多模態(tài)磁共振技術(shù)在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值

葛光治，楊藝，張強(qiáng)

多模態(tài)磁共振技術(shù)在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值

葛光治，楊藝，張強(qiáng)

目的探討聯(lián)合應(yīng)用彌散加權(quán)成像(DWI)、灌注加權(quán)成像(PWI)、磁共振波譜成像(MRS)等磁共振成像技術(shù)對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷的鑒別診斷價(jià)值。方法回顧性分析2011年1月－2013年12月32例在北京軍區(qū)總醫(yī)院就診的膠質(zhì)瘤術(shù)后放療患者的臨床及影像學(xué)資料，其中膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)15例，放射性腦損傷17例。分析32例患者的DWI、PWI、MRS等磁共振影像學(xué)資料，比較異常強(qiáng)化區(qū)與對(duì)側(cè)正常區(qū)的磁共振表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)、自動(dòng)生成腦血容量(CBV)、腦血流量(CBF)、平均通過時(shí)間(MTT)、膽堿(Cho)/磷酸肌酸(Cr)比值及Cho/N-乙酰天門冬氨酸(NAA)比值。結(jié)果膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組ADC值與放射性腦損傷組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組相對(duì)腦血流量(rCBF)、相對(duì)腦血容量(rCBV)的最大值和平均值明顯高于放射性腦損傷組(P<0.05)，相對(duì)平均通過時(shí)間(rMTT)的最大值和平均值與放射性腦損傷組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組的Cho/Cr和Cho/NAA比值均明顯高于放射性腦損傷組(P<0.05)。對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷靈敏度，單用PWI為80%，單用MRS為73.3%，PWI聯(lián)合MRS為93.3%。對(duì)放射性腦損傷的診斷靈敏度，單用PWI為82.4%，單用MRS為70.6%，PWI聯(lián)合MRS為88.2%。結(jié)論聯(lián)合應(yīng)用多模態(tài)磁共振成像技術(shù)可提高膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷的診斷準(zhǔn)確性，為臨床治療提供良好的指導(dǎo)。

神經(jīng)膠質(zhì)瘤；腫瘤復(fù)發(fā)，局部；腦損傷，放射性；彌散加權(quán)成像；灌注加權(quán)成像；磁共振波譜成像

膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤，其生長(zhǎng)具有浸潤(rùn)性，因而手術(shù)切除后常輔以放療及靶向化療。術(shù)后常規(guī)放療可以殺死腫瘤細(xì)胞或抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，增強(qiáng)手術(shù)治療效果，延長(zhǎng)患者生存期，但同時(shí)也會(huì)引起腦組織的放射性損傷。臨床上及常規(guī)影像檢查很難分辨膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷[1]，而正確診斷對(duì)于臨床醫(yī)師選擇治療方案以及改善患者預(yù)后均有重要意義。本文通過對(duì)磁共振技術(shù)包括彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、灌注加權(quán)成像(perfusion weighted imaging，PWI)及磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)等相關(guān)參數(shù)的研究，探討DWI、PWI及MRS多模態(tài)磁共振技術(shù)在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷臨床鑒別診斷中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2011年1月－2013年12月在北京軍區(qū)總醫(yī)院就診的膠質(zhì)瘤術(shù)后行放療的患者32例，其中男24例，女8例，年齡41.0±7.3(18～67)歲。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組15例，放射性腦損傷組17例，均通過二次手術(shù)病理結(jié)果及隨診觀察證實(shí)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均有腦腫瘤手術(shù)切除史，術(shù)后病理證實(shí)為Ⅱ-Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤；②手術(shù)切除后均行總劑量為50～65Gy的放射治療；③在隔3～6個(gè)月進(jìn)行MR隨訪復(fù)查中出現(xiàn)異常強(qiáng)化病灶。10例患者行二次手術(shù)、9例行穿刺活檢，病理結(jié)果證實(shí)其中6例為放射性腦損傷壞死，13例為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)；13例患者經(jīng)MR隨診觀察6個(gè)月～ 1年后，11例病灶減小、占位效應(yīng)減輕，考慮為放射性腦損傷，2例病灶強(qiáng)化范圍增大，水腫范圍增加，征象惡化，考慮為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)。

