无功能垂体腺瘤，双颞部偏视。肿瘤累及双侧海绵窦，严重压迫视交叉。术前MRE显示为实性肿瘤，kPa升高至5.4 (图1一个)．在MRI t2加权(图1 b)和t1加权(图1 c)序列，肿瘤呈等强度。患者接受了EEA检查，结果显示为纤维性肿瘤。病理报告显示有密集网状蛋白的促性腺瘤(图1 d)在大面积的腺瘤内沉积，与术中所见的实性肿瘤相一致。
说明性案例1。无功能垂体腺瘤，手术一致性强。绝笔(一个)，结果发现肿瘤比正常大脑更牢固。t2加权(B)和t1加权(C)序列分别显示高、低信号肿瘤。网状蛋白染色(D)显示致密网状蛋白沉积。原始放大×10。彩色图片只在网上提供。
讨论
本研究为MRE在预测垂体腺瘤一致性方面的预测价值提供了强有力的证据。相对肿瘤硬度比比绝对肿瘤硬度值与术中肿瘤一致性的相关性更强。这可能反映了标准化比率的高可靠性，其中将肿瘤硬度与周围脑组织硬度正常化可以减少任何不是特别由于肿瘤一致性造成的变化。肿瘤硬度比在软性肿瘤与硬性肿瘤之间有显著性差异，而在软性肿瘤与中、中硬性肿瘤之间无显著性差异。这可能部分是由于样本量小，部分是由于我们参考标准的定性。
大多数腺瘤粘稠度较软，经蝶窦入路切除效果良好。3.然而，高达17%的腺瘤是坚固的一致性，是实现GTR更具挑战性的病变。4，5，19在我们的系列中，只有5%的肿瘤具有牢固的一致性。因此，一些研究尝试使用不同的成像方式来术前确定肿瘤的一致性，从而改变手术方法和术前计划。12，20据我们所知，该研究队列是评估MRE在术前确定垂体腺瘤一致性方面疗效的最大队列。15，16
MRE是一种非侵入性的工具，有助于预测体内组织力学特性。6它已被研究作为评估弥漫性脑病理(如痴呆和衰老)和局灶性病理(包括胶质瘤和脑膜瘤)的工具。16，24 - 26日MRE不仅在确定肿瘤一致性方面，而且在预测胶质瘤中的IDH突变等潜在病理方面，都显示出有希望的结果。17
以往的数据表明，常规MR序列在预测肿瘤一致性方面的价值不一致。5，12，20.，22，-为了使测量标准化并提高准确性，许多研究将肿瘤信号强度与固定的解剖标志进行了比较，如颞叶白质、小脑梗或脑桥;然而，这些结果对t2加权成像的预测价值并不一致。12，22，30.，31
关于DWI测定腺瘤一致性的研究有不一致的发现。Pierallini等人在一项使用1.5T MRI进行的研究中，能够将软性肿瘤的一致性与较低的ADC值联系起来。4另一方面，Boxerman et al.和Suzuki et al.发现较软的肿瘤与较高的ADC值相关，换句话说，与较少的扩散限制相关。32，33这些相互矛盾的结果可能是由于图像采集协议的差异或鞍区由于靠近鼻窦而导致的较大图像失真。23
为了克服1.5T和3T t2加权和DWI MRI序列中的体素平均和相对较低的信噪比，研究了许多不同的成像工具。Yamamoto等人的一项研究显示，增强3D FIESTA MRI技术在定义腺瘤一致性方面具有显著的预测价值。21对比增强3D FIESTA MRI也能更好地显示垂体腺瘤附近的重要解剖结构，增加了这些序列在术前规划中的重要性。34随着7T MRI可用性的提高，一些作者提出了使用更高分辨率的7T MRI的传统序列的预测能力的提高。Yao等人的一项研究比较了软性和硬性垂体肿瘤的t2加权信号，结果显示平均t2加权信号强度没有显著差异。然而，当进行体素分析时(由于7T mri的高平面分辨率，这是唯一可行的)，较软的肿瘤比局部灰质有更多的体素和更高的信号强度。10Rutland等人通过7T MRI检测到肿瘤一致性与ADC图之间存在显著相关性，较软的肿瘤具有较大的ADC值。23
