余 浩 朱煒煒 上官澤敏 姚振威 劉 洪

DWI和測(cè)量ADC值在顱內(nèi)各種原發(fā)腫瘤的診斷中已有應(yīng)用,但是采用DWI分析腦膜瘤的比較少。雖然有作者發(fā)現(xiàn)良性腦膜瘤的ADC值要比惡性腦膜瘤值低[1],也有些學(xué)者得到相反的結(jié)果[2]。而關(guān)于各種腦膜瘤病理亞型的ADC值研究較少,良性和惡性腦膜瘤都有各種不同的亞型,其組織的組成和細(xì)胞排列方式不同,DWI信號(hào)和ADC值可能也有差異,本研究對(duì)象為常見病理亞型的腦膜瘤DWI,以及測(cè)量其ADC值,分析它們?cè)诓煌瑏喰湍X膜瘤鑒別的應(yīng)用價(jià)值。

方 法

1.研究對(duì)象

收集徐州市第一人民醫(yī)院及華山醫(yī)院2006年1月至2010年12月的腦膜瘤病例。①全部經(jīng)過手術(shù)證實(shí)且經(jīng)過病理分型;②行常規(guī)MRI增強(qiáng)檢查和DWI檢查;③體積足夠大,至少在三個(gè)軸面上顯示;④舍去DWI圖像嚴(yán)重變形的病例。所有病理結(jié)果參照2007年“WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的病理分類”,分別為:纖維型腦膜瘤67例,上皮型腦膜瘤51例,血管瘤型腦膜瘤9例,非典型腦膜瘤(WHO Ⅱ級(jí))7例,間變型腦膜瘤(WHO Ⅲ級(jí))7例。男女比例1:2.7,最低年齡36歲,最高年齡75歲,平均年齡57.8歲。臨床癥狀主要是頭痛、惡心、視野減小等。

2.掃描序列和測(cè)量方法

所有的病例由GE公司1.5T磁共振儀器掃描,除常規(guī)掃描外,均加掃軸位 DWI序列掃描,b=1000s/mm2。

測(cè)量ADC值方法:ROI為30～50mm2,避開腫瘤邊緣、顱骨,容積效應(yīng)和囊變壞死區(qū)。腫瘤實(shí)質(zhì)部分平均ADC值至少多層面5次取平均。對(duì)側(cè)正常白質(zhì)ADC,ROI為30～50mm2,避開水腫、側(cè)腦室白質(zhì)疏松區(qū),缺血灶,至少5次取平均值。水腫區(qū)域ADC均在腫瘤邊緣1cm范圍內(nèi),ROI為30～50mm2,取平均值。然后用腫瘤實(shí)質(zhì)ADC比正常白質(zhì)ADC,得到相對(duì)ADC,即rADC和水腫rADC。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

利用SPSS17.0軟件,對(duì)良性和惡性腦膜瘤rADC進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),然后進(jìn)行兩組數(shù)據(jù)t檢驗(yàn),判斷是否有差異。再對(duì)良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤做ROC曲線,尋找理想診斷的閾值。再進(jìn)一步對(duì)每種病理亞型rADC值進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),然后采用單因素ANOVA方差分析進(jìn)行兩兩比較,統(tǒng)計(jì)結(jié)果均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P＜0.05為差別有顯著性意義。

結(jié) 果

1.良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤rADC

將腦膜瘤分為兩組,良性腦膜瘤(WHO I級(jí))和惡性腦膜瘤(WHO II級(jí)和III級(jí)),測(cè)量腫瘤實(shí)質(zhì)ADC和rADC(表 1)。

表1 良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤ADC和rADC(10-3mm2/s)

應(yīng)用SPSS 17.0軟件先對(duì)良性和惡性腦膜瘤rADC進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),符合正態(tài)分布。再對(duì)良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤rADC進(jìn)行t檢驗(yàn),良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤rADC兩組數(shù)據(jù)有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.01)。將良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤的rADC由SPSS 17.0作ROC曲線(圖1),結(jié)果可以得到良性惡性腦膜瘤rADC閾值為1.05,敏感性79.1%,特異性70.0%。

