3.0 T磁共振灌注加權成像在高級別膠質瘤和單發腦轉移瘤中的鑒別診斷價值

劉亞虎梁新強梁 亮陳曉武杜成利

(1桂林醫學院研究生學院，桂林市 541004;2廣西壯族自治區南溪山醫院，桂林市541002)

3.0 T磁共振灌注加權成像在高級別膠質瘤和單發腦轉移瘤中的鑒別診斷價值

劉亞虎1梁新強2*梁 亮2陳曉武2杜成利2

(1桂林醫學院研究生學院，桂林市 541004;2廣西壯族自治區南溪山醫院，桂林市541002)

目的探討3.0 T磁共振灌注加權成像(PWI)在鑒別高級別膠質瘤和單發腦轉移瘤中的應用價值。方法回顧性分析12例單發腦轉移瘤和16例高級別膠質瘤的PWI特征，所有患者術前均行常規MR掃描和PWI及增強掃描，分別測量腫瘤實質區與腫瘤周圍水腫區及對側正常腦組織的腦血容量(CBV)值，計算出腫瘤實質區與腫瘤周圍水腫區的相對腦血容量(rCBV)值，同時獲取腫瘤實質區和瘤周水腫區的時間－信號曲線，并對rCBV值進行統計學分析。結果高級別膠質瘤和單發腦轉移瘤的時間－信號曲線不同。在腫瘤實質區，單發腦轉移瘤的rCBV值為(4.04±0.84)，低于高級別膠質瘤的(5.51±1.33);在瘤周水腫區，單發腦轉移瘤的rCBV值為(0.73±0.34)，低于高級別膠質瘤的(1.45±0.28)，差異均有統計學意義(P＜0.05)。結論磁共振灌注加權成像在鑒別單發腦轉移瘤和高級別膠質瘤中具有較高的臨床價值。

磁共振灌注加權成像;膠質瘤;單發腦轉移瘤

膠質瘤是顱內常見惡性腫瘤，約占所有顱內腫瘤的40.0%，膠質瘤呈浸潤性生長，與正常腦組織界限不清。對于無明確原發病史、又沒有典型影像學表現的單發腦轉移瘤，僅靠常規影像學檢查很難與高級別膠質瘤相鑒別。本研究應用PWI技術對高級別腦膠質瘤和單發腦轉移瘤患者組織信號強度－時間曲線及相對腦血容量(rCBV)值進行分析，從而探索PWI在兩者鑒別診斷中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集廣西壯族自治區南溪山醫院神經外科2015年4月至2016年5月收治的經病理或隨訪證實的高級別膠質瘤手術患者16例(Ⅲ級10例，Ⅳ級6例)和單發腦轉移瘤12例，其中女13例，男15例，年齡26～76歲，中位年齡57歲?；颊咝g前均行常規MRI、PWI掃描，且檢查前均未接受過放療、化療、顱腦手術等。

1.2 掃描方法 采用Philips Achieva 3.0 T雙梯度超導磁共振掃描儀，頭部8通道頭線圈，進行常規MR平掃和PWI及增強掃描。具體掃描參數如下:①常規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掃描，使用EPI序列，TR=1 500 ms，TE=40 ms，翻轉角(FA)30°，FOV=224 mm×224 mm，矩陣 96×95，激勵次數(NEX)1次，依據T2WI圖像所見，采用25個層面，層厚4 mm，層間距1 mm以覆蓋全病灶，40個時相，共70s，產生1 000幅灌注圖像，掃描前自動勻場，使用MR機配套高壓注射器，在第5個掃描時相時經肘前靜脈注射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增強掃描:軸位和矢狀位T1 WI增強掃描。

1.3 圖像后處理 PWI掃描完成后將數據傳輸到Philip工作站進行后處理，得到所選定層面的CBV偽彩圖，以T2WI flair增強圖像為參照，避開大血管、出血、鈣化、囊變等區域，選取灌注最大層面，分別在腫瘤實質最大灌注區、腫瘤周圍水腫區和對側正常腦白質區選擇3個感興趣區(ROI，30～40 mm2)，計算其CBV值，以對側正常腦組織CBV值為參照，分別計算腫瘤實質區和瘤周水腫區的rCBV值，并獲取感興趣區的時間－信號曲線。

1.4 統計學分析 采用SPSS 19.0軟件進行統計學處理，計量資料比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 時間－信號曲線及磁共振灌注偽彩圖 磁共振灌注獲得的時間－信號曲線在高級別膠質瘤表現為:在腫瘤實質區呈明顯負性增強，曲線下降幅度明顯，上升緩慢，且不能回復到基線水平，灌注不均勻，瘤體液化壞死區表現為灌注缺失(見圖1)。單發腦轉移瘤表現為腫瘤實質區呈負性增強，曲線回復到基線水平時間較正常延長，灌注不均勻，瘤體液化壞死區呈低灌注或等灌注(見圖2)。

圖1 高級別膠質瘤(Ⅲ級星形細胞瘤)

圖2 單發腦轉移瘤(轉移性腺癌)

2.2 高級別膠質瘤與單發腦轉移瘤rCBV值比較 高級別膠質瘤的rCBV值在腫瘤實質區和腫瘤周圍水腫區均高于單發腦轉移瘤的rCBV值，兩者比較，差異均有統計學意義(P＜0.05)。見表1。

表1 高級別膠質瘤與單發腦轉移瘤PWI掃描各數值均值比較 (±s)

表1 高級別膠質瘤與單發腦轉移瘤PWI掃描各數值均值比較 (±s)

腫瘤分類 n 腫瘤實質區rCBV 瘤周水腫區rCBV高級別膠質瘤16 5.51±1.33 1.45±0.28單發腦轉移瘤 12 4.04±0.84 0.73±0.34 t值 3.351 6.040 P值0.002 0.001

