劉亞虎梁新強(qiáng)梁 亮陳曉武杜成利

(1桂林醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，桂林市 541004;2廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院，桂林市541002)

3.0 T磁共振灌注加權(quán)成像在高級(jí)別膠質(zhì)瘤和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤中的鑒別診斷價(jià)值

劉亞虎1梁新強(qiáng)2*梁 亮2陳曉武2杜成利2

(1桂林醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，桂林市 541004;2廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院，桂林市541002)

目的探討3.0 T磁共振灌注加權(quán)成像(PWI)在鑒別高級(jí)別膠質(zhì)瘤和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤中的應(yīng)用價(jià)值。方法回顧性分析12例單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤和16例高級(jí)別膠質(zhì)瘤的PWI特征，所有患者術(shù)前均行常規(guī)MR掃描和PWI及增強(qiáng)掃描，分別測(cè)量腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)與腫瘤周圍水腫區(qū)及對(duì)側(cè)正常腦組織的腦血容量(CBV)值，計(jì)算出腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)與腫瘤周圍水腫區(qū)的相對(duì)腦血容量(rCBV)值，同時(shí)獲取腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的時(shí)間－信號(hào)曲線，并對(duì)rCBV值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果高級(jí)別膠質(zhì)瘤和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的時(shí)間－信號(hào)曲線不同。在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)，單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的rCBV值為(4.04±0.84)，低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤的(5.51±1.33);在瘤周水腫區(qū)，單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的rCBV值為(0.73±0.34)，低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤的(1.45±0.28)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論磁共振灌注加權(quán)成像在鑒別單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤中具有較高的臨床價(jià)值。

磁共振灌注加權(quán)成像;膠質(zhì)瘤;單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤

膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)常見惡性腫瘤，約占所有顱內(nèi)腫瘤的40.0%，膠質(zhì)瘤呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，與正常腦組織界限不清。對(duì)于無(wú)明確原發(fā)病史、又沒有典型影像學(xué)表現(xiàn)的單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤，僅靠常規(guī)影像學(xué)檢查很難與高級(jí)別膠質(zhì)瘤相鑒別。本研究應(yīng)用PWI技術(shù)對(duì)高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤患者組織信號(hào)強(qiáng)度－時(shí)間曲線及相對(duì)腦血容量(rCBV)值進(jìn)行分析，從而探索PWI在兩者鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院神經(jīng)外科2015年4月至2016年5月收治的經(jīng)病理或隨訪證實(shí)的高級(jí)別膠質(zhì)瘤手術(shù)患者16例(Ⅲ級(jí)10例，Ⅳ級(jí)6例)和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤12例，其中女13例，男15例，年齡26～76歲，中位年齡57歲?；颊咝g(shù)前均行常規(guī)MRI、PWI掃描，且檢查前均未接受過(guò)放療、化療、顱腦手術(shù)等。

1.2 掃描方法 采用Philips Achieva 3.0 T雙梯度超導(dǎo)磁共振掃描儀，頭部8通道頭線圈，進(jìn)行常規(guī)MR平掃和PWI及增強(qiáng)掃描。具體掃描參數(shù)如下:①常規(guī)MR平掃:軸位T1WI、T2WI、T2flair掃描，矢狀位T1WI掃描。②PWI掃描:所有患者均行脂肪抑制預(yù)掃描，使用EPI序列，TR=1 500 ms，TE=40 ms，翻轉(zhuǎn)角(FA)30°，F(xiàn)OV=224 mm×224 mm，矩陣 96×95，激勵(lì)次數(shù)(NEX)1次，依據(jù)T2WI圖像所見，采用25個(gè)層面，層厚4 mm，層間距1 mm以覆蓋全病灶，40個(gè)時(shí)相，共70s，產(chǎn)生1 000幅灌注圖像，掃描前自動(dòng)勻場(chǎng)，使用MR機(jī)配套高壓注射器，在第5個(gè)掃描時(shí)相時(shí)經(jīng)肘前靜脈注射Gd-DTPA，劑量0.1～0.2 mmol/kg，注射速率4.0 ml/s。隨后以相同速率注射20 mL生理鹽水沖刷。③MR增強(qiáng)掃描:軸位和矢狀位T1 WI增強(qiáng)掃描。