2.不同病理亞型腦膜瘤rADC

進(jìn)一步將腦膜瘤按照病理亞型分組,測(cè)量各病理亞型的腦膜瘤ADC和rADC見表2。

血管型腦膜瘤rADC最高(圖2),而纖維型(圖3)和上皮型(圖4)較高,非典型腦膜瘤較低(圖5),間變型腦膜瘤最低 (圖6)。將不同病理亞型腦膜瘤rADC進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),采用SPSS 17.0進(jìn)行ANOVA方差分析,之后進(jìn)行兩兩比較。血管瘤型腦膜瘤的實(shí)質(zhì)rADC都要比其他病理亞型高 (P＜0.01),間變型腦膜瘤rADC比纖維型、上皮型、血管瘤型低 (P＜0.05)。而纖維型、上皮型和非典型腦膜瘤之間rADC沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。

圖1 良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤ROC曲線。

表2 不同病理類型腦膜瘤ADC和rADC(10-3mm2/s)

3.不同病理亞型腦膜瘤瘤周水腫rADC

測(cè)量不同病理類型腦膜瘤個(gè)體病例瘤周水腫ADC平均值,然后由此值比對(duì)側(cè)正常白質(zhì)ADC值,得到瘤周水腫相對(duì)ADC值,即rADC(表3)。

表3 不同病理亞型瘤周水腫ADC和rADC(10-3mm2/s)

圖6 間變型腦膜瘤。間變型腦膜瘤在ADC圖上為明顯低信號(hào)。

間變型腦膜瘤瘤周水腫rADC值最高,纖維型腦膜瘤rADC值最低,上皮型、血管瘤型和非典型腦膜瘤瘤周水腫居中。將各種病理亞型腦膜瘤瘤周水腫rADC進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行但因素方差分析(ANOVA),進(jìn)行兩兩比較,得到不同組織類型腦膜瘤瘤周水腫rADC的比較中,間變型腦膜瘤瘤周水腫rADC大于纖維型腦膜瘤 (P＜0.05),其他病理亞型腦膜瘤瘤周水腫 rADC無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。

討 論

根據(jù)《2007年WHO CNS腫瘤分類》,腦膜瘤有15種病理分型,三種分級(jí):Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ[3]。本文收集較常見的其中5種分型,纖維型腦膜瘤67例、上皮型腦膜瘤51例、血管瘤型腦膜瘤9例(WHO Ⅰ)、非典型腦膜瘤 7例(WHO Ⅱ)以及間變型腦膜瘤7例(WHO Ⅲ)。

DWI反映組織水分子的布朗運(yùn)動(dòng),通過測(cè)量ADC值可以定量的評(píng)價(jià)水分子運(yùn)動(dòng)。高ADC值一般表示病灶細(xì)胞致密性較低、壞死或者囊變,反映細(xì)胞間隙增大,水分子彌散自由度增加,而低ADC值反映病灶細(xì)胞致密度高。也就是說,細(xì)胞致密度高的病灶A(yù)DC值低,細(xì)胞致密度低的病灶A(yù)DC值高[4]。

本次研究先測(cè)量每個(gè)病例病灶的平均絕對(duì)ADC值和對(duì)側(cè)正常白質(zhì)ADC值,然后用病灶的絕對(duì)ADC值比正常白質(zhì)ADC值,得到相對(duì)ADC值,即rADC。根據(jù)先前的一些經(jīng)驗(yàn),rADC在顱腦腫瘤的鑒別中,比絕對(duì)ADC值要有更高的敏感性和特異性[5-6]。

本研究在較大樣本的基礎(chǔ)上,將良性腦膜瘤(WHOI級(jí))和惡性腦膜瘤(WHOII和III級(jí))rADC比較,采用SPSS17.0 t檢驗(yàn),良性腦膜瘤和惡性腦膜瘤rADC有顯著性差異(P＜0.01),并且可以作出ROC曲線,0.84作為rADC的界值,在鑒別良性和惡性腦膜瘤上擁有較高的敏感性和特異性。因此可以作為臨床上鑒別良-惡性腦膜瘤重要的輔助診斷方法。