预测围手术期腺瘤硬度可以更好地了解手术风险。在这项研究中，与中等和较硬的肿瘤患者相比，较软的肿瘤患者的并发症更少。较硬的肿瘤比较软的肿瘤需要更多的牵引和操作来切除，使脑下垂体和周围的神经血管结构处于危险之中。在我们的系列病例中，有一位MRE诊断正确的硬性腺瘤患者出现了短暂的继发性CN III瘫痪。术后即刻红细胞压积显示鞍上和脑周池内蛛网膜下腔出血，可能是肿瘤操作所致。
通过预测围手术期肿瘤的硬度，外科医生可以决定一个病例是否更适合延长暴露时间，不同的切除策略(即，对较硬的肿瘤进行囊外剥离)，或者需要不同的器械，如更锋利的器械或超声吸引器。
影响提高采收率的因素有几个。海绵窦浸润、肿瘤大小和肿瘤体积被认为是最重要的。35，36在Knosp 3B和4肿瘤患者中，海绵窦侵犯率最高，因此EOR最低。37任何平面最大直径≥4 cm，体积≥10 cm的肿瘤3.与较高的STR可能性和更高的发病率相关。1，38肿瘤的一致性是影响提高采收率的另一个因素。13，39在Rutkowski等人最近发表的一项研究中，19肿瘤一致性等级较低的患者更有可能接受GTR。然而，当控制大小和侵袭时，这种关联在多变量模型上不显著。在我们的研究中，一致性本身并不是预测GTR的一个重要因素，尽管存在一种趋势。
限制
本研究也面临着一些局限性，包括腺瘤的平均大小较大，单刀术中对肿瘤一致性的评估。此外，我们的结果目前应用有限，因为需要专门的硬件，这在临床实践中并不广泛。然而，随着越来越多的证据和成像技术的进步，MRE可以整合到常规成像方案中。另一个限制是，即使事后Tukey检验肿瘤硬度比在坚固性和柔软性肿瘤一致性之间显示有统计学意义的差异，但在其他一致性组之间两两比较不显著。我们只纳入了≥2.5 cm的肿瘤，因为在较小的肿瘤中测量刚度并不能提供准确的刚度估计，除非显著提高图像分辨率或进一步改进后处理技术来纠正边缘伪影。未来的高分辨率、无失真技术的研究可能会解决这个问题。
结论
我们的研究表明，MRE是术前预测垂体大腺瘤肿瘤一致性的有价值的工具。遗憾的是，传统的T1和t2加权信号强度，即使在3T MRI的高分辨率下，也不能准确预测肿瘤的一致性，从而限制了其作为手术规划工具的用途。尽管如此，术前肿瘤一致性的知识可以有广泛的临床应用，如改进手术计划，向患者咨询潜在的手术风险，以及估计手术时间。进一步的研究，包括病理结果与MRE的相关性，以及改进的技术，将有望提高MRE在临床实践中的有效性和适用性。
致谢
这项工作得到了美国国立卫生研究院的资助(R01EB001981, R01 NS113760和U01EB02445)。
披露的信息
Ehman博士直接拥有Resoundant, Inc.的股票，他是Mayo Clinic的专利持有人，并从Mayo Clinic获得版税。Dr. houston和Mayo Clinic与Resoundant, Inc.有财务关系;他们拥有本研究中使用的一些技术的知识产权和潜在的经济利益。
作者的贡献
概念和设计:Cohen-Cohen。数据获取:Cohen-Cohen, Helal。数据分析和解释:Cohen-Cohen, Helal, Ball, Van Gompel。文章起草:科恩-科恩，鲍尔。批判性地修改文章:休斯顿，科恩-科恩，尹，埃曼，范·冈佩尔。审阅提交的手稿版本:Cohen-Cohen, Yin, Ehman, Van Gompel。批准最终版本的手稿代表所有作者:休斯顿。统计分析:Cohen-Cohen, Helal, Yin。研究指导:休斯顿。
补充信息
之前的演讲
这项工作的一部分于2020年2月9日在德克萨斯州圣安东尼奥举行的北美头骨基地协会(NASBS)上展出。