3 討論

典型的腦轉移瘤一般可以發現原發病灶以及顱內多發轉移病灶，但對于無明確原發病史且無典型影像學表現的單發腦轉移瘤，常規影像檢查難以與高級別膠質瘤相鑒別。高級別膠質瘤與單發腦轉移瘤在常規MRI上均可表現為邊界不清的混雜信號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，這與惡性腫瘤生長迅速、腫瘤血供豐富有關。MRI增強掃描二者均可表現為不均勻強化，而且腫瘤強化與否主要與血腦屏障的破壞以及血管的通透性有關，由于腫瘤血管為新生血管，相對不成熟，可造成對比劑的外漏形成異常強化，而腦轉移為外來物，不存在血腦屏障，也可造成對比劑的外漏形成強化。

3.1 不同檢查方法的工作原理 常規MRI以及增強掃描，對于腫瘤內部結構的復雜性，如血管增生、出血、壞死的顯示不佳，不能真實反映腫瘤血管增生程度和血管通透性，對判斷腫瘤性質有一定的局限性。PWI是通過靜脈內團注順磁性對比劑后進行快速MRI掃描，獲得對比劑首過感興趣區的圖像。順磁性對比劑使局部T2時間縮短，信號降低，降低程度與對比劑濃度成正比，根據組織信號強度－時間曲線可分析腦組織血流灌注情況。作為一種無創性的灌注成像方法，可用于評判腦腫瘤的新生血管程度、腫瘤的病變性質和病理分級，監測腫瘤治療情況。研究表明PWI測量的rCBV與病理指標腫瘤微血管密度(microvessel density，MVD)以及血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)之間存在良好的相關性［1，2］。

3.2 PWI的診斷效果 目前的影像學檢查，一般通過CT灌注成像和MR灌注加權成像來評判腦腫瘤的新生血管程度、腫瘤的病變性質和病理分級，監測腫瘤治療情況。在前期的CT灌注成像研究中發現，CT灌注成像在腫瘤的定性和分級中具有較高的臨床價值［3］。但與CT灌注成像比較，PWI無輻射及碘劑反應，尤其是針對兒童膠質瘤，可以作為一種無創的檢查和評估方法。另外MRI解剖覆蓋范圍比較廣，可以全面反映腫瘤內部的異質性，特別在腫瘤周圍水腫區。有研究表明，PWI在瘤周水腫區rCBV的診斷效果略優于CT灌注成像，其原因可能是MRI對軟組織具有較高的分辨率，對周圍水腫的顯示較CT更為直觀、清晰。另外，高級別膠質瘤對周圍的浸潤是不均一的，在CT圖像上可能表現為等密度而難以區分，因此CT灌注成像所選取ROI，測量的可能是真正水腫區而非腫瘤浸潤區，從而導致對腫瘤周圍水腫區的rCBV值低估，降低其鑒別診斷價值［4］。

3.3 PWI的主要評價指標 PWI的主要評價指標有:腦血容量(CBV)、腦血流量(CBF)、平均通過時間(MTT)。三者間的關系為CBF=CBV/MTT。腦血容量(CBV)，特別是相對腦血容量(rCBV)，rCBV=腫瘤實質區(或腫瘤周圍水腫區)的CBV值/對側相應正常腦實質的CBV值，可以間接反映腫瘤內血管的增加程度。

3.4 rCBV值的診斷價值 rCBV值反映了血管增生程度，血管生成活性與膠質瘤分化程度密切相關，比有絲分裂活性更能反映膠質瘤的生物侵襲性和惡性程度，是決定病理學分級的重要參數之一［5］。本組研究發現高級別膠質瘤的rCBV值(5.51±1.33)在腫瘤實質區高于單發腦轉移瘤的rCBV值(4.04±0.84)，差異有統計學意義(P＜0.05)，與文獻研究結果相符［6，7］。說明膠質瘤血供比轉移瘤豐富，與膠質瘤病理研究結果相符［8］。在腫瘤周圍水腫區，本組研究得出高級別膠質瘤rCBV值為(1.45±0.28)，明顯高于單發腦轉移瘤的(0.73±0.34)，差異有統計學意義(P＜0.05)，與相關文獻相符［9］。高級別膠質瘤周圍水腫區多呈高灌注且較常規及增強掃描范圍大，是因為膠質瘤具有浸潤生長的特性，腫瘤周圍水腫區由腫瘤血管生成和血管通透性增大所致，故膠質瘤級別越高，侵襲性生成越明顯，腫瘤周圍水腫區的灌注越高。但轉移瘤呈膨脹性生長，腫瘤細胞不向周圍浸潤，腫瘤周圍水腫是由于血管源性水腫形成，并且還會壓迫周圍血管造成血流量下降，導致轉移瘤周圍水腫區呈低灌注，rCBV值較對側正常腦組織低。國外有研究表明，瘤周水腫區rCBV值在高級別膠質瘤和單發腦轉移瘤的鑒別診斷中較腫瘤實質區的rCBV值更具臨床應用價值［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腦轉移瘤的PWI特征，對Ⅲ級、Ⅳ級膠質瘤未做對比研究，可能會造成參數指標有所偏移，同時未能根據年齡段及性別進行統計分析，有待進一步研究?？傊?，磁共振灌注成像能夠間接反映腫瘤的生長方式及組織病理學水平上的差異，通過分析時間－信號曲線特點及rCBV值，尤其是瘤周水腫區rCBV值，可以有效提高高級別膠質瘤與單發腦轉移瘤的鑒別能力，具有很高的臨床應用價值。

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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:神經外科。

*通信作者