CT和MRI對(duì)高級(jí)別膠質(zhì)瘤和腦轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價(jià)值

何 麗 孫國(guó)臣 曹紅巖 尚亞春

膠質(zhì)瘤是大腦、脊髓膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生癌變而出現(xiàn)的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤,而高級(jí)別膠質(zhì)瘤(HGG)是指世界衛(wèi)生組織(WHO)分級(jí)3～4級(jí)的膠質(zhì)瘤,預(yù)后較差[1]。腦轉(zhuǎn)移瘤(BM)是指發(fā)生于其他部位的惡性腫瘤轉(zhuǎn)移至顱內(nèi),為繼發(fā)性腫瘤,預(yù)后相對(duì)于HGG更好,二者均為人體常見的腦部惡性腫瘤[2]。HGG需要在盡量不損傷神經(jīng)功能的情況下進(jìn)行最大限度手術(shù)切除,再輔助放化療,而BM則需根據(jù)患者情況選擇外科手術(shù)局部控制治療、全腦放療、立體定向放療、全身化療、靶向治療等,二者手術(shù)切除范圍、放化療劑量均存在差異,精確的臨床診斷可以幫助確定合適的治療方案,改善預(yù)后[3-4]。腦組織活檢是腦腫瘤診斷金標(biāo)準(zhǔn),但其有創(chuàng)性致使患者接受度不高,臨床難以推廣,因此尋找安全可靠的鑒別診斷方式非常重要。臨床診斷HGG和BM極易混淆,顱腦X線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和磁共振成像(MRI)都是HGG、BM最常做的影像學(xué)檢查,各具優(yōu)勢(shì)[5]。顱腦CT簡(jiǎn)單跨界、安全無創(chuàng),MRI則可以實(shí)現(xiàn)多方位斷層檢查、成像質(zhì)量更高,且隨著MRI技術(shù)不斷發(fā)展,更先進(jìn)的MRI技術(shù)隨之出現(xiàn)。磁共振擴(kuò)散張量成像(DTI)是MRI的特殊形式,可以通過水分子彌散運(yùn)動(dòng)來觀察腦白質(zhì)纖維束的病理變化,對(duì)腦疾病及預(yù)后的評(píng)估效果顯著優(yōu)于常規(guī)MRI[6]?；诖?本研究將探討顱腦CT、DTI對(duì)HGG和BM的鑒別診斷價(jià)值。具體報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇醫(yī)院2020年1月1日至2022年1月1日期間確診為HGG和BM的96例患者,其中HGG 40例,BM 56例。納入標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)腦組織活檢或手術(shù)病理證實(shí)為HGG或BM;②接受手術(shù)、放化療等治療前已完成顱腦CT與MRI掃描,掃描時(shí)間至治療時(shí)間≤2周;③顱腦CT與MRI圖像無缺失,且質(zhì)量良好;④BM原發(fā)腫瘤非腦部腫瘤。排除標(biāo)準(zhǔn):①顱腦CT、MRI檢測(cè)禁忌證,如對(duì)含碘對(duì)比劑過敏或嚴(yán)重心肝腎功能衰竭;②術(shù)前或放化療前長(zhǎng)期服用止痛、鎮(zhèn)靜藥物者;③合并代謝性疾病、凝血功能不全、精神類疾病或其它顱內(nèi)惡性腫瘤;④合并其他影響CT或MRI掃描結(jié)果的顱內(nèi)疾病;⑤幽閉恐懼癥;⑥患者及家屬拒絕參與本研究,未簽署知情同意書。按照疾病類型分別納入HGG組和BM組。HGG組患者40例,男性22例,女性18例;年齡35～78歲,平均年齡(58.14±8.39)歲;合并神經(jīng)癥狀36例;WHO分級(jí):Ⅲ級(jí)24例,Ⅳ級(jí)16例。BM組患者56例,男性32例,女性24例;年齡31～75歲,平均年齡(56.37±9.84)歲;合并神經(jīng)癥狀56例;轉(zhuǎn)移來源:肺癌28例,胃腸道腫瘤15例,腎癌8例,乳腺癌2例,其他3例。2組患者性別、年齡、神經(jīng)癥狀差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 檢測(cè)方法