進(jìn)一步測(cè)量不同病理亞型腦膜瘤,測(cè)量其rADC,探討rADC在不同病理亞型鑒別中的應(yīng)用價(jià)值。研究顯示,血管型腦膜瘤的rADC值要比其他病理亞型腦膜瘤都高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表示該型腦膜瘤水分子布朗運(yùn)動(dòng)較少受限制。本研究將纖維型、上皮型和不典型腦膜瘤rADC相互比較,認(rèn)為這三者rADC差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可能和這三種腦膜瘤細(xì)胞致密程度或(和)間質(zhì)成分導(dǎo)致的細(xì)胞外水分子布朗運(yùn)動(dòng)的差異度大致相同有關(guān)。纖維型腦膜瘤、上皮型腦膜瘤和非典型腦膜瘤細(xì)胞外水分子布朗運(yùn)動(dòng)的自由度相差并不是很明顯,這解釋了本次研究纖維型腦膜瘤、上皮型腦膜瘤和非典型腦膜瘤三者rADC沒有顯著性差異。間變型腦膜瘤DWI圖像為高信號(hào),ADC圖為明顯低信號(hào),其rADC和其他病理亞型腦膜瘤有明顯差異。本研究通過研究不同病理亞型腦膜瘤的rADC值之間的差異,進(jìn)一步闡述rADC和不同病理亞型腦膜瘤的相關(guān)性,對(duì)術(shù)前判斷腦膜瘤的病理亞型,進(jìn)而對(duì)評(píng)價(jià)腫瘤的邊界、質(zhì)地和血供提供重要的信息,因而具有重要的實(shí)踐意義[7]。

腦膜瘤周圍常會(huì)出現(xiàn)腦組織水腫,其產(chǎn)生機(jī)制尚未完全弄清[8]。一些研究認(rèn)為腦膜瘤周圍水腫和腫瘤的良、惡性相關(guān)[9]。一些學(xué)者持有不同意見,認(rèn)為腦膜瘤水腫范圍與程度和腦膜瘤的病理分型并沒有顯著性差異[10]。一些學(xué)者認(rèn)為腦膜瘤的水腫信號(hào)主要和腫瘤邊緣形狀,輪廓和T2WI圖像信號(hào)的高低有關(guān),T2WI信號(hào)越高,水腫越明顯[11]。目前少量關(guān)于腦膜瘤瘤周水腫DWI研究,得到各種病理類型的腦膜瘤瘤周水腫ADC值沒有顯著性差異[12];國(guó)外少量文獻(xiàn)認(rèn)為WHOⅢ級(jí)間變型腦膜瘤由于具有浸潤(rùn)腦組織的趨勢(shì),使瘤周水腫區(qū)域因腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)使水分子彌散受限,導(dǎo)致ADC值降低[13]。而本研究分析每種病理亞型腦膜瘤瘤周水腫的rADC值,發(fā)現(xiàn)間變型腦膜瘤的瘤周水腫rADC最高,可能和間變型腦膜瘤更容易形成不成熟的血管,腫瘤細(xì)胞分泌更多的促血管生長(zhǎng)因子,使血管通透性增加,血管內(nèi)更多的水分子進(jìn)入到腦組織中;或者因?yàn)槟X膜瘤生長(zhǎng)速度較快,對(duì)周圍靜脈壓迫比較明顯,使靜脈回流受阻,微血管內(nèi)壓力升高,導(dǎo)致血管內(nèi)更多水分子進(jìn)入到腦組織,使腦組織細(xì)胞間隙含有更多水分子而導(dǎo)致細(xì)胞間隙增大,水分子布朗運(yùn)動(dòng)自由度增加,ADC值增高。這個(gè)效應(yīng)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于間變型腦膜瘤瘤周浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞對(duì)水分子彌散的限制,最終使間變型腦膜瘤周水腫水分子彌散增高,ADC值增高。測(cè)量腦膜瘤瘤周水腫rADC明顯增高,可能提示腦膜瘤為間變型可能增大。在我們的研究中,纖維型腦膜瘤水腫rADC值最低,與間變型腦膜瘤rADC有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P＜0.05),纖維型腦膜瘤間質(zhì)膠原纖維成分比較多,并且伴有玻璃樣變性,使新生的血管較少,并且纖維型腦膜瘤生長(zhǎng)速度較慢,對(duì)引流靜脈的壓迫比較輕微,使血管內(nèi)的水分子較少進(jìn)入腦組織,腦組織細(xì)胞間隙增加不明顯,從而使細(xì)胞外水分子彌散自由度增加不明顯,在ADC圖上表現(xiàn)為比其他類型腦膜瘤明顯低。