1.2 檢查方法 所有患者均采用磁共振掃描儀(GE公司，Signa 3.0T HDxt)及相控陣8通道頭顱線圈行MR常規(guī)及DWI平掃，然后再行PWI灌注掃描及常規(guī)增強(qiáng)掃描，在強(qiáng)化病灶的基礎(chǔ)上行MRS掃描?；颊呒凹覍僭跈z查前均簽署知情同意書，檢查前囑患者盡量保持頭部不動(dòng)，工作人員用柔軟物體填充患者頭部?jī)蓚?cè)，防止不自主運(yùn)動(dòng)。

32例患者的常規(guī)及增強(qiáng)掃描包括：T2WI TR/ TE 5000ms/119.4ms，T1WI TR/TE 1750ms/24ms，F(xiàn)OV 22cm×22cm，矩陣384×224；DWI檢查序列b值為1000s/mm2，TR/TE 5000ms/75.1ms，層厚6.0mm，層間距1.0mm，F(xiàn)OV 22cm×22cm，矩陣320×224。PWI序列應(yīng)用高壓注射器肘前靜脈團(tuán)注Gd-DTPA 20ml(0.2～0.4ml/kg)，注射流率5ml/s，采用多層采集方式(GRE-EPI)進(jìn)行圖像采集，TR 1600ms，TE 40ms，F(xiàn)OV 24cm×24cm，矩陣128×128，層厚6.0mm，層間距1.0mm，每層面采集兩組圖像后團(tuán)注對(duì)比劑，再注入等量生理鹽水沖洗導(dǎo)管，每層面采集50幅圖像。灌注成像結(jié)束后，重復(fù)橫軸面、矢狀面及冠狀面T1WI常規(guī)增強(qiáng)掃描，并以MR增強(qiáng)掃描圖像為基礎(chǔ)進(jìn)行MRS測(cè)量區(qū)域的定位，選取強(qiáng)化最明顯的區(qū)域和對(duì)側(cè)正常腦組織為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，MRS采用點(diǎn)解析波譜序列(point-resolved spectroscopy sequence，PRESS)以及激勵(lì)回波序列(stimulated echo acquision mode，STEAM)進(jìn)行信號(hào)采集，TR 2000ms，TE 144ms，集次數(shù)512次。采集數(shù)據(jù)時(shí)為提高敏感性，盡量應(yīng)用飽和帶避免來自鄰近組織的干擾，盡量減少腦脊液的部分容積效應(yīng)，為避免頭皮脂肪污染，ROI離顱骨至少5～10mm，鄰近靜脈竇也需排除。檢查結(jié)束后，DWI、PWI及MRS的原始數(shù)據(jù)圖像傳至GE ADW 4.4工作站進(jìn)行后處理分析。

1.3 數(shù)據(jù)采集 表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)數(shù)據(jù)采集：DWI原始數(shù)據(jù)傳至GE ADW 4.4工作站進(jìn)行后處理，利用Functool軟件自動(dòng)重建生成磁共振ADC圖，結(jié)合T1WI增強(qiáng)圖像，在增強(qiáng)明顯的病灶區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)內(nèi)手工繪制ROI，大小為20～40mm2，獲得強(qiáng)化區(qū)/對(duì)側(cè)區(qū)ADC比值，即rADC。所選ROI的ADC值由Functool軟件自動(dòng)計(jì)算得出。每例患者測(cè)量強(qiáng)化病灶內(nèi)3個(gè)不同ROI的ADC比值，取其平均值，從而減少主觀測(cè)量誤差。

PWI血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)處理：將原始圖像導(dǎo)入工作站，采用去卷積灌注軟件進(jìn)行分析，自動(dòng)生成腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、平均通過時(shí)間(mean transit time，MTT)偽彩圖，ROI在強(qiáng)化最明顯區(qū)域和對(duì)側(cè)鏡像區(qū)相對(duì)正常的腦白質(zhì)內(nèi)選擇，計(jì)算強(qiáng)化區(qū)/對(duì)側(cè)CBV比值(rCBV)。在ROI內(nèi)測(cè)量3次取平均值以盡可能減少人為因素影響。相同方法計(jì)算rCBF、rMTT。