1.3 圖像后處理 PWI掃描完成后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇hilip工作站進(jìn)行后處理，得到所選定層面的CBV偽彩圖，以T2WI flair增強(qiáng)圖像為參照，避開大血管、出血、鈣化、囊變等區(qū)域，選取灌注最大層面，分別在腫瘤實(shí)質(zhì)最大灌注區(qū)、腫瘤周圍水腫區(qū)和對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)選擇3個(gè)感興趣區(qū)(ROI，30～40 mm2)，計(jì)算其CBV值，以對(duì)側(cè)正常腦組織CBV值為參照，分別計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)的rCBV值，并獲取感興趣區(qū)的時(shí)間－信號(hào)曲線。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 時(shí)間－信號(hào)曲線及磁共振灌注偽彩圖 磁共振灌注獲得的時(shí)間－信號(hào)曲線在高級(jí)別膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為:在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)呈明顯負(fù)性增強(qiáng)，曲線下降幅度明顯，上升緩慢，且不能回復(fù)到基線水平，灌注不均勻，瘤體液化壞死區(qū)表現(xiàn)為灌注缺失(見圖1)。單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)為腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)呈負(fù)性增強(qiáng)，曲線回復(fù)到基線水平時(shí)間較正常延長(zhǎng)，灌注不均勻，瘤體液化壞死區(qū)呈低灌注或等灌注(見圖2)。

圖1 高級(jí)別膠質(zhì)瘤(Ⅲ級(jí)星形細(xì)胞瘤)

圖2 單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤(轉(zhuǎn)移性腺癌)

2.2 高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤rCBV值比較 高級(jí)別膠質(zhì)瘤的rCBV值在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)和腫瘤周圍水腫區(qū)均高于單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的rCBV值，兩者比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

表1 高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤PWI掃描各數(shù)值均值比較 (±s)

表1 高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤PWI掃描各數(shù)值均值比較 (±s)

腫瘤分類 n 腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rCBV 瘤周水腫區(qū)rCBV高級(jí)別膠質(zhì)瘤16 5.51±1.33 1.45±0.28單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤 12 4.04±0.84 0.73±0.34 t值 3.351 6.040 P值0.002 0.001

3 討論

典型的腦轉(zhuǎn)移瘤一般可以發(fā)現(xiàn)原發(fā)病灶以及顱內(nèi)多發(fā)轉(zhuǎn)移病灶，但對(duì)于無(wú)明確原發(fā)病史且無(wú)典型影像學(xué)表現(xiàn)的單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤，常規(guī)影像檢查難以與高級(jí)別膠質(zhì)瘤相鑒別。高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤在常規(guī)MRI上均可表現(xiàn)為邊界不清的混雜信號(hào)影像伴有壞死和囊變，腫瘤周圍有明顯水腫帶，有明顯的占位效應(yīng)，這與惡性腫瘤生長(zhǎng)迅速、腫瘤血供豐富有關(guān)。MRI增強(qiáng)掃描二者均可表現(xiàn)為不均勻強(qiáng)化，而且腫瘤強(qiáng)化與否主要與血腦屏障的破壞以及血管的通透性有關(guān)，由于腫瘤血管為新生血管，相對(duì)不成熟，可造成對(duì)比劑的外漏形成異常強(qiáng)化，而腦轉(zhuǎn)移為外來(lái)物，不存在血腦屏障，也可造成對(duì)比劑的外漏形成強(qiáng)化。

3.1 不同檢查方法的工作原理 常規(guī)MRI以及增強(qiáng)掃描，對(duì)于腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，如血管增生、出血、壞死的顯示不佳，不能真實(shí)反映腫瘤血管增生程度和血管通透性，對(duì)判斷腫瘤性質(zhì)有一定的局限性。PWI是通過(guò)靜脈內(nèi)團(tuán)注順磁性對(duì)比劑后進(jìn)行快速M(fèi)RI掃描，獲得對(duì)比劑首過(guò)感興趣區(qū)的圖像。順磁性對(duì)比劑使局部T2時(shí)間縮短，信號(hào)降低，降低程度與對(duì)比劑濃度成正比，根據(jù)組織信號(hào)強(qiáng)度－時(shí)間曲線可分析腦組織血流灌注情況。作為一種無(wú)創(chuàng)性的灌注成像方法，可用于評(píng)判腦腫瘤的新生血管程度、腫瘤的病變性質(zhì)和病理分級(jí)，監(jiān)測(cè)腫瘤治療情況。研究表明PWI測(cè)量的rCBV與病理指標(biāo)腫瘤微血管密度(microvessel density，MVD)以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)之間存在良好的相關(guān)性［1，2］。