1.2.1 顱腦CT 40例HGG患者和56例BM患者行顱腦CT平掃+增強(qiáng)掃描,CT掃描儀器選擇德國(guó)西門子公司的第二代FlashCT (Somatom Definition Flash)?；颊哐雠P平躺于掃描床正中,技術(shù)人員負(fù)責(zé)擺正頭部,下巴稍低,行CT平掃,掃描基線為眥耳線,自眥耳線向上連續(xù)掃描至顱頂。掃描參數(shù):視野220 mm×220 mm,層厚:5～10 mm,螺距3.2 mm,層間距:5～10mm,層數(shù)12～14層,管電壓120 kV,管電流195 mA,矩陣512×512。參數(shù)設(shè)定完畢,啟動(dòng)掃描。平掃結(jié)束后再行增強(qiáng)掃描,于靜脈注射碘海醇60～100 ml,采用團(tuán)注法,注射速率為1～2 ml/s,注射后延遲掃描動(dòng)脈期(16～20 s)、實(shí)質(zhì)期(60～70 s)、延遲期(5～10 min)。掃描結(jié)束后留觀15 min。

1.2.2 顱腦MRI 40例HGG患者和56例BM患者行顱腦MRI平掃+增強(qiáng)掃描,MRI掃描儀器選擇GE1.5T磁共振、西門子3.0T磁共振,配合8通道頭顱線圈?；颊哐雠P,頭先進(jìn),用海綿墊固定頭部,并適當(dāng)墊高枕部,平躺于掃描床正中,佩戴耳機(jī)保護(hù)聽力。從雙眉中心連線掃描至顱頂,掃描圖像包含T1加權(quán)像(T1WI)橫斷面[重復(fù)時(shí)間(TR)=450 ms,回波時(shí)間(TE)=15 ms]、T2加權(quán)像(T2WI)橫斷面/矢狀面(TR=4500 ms,TE=100 ms)和反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR)橫斷面(TR=7500 ms,TE=80 ms)。再行增強(qiáng)掃描,按0.1 mmol/kg劑量于靜脈注射釓噴酸葡胺(Bayer Inc.,國(guó)藥準(zhǔn)字J20171008),注射速率為3 ml/s。DTI采用單次激發(fā)自旋回波平面回波成像(SEEPI)序列,掃描野224×224×120 mm,層厚5 mm,層間距1 mm,平均次數(shù)2次,TR=7300 ms,TE=90 ms,矩陣112×112,b值=0、1000 s/mm2。

1.3 圖像分析

將CT平掃、CT增強(qiáng)掃描、DTI原始圖像上傳至工作站,由至少兩位高年資(年資≥5)放射科醫(yī)師單獨(dú)閱片,意見不一致則協(xié)商一致。觀察腫瘤大小、形態(tài)、位置,勾畫感興趣區(qū)(ROI),包括腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域(腫瘤明顯強(qiáng)化)、囊變區(qū)域(腫瘤實(shí)質(zhì)中心未強(qiáng)化)、邊緣區(qū)域(腫瘤強(qiáng)化邊緣未強(qiáng)化)、瘤周水腫區(qū)域(腫瘤邊緣至水腫邊緣的中點(diǎn))及瘤周正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)域(水腫邊緣外約2 cm),ROI區(qū)域面積10～20 mm2,測(cè)量各區(qū)的各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值和表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)值,均重復(fù)測(cè)量3次,取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 HGG與BM顱腦CT影像特征比較

HGG與BM在病灶數(shù)目、密度、腫瘤形狀、腫瘤邊界、腫瘤占位、鈣化等顱腦CT影像特征方面的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 HGG、BM顱腦CT影像特征比較(例,%)

2.2 HGG與BM的FA值比較

HGG組腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值顯著大于BM組(P<0.05),邊緣區(qū)域FA值顯著小于BM組(P<0.05)。見表2。

表2 HGG與BM的FA值比較

2.3 HGG與BM的ADC值比較

HGG組瘤周水腫區(qū)域ADC值顯著小于BM組(P<0.05)。見表3。

表3 HGG與BM的ADC值比較

2.4 HGG與BM顱腦CT、MRI的Logistic回歸分析

以HGG(是=1,否=0)、BM(是=1,否=0)為因變量,以病灶數(shù)目(單發(fā)=1,多發(fā)=2)、密度(低密度=1,等密度=2,高密度=3)、腫瘤形狀(規(guī)則=1,不規(guī)則=2)、腫瘤邊界(清晰=1,模糊=2)、腫瘤占位(是=1,否=2)、鈣化(是=1,否=2)等分類變量為協(xié)變量,經(jīng)Logistic回歸分析顯示顱腦CT中密度、腫瘤形狀、腫瘤邊界、鈣化是鑒別診斷HGG、BM的影響因素(P<0.05);以HGG、BM為因變量,以腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值(連續(xù)變量)、邊緣區(qū)域FA值(連續(xù)變量)、瘤周水腫區(qū)域ADC值(連續(xù)變量)等連續(xù)變量為協(xié)變量,Logistic回歸分析顯示顱腦MRI中腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值、邊緣區(qū)域FA值是鑒別診斷HGG、BM的獨(dú)立影響因素(P<0.05)。見表4。