MRS圖像處理：將原始圖像導(dǎo)入ADW 4.4后處理工作站，由Functool軟件自動(dòng)完成信號(hào)平均、基線校正、代謝物識(shí)別及峰值計(jì)算，觀察代謝物N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)、膽堿(choline，Cho)、肌酸/磷酸肌酸(creatine，Cr)、乳酸(Lactate，Lac)、脂質(zhì)(Lipids，Lip)的波峰值，獲得病變區(qū)域Cho/Cr、Cho/NAA比值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷區(qū)的最大和平均rADC、rCBF、rCBV、rMTT以及Cho/Cr、Cho/ NAA比值。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

在T1WI增強(qiáng)圖像中，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)(圖1A，右側(cè))及放射性腦損傷(圖2A，左側(cè))均表現(xiàn)為不均勻的異常強(qiáng)化信號(hào)，周圍可見不同程度的占位效應(yīng)，無法鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)(圖1C)及放射性腦損傷(圖2C)強(qiáng)化區(qū)域DWI彌散均受限，ADC明顯增高。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病例右側(cè)病灶區(qū)ADC(圖1D)為1.25，對(duì)側(cè)正常組織ADC為0.691，rADC為1.81。放射性腦損傷病例左側(cè)病灶區(qū)ADC(圖2D)為1.31，對(duì)側(cè)正常組織ADC為0.758，rADC為1.73。

膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病例病灶區(qū)CBF(圖1E)及CBV(圖1F)與對(duì)側(cè)比較均明顯增高，而MTT(圖1G)與對(duì)側(cè)比較變化不明顯；灌注時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(圖1H)也提示病灶區(qū)灌注明顯高于對(duì)側(cè)區(qū)，而灌注時(shí)間變化不顯著。放射性腦損傷病例病灶區(qū)CBF(圖2E)及CBV(圖2F)與對(duì)側(cè)比較均明顯減低，而MTT(圖2G)與對(duì)側(cè)比較變化不明顯；灌注時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(圖2H)提示左側(cè)放射性腦損傷區(qū)灌注明顯低于對(duì)側(cè)區(qū)，而灌注時(shí)間變化不顯著。定量分析顯示，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組中rCBF、rCBV均明顯增高，放射性腦損傷組rCBF、rCBV均明顯減低，rMTT變化不明顯(表1)。

圖1 膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病例的T1WI增強(qiáng)、MRS、DWI、ADC、CBF、CBV、MTT及灌注時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線Fig. 1 T1WI enhancement, MRS, DWI, ADC, CBF, CBV, MTT and perfusion time - signal intensity curve of glioma recurrence patientA. T1WI enhancement; B. MRS; C. DWI; D. ADC; E. CBF; F. CBV; G. MTT; H. Perfusion time-signal intensity curve

圖2 放射性腦損傷病例的T1WI增強(qiáng)、MRS、DWI、ADC、CBF、CBV、MTT及灌注時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線Fig. 2 T1WI enhancement, MRS, DWI, ADC, CBF, CBV, MTT and perfusion time-signal intensity curve of radiation brain injury patientA. T1WI enhancement; B. MRS; C. DWI; D. ADC; E. CBF; F. CBV; G. MTT; H. Perfusion time-signal intensity curve

膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病例MRS(圖1B)譜線顯示Cho峰增高，Cr、NAA峰減低，Cho/Cr比值為6.69，Cho/ NAA比值為2.90。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組中2例患者出現(xiàn)高聳的Lip峰，2例患者出現(xiàn)增高或倒置的Lac峰。放射性腦損傷病例MRS(圖2B)譜線顯示Cho峰減低，Cr、NAA峰低平，見明顯Lip峰及Lac峰，Cho/Cr比值為1.94，Cho/NAA比值為1.26。放射性腦損傷組中3例患者僅見高大的Lip峰，2例患者Cho、Cr、NAA、Lac、Lip均未測(cè)出，為一較平坦的曲線。與放射性腦損傷組比較，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組Cho/Cr、Cho/NAA比值均明顯升高(表1)。

表1 膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組及放射性腦損傷組rADC、rCBF、rCBV、rMTT、Cho/Cr比值、Cho/NAA比值比較Tab. 1 Comparisons of rADC, rCBF, rCBV, rMTT, Cho/Cr and Cho/NAA between glioma recurrence group and radiation injury group

與放射性腦損傷組比較，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組rCBF、rCBV、Cho/Cr和Cho/NAA比值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但兩組rMTT、rADC比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1)。

膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組(1 5例)采用P W I、M R S、PWI+MRS檢測(cè)出的陽性例數(shù)分別為12、11、14例，放射腦損傷組(17例)采用PWI、MRS、PWI+MRS檢測(cè)出的陽性例數(shù)分別為14、12、15例。單用PWI的診斷靈敏度膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組為80.0%(12/15)，放射性腦損傷組為82.4%(14/17)。單用M R S的診斷靈敏度膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組為73.3%(11/15)，放射性腦損傷組為70.6%(12/17)。聯(lián)合應(yīng)用PWI和MRS診斷膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的靈敏度為93.3%(14/15)，診斷放射性腦損傷的靈敏度為88.2%(15/17)，明顯高于單用PWI或MRS。

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤是成人最常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，占全部腦腫瘤的35%～60%。由于其生長(zhǎng)具有浸潤(rùn)性，外科手術(shù)難以徹底切除，所以臨床治療常以外科手術(shù)為主，術(shù)后輔以放射治療及靶向化療[2]。放射線對(duì)神經(jīng)組織有直接損傷作用，可引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞脫髓鞘、變性甚至死亡，對(duì)大血管的損害則是使其退變硬化[3]。約20%的膠質(zhì)瘤患者腦部放療后會(huì)出現(xiàn)不同程度的放射性腦損傷，在放射性腦損傷的早期，組織周圍會(huì)出現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死，血管壁纖維蛋白變性，彈性降低，后期血管腔狹窄閉塞，管壁玻璃樣變，瘢痕形成及毛細(xì)血管擴(kuò)張等，引起腦水腫、缺血性退行性改變甚至液化壞死[4]。放射劑量越大，放射性腦損傷出現(xiàn)地越早，腦組織水腫及臨床癥狀越明顯。放射性腦損傷可導(dǎo)致血腦屏障破壞，因而在常規(guī)影像上難以區(qū)分手術(shù)切除區(qū)、放療區(qū)內(nèi)新出現(xiàn)的強(qiáng)化病灶是膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)還是放射性腦損傷。隨著磁共振的分子影像學(xué)技術(shù)DWI、PWI、MRS等越來越多地運(yùn)用于臨床診斷中，為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性腦損傷的鑒別診斷提供了可靠的影像學(xué)依據(jù)。

3.1 DWI在鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷中的應(yīng)用 DWI通過觀察水分子的彌散運(yùn)動(dòng)反映組織的結(jié)構(gòu)功能特征，DWI圖像呈低信號(hào)時(shí)，表明水分子彌散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，其定量分析圖顯示ADC值增大，反之表明水分子彌散受限，ADC值減小。目前已廣泛應(yīng)用于急性腦缺血、腦腫瘤和膿腫等的鑒別診斷。DWI可通過測(cè)定ADC對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷進(jìn)行定量分析。放射性腦損傷時(shí)的腦組織水腫、神經(jīng)膠質(zhì)增生、脫髓鞘、壞死、囊變及異常強(qiáng)化灶均影響水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使其ADC值顯著低于正常腦組織。在進(jìn)行性或永久性放射性腦損傷中，ADC值減低，而且ADC值減低程度與腦組織損傷明顯相關(guān)，即ADC值越低其永久性損傷的可能性越大[5]。腫瘤復(fù)發(fā)時(shí)腫瘤細(xì)胞密集、細(xì)胞間隙小，腫瘤細(xì)胞核/質(zhì)比值大，以及細(xì)胞毒性水腫會(huì)導(dǎo)致ADC減低，但腫瘤的新生血管會(huì)導(dǎo)致ADC值增加[6]。Zeng 等[7]的研究結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)部位ADC值低于非復(fù)發(fā)組，Hein等[8]研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組織ADC值低于放射性腦損傷組織。

本研究結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組和放射性腦損傷組rADCmean分別為1.55±0.22和1.61±0.17，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ADC檢測(cè)的影響因素較多，腫瘤的微血管再生可能會(huì)使ADC值升高，而放療后組織內(nèi)部的成分不是單一的，不同成分對(duì)ADC值的影響不同，組織膠質(zhì)增生以及巨噬細(xì)胞吞噬浸潤(rùn)可使ADC值減低，出血、壞死、鈣化等也會(huì)對(duì)ADC值產(chǎn)生較大影響，同一病變?cè)诓煌±黼A段其水分子彌散情況也不盡相同，且本組患者例數(shù)較少，可能偏向集中于某一階段，故膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷時(shí)ADC值有無差異尚需通過更大樣本研究進(jìn)行探索。