3.2 PWI的診斷效果 目前的影像學(xué)檢查，一般通過(guò)CT灌注成像和MR灌注加權(quán)成像來(lái)評(píng)判腦腫瘤的新生血管程度、腫瘤的病變性質(zhì)和病理分級(jí)，監(jiān)測(cè)腫瘤治療情況。在前期的CT灌注成像研究中發(fā)現(xiàn)，CT灌注成像在腫瘤的定性和分級(jí)中具有較高的臨床價(jià)值［3］。但與CT灌注成像比較，PWI無(wú)輻射及碘劑反應(yīng)，尤其是針對(duì)兒童膠質(zhì)瘤，可以作為一種無(wú)創(chuàng)的檢查和評(píng)估方法。另外MRI解剖覆蓋范圍比較廣，可以全面反映腫瘤內(nèi)部的異質(zhì)性，特別在腫瘤周圍水腫區(qū)。有研究表明，PWI在瘤周水腫區(qū)rCBV的診斷效果略優(yōu)于CT灌注成像，其原因可能是MRI對(duì)軟組織具有較高的分辨率，對(duì)周圍水腫的顯示較CT更為直觀、清晰。另外，高級(jí)別膠質(zhì)瘤對(duì)周圍的浸潤(rùn)是不均一的，在CT圖像上可能表現(xiàn)為等密度而難以區(qū)分，因此CT灌注成像所選取ROI，測(cè)量的可能是真正水腫區(qū)而非腫瘤浸潤(rùn)區(qū)，從而導(dǎo)致對(duì)腫瘤周圍水腫區(qū)的rCBV值低估，降低其鑒別診斷價(jià)值［4］。

3.3 PWI的主要評(píng)價(jià)指標(biāo) PWI的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有:腦血容量(CBV)、腦血流量(CBF)、平均通過(guò)時(shí)間(MTT)。三者間的關(guān)系為CBF=CBV/MTT。腦血容量(CBV)，特別是相對(duì)腦血容量(rCBV)，rCBV=腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)(或腫瘤周圍水腫區(qū))的CBV值/對(duì)側(cè)相應(yīng)正常腦實(shí)質(zhì)的CBV值，可以間接反映腫瘤內(nèi)血管的增加程度。

3.4 rCBV值的診斷價(jià)值 rCBV值反映了血管增生程度，血管生成活性與膠質(zhì)瘤分化程度密切相關(guān)，比有絲分裂活性更能反映膠質(zhì)瘤的生物侵襲性和惡性程度，是決定病理學(xué)分級(jí)的重要參數(shù)之一［5］。本組研究發(fā)現(xiàn)高級(jí)別膠質(zhì)瘤的rCBV值(5.51±1.33)在腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)高于單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的rCBV值(4.04±0.84)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，與文獻(xiàn)研究結(jié)果相符［6，7］。說(shuō)明膠質(zhì)瘤血供比轉(zhuǎn)移瘤豐富，與膠質(zhì)瘤病理研究結(jié)果相符［8］。在腫瘤周圍水腫區(qū)，本組研究得出高級(jí)別膠質(zhì)瘤rCBV值為(1.45±0.28)，明顯高于單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的(0.73±0.34)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，與相關(guān)文獻(xiàn)相符［9］。高級(jí)別膠質(zhì)瘤周圍水腫區(qū)多呈高灌注且較常規(guī)及增強(qiáng)掃描范圍大，是因?yàn)槟z質(zhì)瘤具有浸潤(rùn)生長(zhǎng)的特性，腫瘤周圍水腫區(qū)由腫瘤血管生成和血管通透性增大所致，故膠質(zhì)瘤級(jí)別越高，侵襲性生成越明顯，腫瘤周圍水腫區(qū)的灌注越高。但轉(zhuǎn)移瘤呈膨脹性生長(zhǎng)，腫瘤細(xì)胞不向周圍浸潤(rùn)，腫瘤周圍水腫是由于血管源性水腫形成，并且還會(huì)壓迫周圍血管造成血流量下降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移瘤周圍水腫區(qū)呈低灌注，rCBV值較對(duì)側(cè)正常腦組織低。國(guó)外有研究表明，瘤周水腫區(qū)rCBV值在高級(jí)別膠質(zhì)瘤和單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷中較腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的rCBV值更具臨床應(yīng)用價(jià)值［10］。

本研究存在一些局限性:樣本量較小，未分別研究不同病理類型的單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的PWI特征，對(duì)Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤未做對(duì)比研究，可能會(huì)造成參數(shù)指標(biāo)有所偏移，同時(shí)未能根據(jù)年齡段及性別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，有待進(jìn)一步研究?？傊?，磁共振灌注成像能夠間接反映腫瘤的生長(zhǎng)方式及組織病理學(xué)水平上的差異，通過(guò)分析時(shí)間－信號(hào)曲線特點(diǎn)及rCBV值，尤其是瘤周水腫區(qū)rCBV值，可以有效提高高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別能力，具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

［1］方靖琴，王舒楠，陳金華，等.磁共振灌注加權(quán)成像評(píng)價(jià)腦膠質(zhì)瘤微血管的實(shí)驗(yàn)研究［J］.臨床放射學(xué)雜志，2012，31(10):1487－1491.