表4 HGG與BM顱腦CT、MRI的Logistic回歸分析

2.5 顱腦CT、MRI對(duì)HGG與BM的診斷價(jià)值分析

ROC結(jié)果顯示顱腦CT鑒別診斷HGG、BM的AUC為0.898,以0.393為截?cái)嘀?敏感度、特異度為77.50%、89.29%;ROC曲線結(jié)果顯示顱腦MRI鑒別診斷HGG、BM的AUC為0.923,以0.295為截?cái)嘀?敏感度、特異度為92.50%、80.36%。見表5。

表5 顱腦CT、MRI對(duì)HGG與BM的診斷價(jià)值分析

2.6 患者影像資料

患者,男性,80歲,言語障礙,不明原因抽搐,確診HGG。顱腦CT:左側(cè)頂葉見結(jié)節(jié)狀等密度影,周圍見低密度水腫帶,邊界不清(圖1A);顱腦MRI:左側(cè)頂葉見結(jié)節(jié)狀長(zhǎng)T2稍長(zhǎng)T1信號(hào),DWI呈高信號(hào),ADC呈低信號(hào),周邊見片狀長(zhǎng)T2稍長(zhǎng)T1信號(hào)環(huán)繞,增強(qiáng)掃描示左側(cè)頂葉病灶呈環(huán)狀明顯強(qiáng)化,中央部及周邊水腫帶無強(qiáng)化(圖1B)。

A為CT影像資料;B為MRI影像資料。圖1 HGG顱腦CT、MRI影像資料

患者,女性,49歲,乳腺癌病史,頭暈、惡心,確診BM。顱腦CT:左側(cè)小腦半球見結(jié)節(jié)狀混雜密度影周圍見低密度影環(huán)繞(圖2A);顱腦MRI:左側(cè)小腦半球見結(jié)節(jié)樣狀不均勻長(zhǎng)T2稍長(zhǎng)T1信號(hào),周邊見環(huán)片狀稍長(zhǎng)T2稍長(zhǎng)T1信號(hào)環(huán)繞,增強(qiáng)掃描可見較明顯不均勻團(tuán)塊狀、結(jié)節(jié)樣強(qiáng)化(圖2B)。

A為CT影像資料;B為MRI影像資料。圖2 BM顱腦CT、MRI影像資料

3 討論

膠質(zhì)瘤在原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤中占60%,以HGG惡性程度最高。BM為顱內(nèi)繼發(fā)腫瘤,原發(fā)瘤多為肺癌、乳腺癌、惡性黑色素瘤等,但也有部分患者查不到原發(fā)瘤[7-9]。顱腦CT、MRI增強(qiáng)掃描可以對(duì)腦腫瘤進(jìn)行定位、定性、定量診斷,從而指導(dǎo)治療方案的制定[10]。顱腦CT可以對(duì)病灶數(shù)目、病灶密度、出血、強(qiáng)化類型、瘤周水腫、腫瘤形狀、腫瘤邊界、腫瘤占位、鈣化等腫瘤特征進(jìn)行明確判斷。HGG與BM顱腦CT影像特征比較結(jié)果顯示,2組病灶數(shù)目、密度、腫瘤形狀、腫瘤邊界、腫瘤占位、鈣化等顱腦CT影像特征差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。HGG多為低密度或混雜密度病灶,而BM多為高密度病灶,也存在部分低密度、等密度病灶,這是由于BM原發(fā)癌不同導(dǎo)致的密度差異。HGG腫瘤形狀多為以囊狀、團(tuán)塊狀、片狀或條索狀為主,呈不規(guī)則表現(xiàn),而BM多為圓形、類圓形,形狀規(guī)則,這是因?yàn)镠GG與正常腦組織相連,呈浸潤(rùn)性彌漫生長(zhǎng),因此形狀多不規(guī)則,與周圍腦組織也沒有明顯邊界,但BM是隨著血液循環(huán)和淋巴組織在顱腦內(nèi)生長(zhǎng),因此形狀更規(guī)則、邊界更清晰。HGG、BM均有不同程度的腫瘤占位現(xiàn)象,但HGG惡性程度更高,因此鈣化較明顯,而BM肉瘤濕滑,腔內(nèi)一般為囊腫或膿液,因此BM鈣化較少見。進(jìn)一步進(jìn)行Logistic回歸分析,結(jié)果顯示密度、腫瘤形狀、腫瘤邊界、鈣化是鑒別診斷HGG、BM的獨(dú)立影響因素,但顱腦CT可能受主觀性影響,結(jié)果需謹(jǐn)慎確認(rèn)。