3.2 PWI在鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷中的應(yīng)用 PWI是通過增強(qiáng)對(duì)比劑在腦組織中的首過效應(yīng)反映組織的毛細(xì)血管微循環(huán)，提供腦組織血流動(dòng)力學(xué)變化情況的磁共振成像方法。PWI圖像經(jīng)過后處理，繪制出時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度變化曲線，利用曲線可計(jì)算出腦相對(duì)血流量(rCBF)、相對(duì)血容積(rCBV)及相對(duì)平均通過時(shí)間(rMTT)等多種相關(guān)參數(shù)。腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及新陳代謝加快，導(dǎo)致腫瘤組織局部處于低糖、低氧狀態(tài)，刺激血管異常增生，故新生血管豐富程度是判斷腫瘤良惡性程度、WHO分級(jí)及腫瘤放化療后復(fù)發(fā)與否的重要指標(biāo)[9]。Hu等[10]的研究表明，腫瘤的新生血管發(fā)育不完善，相對(duì)于正常組織的血管，其走行迂曲密集、血管壁通透性增加，而放射性腦損傷區(qū)由于缺乏新生血管以及血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死，血管腔狹窄，局部呈缺血低灌注改變。PWI參數(shù)很容易量化這種血管狀態(tài)。在腦腫瘤灌注的定量描述中，最常用的參數(shù)為CBV，而CBF、MTT等應(yīng)用較少。CBV能反映局部組織微血管分布及灌注情況，與腫瘤血管再生和微血管密度呈正相關(guān)[11-12]。

本研究結(jié)果顯示，15例放療后膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者，rCBVmean為3.21±1.22，rCBFmean為2.31±1.03，均明顯大于放射性腦損傷患者(r C B Vm e a n為0.83±0.71，rCBFmean為0.69±0.47)，而rMTT兩組比較無明顯差異。Bobek-Billewicz等[13]通過患側(cè)CBV/健側(cè)CBV計(jì)算腦內(nèi)CBV鏡像相對(duì)比值，即rCBV，以rCBVmax>1.7或rCBVmean>1.25判定為腫瘤復(fù)發(fā)，rCBVmax<1.0或rCBVmean<0.5判定為放射性腦損傷。本組研究中，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組rCBVmax及rCBVmean均符合該標(biāo)準(zhǔn)，放射性腦損傷組rCBVmax為1.35±0.58，rCBVmean為0.83±0.71，均大于該標(biāo)準(zhǔn)，這可能是由于放射性腦損傷處于急性期及亞急性期時(shí)，炎性因子刺激導(dǎo)致血管反應(yīng)性增生或者局部組織尚未完全損傷壞死，表現(xiàn)為組織灌注輕度增高，但又低于正常的腦組織所致。單純的放射性腦損傷表現(xiàn)為明顯的低灌注，但膠質(zhì)瘤術(shù)后患者的放射性腦損傷與膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)不是簡(jiǎn)單的有或無的關(guān)系，可能會(huì)出現(xiàn)二者并存的情況，但尚有待于大樣本研究及進(jìn)一步臨床病理分析證實(shí)。