［2］Aronen HJ，Pardo FS，Kennedy DN，et al.High microvascular blood volume is associated with high glucose uptake and tumor angiogenesis in human gliomas［J］.Clin Cancer Res，2000，6(6):2189－2200.

［3］梁新強(qiáng)，杜成利，賓精文，等.128層螺旋CT灌注成像在膠質(zhì)瘤分級(jí)和術(shù)后隨訪中的價(jià)值［J］.中華神經(jīng)外科雜志，2015，31(5):505－507.

［4］康立清，張?jiān)仆ぃ瑢O世梅.瘤周水腫的CT灌注成像與MR灌注成像初步比較研究［J］.臨床放射學(xué)雜志，2007，26(4):319－322.

［5］張學(xué)琴，顧紅梅，李 敏，等.3.0T磁共振灌注加權(quán)成像在腦膠質(zhì)瘤的診斷價(jià)值［J］.江蘇醫(yī)藥，2010，36(2): 177－179，插1.

［6］張 皓，沈天真，陳星榮，等.MR灌注成像在鑒別單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤與高級(jí)別膠質(zhì)瘤中的價(jià)值［J］.中華放射學(xué)雜志，2006，40(4):393－396.

［7］吳雪斌，張偉國(guó)，譚 勇，等.磁共振灌注及波譜成像在鑒別高級(jí)別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤中的應(yīng)用［J］.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2010，21(6):381－384.

［8］Wesseling P，Ruiter DJ，Burger PC.Angiogenesis in brain tumors;pathobiological and clinical aspects［J］.J Neurooncol，1997，32(3):253－265.

［9］陳杰云，林曉瑩，陳向榮，等.MR灌注加權(quán)成像鑒別診斷單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤與高級(jí)別膠質(zhì)瘤［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2015，31(2):215－218.

［10］Halshtok Neiman O，Sadetzki S，Chetrit A，et al.Perfusion-weighted imaging of peritumoral edema can aid in the differential diagnosis of glioblastoma mulltiforme versus brain metastasis［J］.Isr Med Assoc J，2013，15(2):103－105.

Application of 3.0T MR perfusion-weighted imaging in the differential diagnosis between high grade gliomas and single brain metastasis

LIU Yahu1，LIANG Xinqiang2，LIANG Liang2，CHEN Xiaowu2，DU Chengli2
(1 Graduate School of Guilin Medical University，Guilin，Guangxi 541004，China;2 Department of Neurosurgery，Nanxishan Hosptial of Guangxi Zhuang Autonomous Region，Guilin，Guangxi 541002，China)

ObjectiveTo explore the value of 3.0T perfusion-weighted MR imaging(PWI)in the differential diagnosis between high grade gliomas and single brain metastasis.MethodsThe PWI features of 12 case of single brain metastasis and 16 case of high grade gliomas were analyzed retrospectively.The conventional MR imaging and PWI were performed in all case before operation.The rCBV value in the tumor parenchyma area and the peritumoral edema area were calculated and statistically analyzed.Simultaneously obtained the time-signal curve.ResultsThe time-signal curve was different between single brain metastasis and high grade gliomas.In the tumor parenchyma area，the rCBV value of single brain metastasis was (4.04±0.84)，which was lower than(5.51±1.33)of higher grade gliomas(P＜0.05).In the peritumoral edema area，the rCBV value of single brain metastasis was(0.73±0.34)，which was lower than (1.45±0.28)of high grade gliomas(P＜0.05).ConclusionHigh grade gliomas show different time-signal curves from single brain metastasis.There is a high clinical value of PWI in differential diagnosis between high grade gliomas and single brain metastasis.

MR perfusion-weighted imaging;Gliomas;Single brain metastasis

R 445.2

A

1673-6575(2017)01-0022-04

10.11864/j.issn.1673.2017.01.06

2016-10-21

2016-12-18)

劉亞虎(1991～)，男，在讀碩士研究生，研究方向:神經(jīng)外科。

*通信作者