一些學(xué)者對(duì)DTI在腦膜瘤瘤周水腫的研究,證實(shí)了良性腦膜瘤內(nèi)的水分子比惡性腦膜瘤內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)更自由,可以將DTI作為腦膜瘤術(shù)前評(píng)價(jià)一種影像學(xué)檢查方式[14]。而一些學(xué)者將PWI技術(shù)應(yīng)用于研究腦膜瘤瘤周水腫的灌注,認(rèn)為水腫指數(shù)和rrCBV有很強(qiáng)的相關(guān)性,有明顯水腫的腦膜瘤的rrCBF和rrCBV比水腫輕微的腦膜瘤明顯要低,瘤周水腫灌注降低可能是水腫引起的結(jié)果,由于過多水滯留組織間隙,壓迫血管使該區(qū)灌注下降[15]。

DWI能反映不同病理亞型腦膜瘤和瘤周水腫水分子彌散情況,腫瘤實(shí)質(zhì)rADC可以在鑒別良性和惡性腦膜瘤以及不同病理亞型腦膜瘤發(fā)揮重要作用,瘤周水腫在鑒別間變型腦膜瘤有重要意義。DWI對(duì)腦膜瘤術(shù)前評(píng)價(jià)有較高的實(shí)踐價(jià)值。

1.Hakyemez B,Yildirim N,GokalpG,et al.The contribution of diffusion-weighted MR imaging to distinguishing typical from atypical meningiomas.Neuroradiology,2006,48:513-520

2.Yamasaki F,Kurisu K,Satoh K,et al.Apparent diffusion coefficient of human brain tumors at MR imaging.Radiology,2005,235:985-991

3.Louis DN,Ohgaki H,Wiestler OD,et al.The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system.Acta Neuropathol,2007,114:97-109

4.YangD,Korogi Y,Sugahara T,et al.Cerebralgliomas:prospective comparison of multivoxel 2D chemical-shiftproton MR spectroscopy,echoplanarperfusion and diffusion-weighted MRI.Neuroradiology,2002,44:656-666

5.Bulakbasi N,Guvenc I,Onguru O,et al.The added value of the apparent diffusion coefficient calculation to magnetic resonance imagingin the differentiation andgradingof malignant brain tumors.J Comput Assist Tomogr,2004,28:735-746

6.Hein PA,Eskey CJ,Dunn JF,et al.Diffusion-weighted imagingin the follow-upof treated high-gradegliomas:tumor recurrence versus radiation injury.AJNR,2004,25:201-209

7.陶英群,盧亦成,白如林,等 .腦膜瘤生物學(xué)特征性與MRI信號(hào)特征的相關(guān)性研究.中華神經(jīng)外科疾病研究雜志,2008,7:391-394

8.張競(jìng)文,伍建林 .顱內(nèi)腫瘤瘤周水腫的功能性MRI研究 .國(guó)外醫(yī)學(xué)?臨床放射學(xué)分冊(cè),2005,28:146-149

9.Mattei TA,Mattei JA,Ramina R,et al.Edema andmalignancy in meningiomas.Clinics,2005,60:201-206

10.任 軍,王鳳麗.腦膜瘤瘤周水腫與病理特性之間的關(guān)系 .中國(guó)臨床神經(jīng)科學(xué),2001,9:279-280

11.Nakanoa T,Asanoa K,Miurab H,et al.Meningiomas with brain edema:Radiological characteristics on MRI and review of the literature.Clin Imaging,2002,26:243-249

12.Nagar VA,Ye JR,Ng WH,et al.Diffusion-weighted MR imaging:diagnosingatypical or malignant meningiomas and detecting tumor dedifferentiation.AJNR,2008,29:47-52

13.Server A,Kulle B,Mhlen J,et al,Quantitative apparent diffusion coefficients in the characterizationof brain tumors and associated peritumoral edema.Acta Radiologica,2009,50:682-689

14.Toh CH,Castillo M,Wong AMC,et al,Differentiation between classic and atypical meningiomas with use of diffusion tensor imaging.AJNR,2008,29:1630-1635

15.Bitzer M,Klose U,Geist-BarthB,et al,Alterations in diffusion and perfusion in the pathogenesis of peritumoral brain edema in meningiomas.Eur Radiol,2002,12:2062-2076