3.3 MRS在鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷中的應(yīng)用 MRS可通過無創(chuàng)的形式檢測(cè)組織生化特征和體內(nèi)代謝產(chǎn)物的變化。在膠質(zhì)瘤患者中腫瘤細(xì)胞增殖異常，呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，侵犯正常神經(jīng)元胞體及軸突，導(dǎo)致其功能損害，使局部NAA峰值顯著下降。Cho是細(xì)胞膜磷脂代謝的成分之一，參與細(xì)胞膜的合成與代謝，反映了細(xì)胞膜的合成和分解水平，提示了腫瘤細(xì)胞增生和分裂的旺盛程度。腫瘤細(xì)胞增殖明顯，細(xì)胞分裂旺盛時(shí)，Cho明顯增高[14]。本研究結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)病灶Cho明顯增高，Cr、 NAA下降或消失，Cho/Cr比值升高，Cho/NAA比值增高，而放射性腦損傷表現(xiàn)為Cho、NAA峰下降或消失，Lip增高。Yoshino等[15]認(rèn)為可能是放射線損傷細(xì)胞引起細(xì)胞膜崩解、代謝降低，細(xì)胞膜中的磷脂分解成中性脂肪所致。當(dāng)放射線劑量過高導(dǎo)致腦組織永久性損傷時(shí)，MRS參數(shù)僅表現(xiàn)為一較平坦曲線。Weybright等[16]對(duì)29例腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷患者的研究顯示，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的Cho/Cr、Cho/NAA比值高于放射性腦損傷及對(duì)側(cè)正常組織，Cho明顯升高，NAA明顯降低，而Cho/ Cr>2和(或)Cho/NAA>2.5則高度提示腫瘤復(fù)發(fā)。本研究中，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)時(shí)Cho峰增高，Cho/Cr、Cho/NAA比值明顯高于放射性腦損傷，Cho/Cr為2.83±1.09，Cho/NAA為2.53±0.71，符合上述標(biāo)準(zhǔn)，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究中，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組有4例患者Cho、Cr、NAA峰均減低，但Cho/Cr、Cho/NAA高于對(duì)側(cè)正常腦組織，在隨訪中膠質(zhì)瘤明顯復(fù)發(fā)。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組中2例出現(xiàn)高聳Lip峰，2例出現(xiàn)Lac峰。放射性腦損傷組中2例患者Cho、Cr、NAA、Lac、Lip均未測(cè)出，呈一平坦的曲線，1例僅見高大的Lip峰。膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組及放射性腦損傷組都有病例顯示Lip峰升高，Lip升高提示髓鞘壞死或中斷，其中放射性腦損傷中出現(xiàn)Lip峰提示細(xì)胞膜分解，組織壞死，腫瘤內(nèi)出現(xiàn)Lip信號(hào)常提示為惡性腫瘤。Lac在腦組織內(nèi)升高主要因?yàn)槟X組織缺血無氧酵解和炎性吞噬細(xì)胞產(chǎn)生的大量乳酸。因此單純的Lip、Lac峰在MRS分析僅有提示作用，在放射性腦損傷時(shí)提示腦組織明顯壞死，在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)時(shí)提示惡性腫瘤及部分組織壞死，無明顯鑒別意義，必須結(jié)合其他參數(shù)一起分析。

3.4 DWI、PWI、MRS在鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷中的聯(lián)合應(yīng)用 由于膠質(zhì)瘤切除術(shù)后及放療后局部腦組織成分復(fù)雜，有手術(shù)及放療所致的局部腦組織損傷、膠質(zhì)細(xì)胞增生、瘢痕形成以及部分復(fù)發(fā)的腫瘤組織，因此單純利用一種磁共振功能成像技術(shù)對(duì)手術(shù)放療后組織的病變性質(zhì)進(jìn)行鑒別存在明顯的局限性。由于PWI參數(shù)采集應(yīng)用的是病變側(cè)與對(duì)側(cè)的比值，當(dāng)病灶呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)越過中線時(shí)，所測(cè)灌注參數(shù)比值的準(zhǔn)確性會(huì)減低；另外，如果病灶過于接近顱底層面，由于成像序列(EPI)的磁敏感特性，加上目前灌注成像還只能停留在軸面顯示的水平，使接近顱板的病灶或者出血后含鐵血黃素沉著明顯的病灶灌注圖像出現(xiàn)明顯的偽影，進(jìn)而影響到所采集數(shù)據(jù)的可信度及比值的準(zhǔn)確性。MRS中多種代謝產(chǎn)物的波譜重疊，組織出血、壞死、含鐵血黃素沉著對(duì)磁場(chǎng)均勻性的影響，顱底部位病變，一些具有特別診斷意義的代謝物不能明確分辨等均使其應(yīng)用受到限制。

在本研究中，單用PWI診斷出膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)12例，放射性腦損傷14例，對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷靈敏度為80.0%；單用MRS診斷出膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)為11例，放射性腦損傷為4例，對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷靈敏度為73.3%。聯(lián)合應(yīng)用PWI和MRS診斷出膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)14例，放射腦損傷15例，對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷靈敏度為93.3%，明顯高于單用PWI或MRS。DWI的應(yīng)用文獻(xiàn)報(bào)道差異較大，而本研究中ADC值在兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者認(rèn)為其僅可起輔助參考作用。