報(bào)道指出,HGG與BM的顱腦MRI具有非常相似的影像學(xué)特點(diǎn),因此單純的MRI影像學(xué)特征比較難以實(shí)現(xiàn)二者之間的鑒別診斷[11]。DTI可以通過評(píng)價(jià)腦實(shí)質(zhì)纖維束走行來進(jìn)行定量分析,以FA值、ADC值為主要參數(shù),HGG、BM的結(jié)構(gòu)排列、瘤周侵犯、占位效應(yīng)均會(huì)導(dǎo)致FA值、ADC值發(fā)生變化。HGG與BM的不同區(qū)域FA值比較結(jié)果顯示,HGG組腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值顯著大于BM組,邊緣區(qū)域FA值顯著小于BM組。推測(cè)原因,FA值是腫瘤組織的物理特性,數(shù)值根據(jù)彌散性在0～1之間,大腦白質(zhì)纖維FA值接近1,而HGG、BM會(huì)破壞神經(jīng)纖維束,導(dǎo)致FA值降低,但HGG可以產(chǎn)生纖維粘連蛋白,促使細(xì)胞外基質(zhì)生成,腫瘤細(xì)胞受到胞外基質(zhì)的吸附、遷移作用,從而使FA值有所升高,因此HGG腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值大于BM;同時(shí)BM存在明顯腫瘤占位效應(yīng),致使腫瘤邊緣的神經(jīng)纖維束受到擠壓,繼而發(fā)生移位,因此BM腫瘤邊緣區(qū)域FA值顯著大于HGG。HGG與BM的不同區(qū)域ADC值比較結(jié)果顯示,HGG組瘤周水腫區(qū)域ADC值顯著小于BM組。ADC值反映了水分子彌散特點(diǎn),與水分子擴(kuò)散能力成正比,一般顱腦腫瘤組織的ADC值會(huì)高于正常腦組織,這是因?yàn)槟[瘤組織缺血、缺氧、壞死會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞密度降低,水分子彌散度增加,從而表現(xiàn)為高ADC值。但HGG會(huì)在腦實(shí)質(zhì)內(nèi)浸潤(rùn)生長(zhǎng),腫瘤實(shí)質(zhì)對(duì)周圍腦實(shí)質(zhì)的壓迫導(dǎo)致血腦屏障被破壞,出現(xiàn)瘤周水腫,而瘤周水腫區(qū)域內(nèi)還存在大量腫瘤細(xì)胞,內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)更緊密,水分子擴(kuò)散受限,因此HGG瘤周水腫區(qū)域的ADC值會(huì)降低,導(dǎo)致低于BM。進(jìn)一步Logistic回歸分析結(jié)果顯示腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值、邊緣區(qū)域FA值是鑒別診斷HGG、BM的獨(dú)立影響因素。

對(duì)HGG、BM獨(dú)立影響因素進(jìn)行診斷價(jià)值分析,ROC結(jié)果顯示顱腦CT鑒別診斷HGG、BM的AUC為0.898,敏感度、特異度為77.50%、89.29%,顱腦MRI鑒別診斷HGG、BM的AUC為0.923,敏感度、特異度為92.50%、80.36%,其診斷價(jià)值高于顱腦CT。堯麒等[12]使用常規(guī)MRI、增強(qiáng)掃描、DWI及DTI診斷HGG、BM,發(fā)現(xiàn)DTI可以作為HGG、BM的鑒別診斷方式,與本研究結(jié)果相似,但并未進(jìn)一步進(jìn)行診斷價(jià)值分析。馮夢(mèng)薇等[13]使用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI診斷HGG、BM,并進(jìn)行了診斷價(jià)值分析,發(fā)現(xiàn)多個(gè)MRI定量參數(shù)結(jié)合可以增加HGG、BM診斷價(jià)值。本研究使用顱腦CT、MRI增強(qiáng)掃描診斷HGG、BM,收集顱腦CT的定性特征和顱腦MRI的定量特征,發(fā)現(xiàn)二者均具有較高診斷價(jià)值,對(duì)后續(xù)治療和預(yù)后具有重要指導(dǎo)作用。但研究樣本有限,可能存在結(jié)果偏差,擬在后續(xù)重新制定研究方案,擴(kuò)大樣本量驗(yàn)證結(jié)果,并探究更具應(yīng)用價(jià)值的鑒別診斷方法。

綜上所述,顱腦CT可以通過密度、腫瘤形狀、腫瘤邊界、鈣化等特征來鑒別HGG、BM,但存在主觀性,顱腦MRI可以通過腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域FA值、邊緣區(qū)域FA值來鑒別HGG、BM,結(jié)果相對(duì)客觀可靠,二者均對(duì)HGG、BM的鑒別診斷具有較高價(jià)值。