胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤,好发于45岁以上成年人,预后很差。与正常细胞不同,即使在氧气充足的情况下,大多数癌细胞主要通过糖酵解和乳酸发酵获得能量,这种现象称为Warburg效应。Warburg效应有利于胶质瘤的生长,但会导致生长中的肿瘤中经常存在缺氧。缺氧会增加细胞增殖和侵袭,促进新生血管形成,以上生物学行为均会影响疾病的总生存期。但在临床上暂时还缺乏简便易行而且能直接测量缺氧的手段;此外,胶质瘤瘤周区域中存在肿瘤细胞并具有一定生物活性,这可能也是导致肿瘤复发及影响生存期的因素之一。因此本文采用多参数定量MRI方法针对胶质瘤及瘤周区域缺氧及其一系列生物学行为进行了影像学研究。我们运用定量 BOLD(quantitative blood oxygenation level dependent,qBOLD)研究胶质瘤肿瘤及瘤周区域的氧代谢、细胞密度和灌注情况,结果发现了与异柠檬酸脱氢酶(isocytratedehselleckydrogenase,IDH)1突变型胶质瘤患者相比,IDH 1野生型胶质瘤在肿瘤区及瘤周区域氧代谢参数值较高,细胞密度参数及灌注参数值也相对较高,这可能提示与IDH 1突变型胶质瘤患者相比,IDH1野生型胶质瘤在肿瘤区及瘤周区域更缺氧,此外细胞增殖及肿瘤血管生成更明显。为了进一步证明这个研究结果,我们用多参数定量磁共振(如DKI、IVIM、ASL)序列来进一步研究了胶质瘤肿瘤区及瘤周区域的细胞密度及肿瘤血管情况,并分别评估了细胞密度与细胞增殖指数Ki-67之间的相关性。研究结果在肿瘤区域,IDH1野生型比IDH1突变型胶质瘤表现出更低的扩散率、更高的灌注值和更高的峰度参数,而在瘤周区域灌注参数呈增高趋势,但无统计学意义。另外,肿瘤区反应细胞密度参数与增殖指数Ki-67具有一定的相关性。由于IDH1野生型以高级别胶质瘤居多,那不同级别胶质瘤之间的肿瘤区及瘤周区域的细胞密度情况以及与增殖指数Ki-67的相关性如何;因此本章又用定量扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaginNSC125066g,DKI)序列来描述肿瘤区和瘤周区域细胞密度变化,结果显示随着级别升高,DKI序列中的峰度参数值在肿瘤区升高,但在瘤周区域峰度参数值在Ⅱ级和Ⅲ级胶质瘤之间呈现随级别Biogenic Mn oxides增高,峰度参数呈增高趋势,但Ⅳ级胶质瘤峰度参数有所下降;此外,肿瘤区的峰度参数及扩散参数与增殖指数Ki-67均具有一定的相关性。另外,细胞增殖和肿瘤血管形成等生物学行为均会影响治疗疗效及疾病预后,因此在本文我们用描述细胞密度的扩散异质性参数和描述血管的灌注参数来进行了总生存期的分析。结果发现描述细胞密度的扩散异质性参数和描述血管的灌注参数与总生存期均显著相关。综上所述,本文主要采用多参数定量MRI来评估胶质瘤肿瘤区及瘤周区域氧代谢、细胞密度及血管灌注情况,揭示胶质瘤不同区域的生物学行为,进一步了解肿瘤细胞的侵袭行为,为早期预测肿瘤复发和确定肿瘤范围提供科学依据。