綜上所述，膠質(zhì)瘤放療后出現(xiàn)常規(guī)影像上無法明確診斷的強(qiáng)化病灶及占位效應(yīng)時(shí)，可應(yīng)用多模態(tài)的磁共振成像技術(shù)加以鑒別。對(duì)于膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷，PWI可通過rCBF、rCBV值的高低來鑒別，MRS可通過Cho/Cr及Cho/NAA等參數(shù)加以鑒別，DWI中的ADC值可以輔助PWI及MRS確定膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷的診斷。與常規(guī)單一的影像學(xué)技術(shù)相比，綜合多模態(tài)、多參數(shù)的磁共振成像技術(shù)可以從分子影像學(xué)角度進(jìn)行臨床診斷，在血流動(dòng)力學(xué)和組織代謝產(chǎn)物的水平指導(dǎo)臨床診斷和治療。

[1]Du FZ, Gu M, He C,et al. Image analysis of intracranial high perfusion lesion by whole brain one-stop imaging technique with 320 detector rows CT[J]. Med J Chin PLA, 2014, 39(3): 217-221.[杜飛舟, 顧明, 何次, 等. 320排CT全腦一站式成像技術(shù)對(duì)顱內(nèi)高灌注病灶的診斷價(jià)值分析[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2014, 39(3): 217-221.]

[2]Beaucbesne PD, Taillandier L. Concurrent radiotherapy: fotemustine combination for newly diagnosed malignant glioma patients, a phase Ⅱ study[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2009, 64(11): 74-76.

[3]Wu KF, Xu PK, Wu Y,et al. Six cases of patients with gliomas radiation encephalopathy misdiagnosed as recurrent glioma clinical analysis[J]. Chin J Minim Invasive Surg, 2012, 12(2): 138.[吳開福, 徐培坤, 吳運(yùn), 等. 6例膠質(zhì)瘤術(shù)后放射性腦病誤診為膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的臨床分析[J]. 中國微創(chuàng)外科雜志, 2012, 12(2): 138.]

[4]Wang YL, Liu MY, Li JF,et al. Value of apparent diffusion coefficient value in differential diagnosis of glioma recurrence and radiation brain injury[J]. Acta Acad Med Sinic, 2012, 16(4): 396-400.[王玉林, 劉夢(mèng)雨, 李金鋒, 等. 表觀彌散系數(shù)值在鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷中的價(jià)值[J]. 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 16(4): 396-400.]

[5]Chan YL, Yeung DK, Leung SF,et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in radiation-induced cerebral necrosis. Apparent diffusion coefficient in lesion components[J]. J Comput Assist Tomogr, 2003, 27(5): 674-680.

[6]Sundgren PC, Fan X, Weybright P,et al. Differentiation of recurrent brain tumor versus radiation injury using diffusion tensor imaging in patients with new contrast-enhancing lesions[J]. Magn Reson Imaging, 2006, 24(9): 1131-1142.

[7]Zeng QS, Li CF, Liu H,et al. Distinction between recurrent glioma and radiation injury using magnetic resonance spectroscopy in combination with diffusion-weighted imaging[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2007, 68(1): 151-158.

[8]Hein PA, Eskey CJ. Diffusion-weighted imaging in the follow-up of treated high-grade gliomas: tumor recurrence versus radiation injury[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2004, 25(2): 201-209.

[9]Wong JC, Provenzale JM, Petrella JR. Perfusion MR imaging of brain neoplasms[J]. AJR Am J Roentqenol, 2000, 174(4): 1147-1157.

[10] Hu LS, Baxter LC, Smith KA,et al. Relative cerebral blood volume values to differentiate highgrade glioma recurrence from posttreatment radiation effect: direct correlation between image-guided tissue histopathology and localized dynamic susceptibility-weighted contrast enhanced perfusion MR imaging measurements[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2009, 30(4): 552-558.

[11] Hoefnagels FWA, Lagerwaard FJ, Sanchez E,et al. Radiological progression of cerebral metastases after radiosurgery: assessment of perfusion MRI for differentiating between necrosis and recurrence[J]. J Neurol, 2009, 256(6): 878-887.

[12] Barajas R, Chang J, Sneed P,et al. Distinguishing recurrent intraaxial metastatic tumor from radiation necrosis following gamma knife radiosurgery using dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced perfusion MR imaging[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2009, 30(2): 367-372.

[13] Bobek-Billewicz B, Stasik-Pres G, Majchrzak H,et al. Differentiation between brain tumor recurrence and radiation injury using perfusion, diffusion-weighted imaging and MR spectroscopy[J]. Foila Neuropathol, 2010, 48(2): 81-92.

[14] Wang Y, Ma L. MRI research progress in early radiation-induced brain injury[J]. Chin J Med Imaging, 2012, 20(4): 315-316. [王巖, 馬林. 早期放射性腦損傷MRI研究進(jìn)展[J]. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 20(4): 315-316.]

[15] Yoshino E, Ohmori Y, Imahori Y,et al. Irradiation effects on the metabrolism of metastation brain tumors: anaysis by position emission tomography and1H-magnetic resonance spectroscopy[J]. Stereotact Funct Neurosurg, 1996, 66(Suppl 1): 240-259.

[16] Weybright P, Sundgren PC, Maly P,et al. Differentiation between brain tumor recurrence and radiation injury using MR spectroscopy[J]. AJR Am J Roentgenol, 2005, 185(6): 1471-1476.

The value of multimodal magnetic resonance imaging in the differential diagnosis of glioma recurrence and radiation brain injury

GE Guang-zhi, YANG Yi, ZHANG Qiang*
Department of Neuroimaging, Bayi Brain Hospital Affiliated to the General Hospital of Beijing Command, Beijing 100700, China
*< class="emphasis_italic">Corresponding author, E-mail: zhangq1964@sina.com

, E-mail: zhangq1964@sina.com

ObjectiveTo explore the application of a combination of diffusion weighted imaging (DWI), perfusion weighted imaging (PWI) and magnetic resonance spectroscopy (MRS) in the differential diagnosis of glioma recurrence and radiation brain injury.MethodsThe clinical and imaging data of 32 patients were retrospectively analyzed, including 15 cases of glioma recurrence and 17 cases of radiation brain injury, admitted from Jan. 2011 to Dec. 2013 in General Hospital of Beijing Command. The DWI, PWI and MRS data of the 32 patients were retrospectively analyzed. The following values were compared between abnormal enhancement area and contralateral normal area: magnetic resonance apparent diffusion coefficient (ADC), relative cerebral blood flow (rCBF), relative cerebral blood volume (rCBV), relative mean transit time (rMTT), choline/creatine (Cho/Cr) and choline/N-acetyl aspartate (Cho/ NAA) ratio.ResultsNo statistical significance of ADC and rMTT values was found between glioma recurrence group and radiation brain injury group (P>0.05); The maximum and average rCBF and rCBV values were significantly higher in glioma recurrence group than in radiation brain injury group (P<0.05), but no statistical difference was found between the two groups on maximum and average rMTT value (P>0.05). The ratios of Cho/Cr and Cho/NAA were higher in glioma recurrence group than in radiation brain injury group (P<0.05). The diagnostic sensitivity of PWI to glioma recurrence was 80.0%, of MRS was 73.3%, and of PWI combined with MRS was 93.3%. The diagnostic sensitivity of PWI to radiation brain injury was 82.4%, of MRS was 70.6%, and of PWI combined with MRS was 88.2%.ConclusionCombined application of multimodal magnetic resonance imaging technology may improve the diagnostic accuracy to glioma recurrence and radiation brain injury, thus provide a good guidance for clinical treatment.

glioma; neoplasm recurrence, local; brain injuries, radioactive; diffusion weighted imaging; perfusion weighted imaging; magnetic resonance imaging

R739.41

A

0577-7402(2015)11-0921-06

10.11855/j.issn.0577-7402.2015.11.13

2015-03-11；

2015-09-23)

(責(zé)任編輯：李恩江)

葛光治，主治醫(yī)師。主要從事神經(jīng)系統(tǒng)的影像診斷與研究工作

100700 北京 北京軍區(qū)總醫(yī)院附屬八一腦科醫(yī)院神經(jīng)影像科(葛光治、楊藝、張強(qiáng))

張強(qiáng)，E-mail：zhangq1964@sina.com