劉子姍詹茸婷王明磊趙超云葸燕燕高文奇張 偉黃雪瑩王曉東,3

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磁敏感加權(quán)成像在肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤診斷中的應(yīng)用價值

劉子姍1詹茸婷2王明磊2趙超云1葸燕燕2高文奇1張 偉2黃雪瑩2王曉東2,3

【摘要】目的：研究肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤在磁敏感加權(quán)圖像（SWI）上的影像特點，比較其與常規(guī)MRI在腦轉(zhuǎn)移瘤顯示方面的不同，探討SWI對腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷價值。方法：回顧性分析經(jīng)臨床證實的肺癌腦轉(zhuǎn)移患者24例，其中單發(fā)8例，多發(fā)16例。所有病例均行MR常規(guī)平掃（T1WI、T2WI、T2flair）、增強掃描及SWI掃描。結(jié)果：MR常規(guī)平掃檢出146個病灶，T1WI增強掃描檢出221個病灶，SWI掃描檢出222個病灶，其中常規(guī)序列檢出出血的瘤灶35個，SWI 檢出出血瘤灶113個。Friedman秩和檢驗顯示在腦轉(zhuǎn)移灶檢出數(shù)目方面，常規(guī)MR平掃明顯少于T1WI增強掃描和SWI序列（P＜0.05），但T1WI增強掃描與SWI序列之間無統(tǒng)計學(xué)差異（P ＞0.05）；在出血性瘤灶數(shù)目檢出方面，SWI明顯優(yōu)于常規(guī)序列（P＜0.05）。結(jié)論：SWI對于腦轉(zhuǎn)移瘤的顯示具有較高的敏感性，并在肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤內(nèi)部出血顯示具有一定優(yōu)勢。與常規(guī)MR相比，SWI能夠在肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷中提供更多影像學(xué)信息。

【關(guān)鍵詞】磁敏感加權(quán)成像；腦轉(zhuǎn)移瘤；磁共振成像

腦轉(zhuǎn)移瘤 （ brain metastasis，BM） 是常見的顱腦繼發(fā)性腫瘤，發(fā)病率為顱內(nèi)腫瘤的10%～15%［1］，近些年其發(fā)病率逐漸升高。發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的原發(fā)腫瘤中最常見的是肺癌，約1/3的肺癌病人會發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，肺癌腦轉(zhuǎn)移約占所有腦轉(zhuǎn)移瘤的50%［2］。T1WI增強目前被公認為是發(fā)現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移瘤的最佳序列［3］。某些早期、體積較小的腦轉(zhuǎn)移瘤可因強化不明顯及瘤周無明顯水腫而漏診，隨著磁共振技術(shù)不斷發(fā)展，SWI作為一種新型的MR功能成像技術(shù)，在靜脈血流及含去氧血紅蛋白豐富的微小病灶的顯示方面，表現(xiàn)出非常高的檢出率。肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤早期就可發(fā)生出血，此時的病灶體積尚小，SWI因其成像特點對于這類病灶的檢出會明顯優(yōu)于常規(guī)MR。本文通過觀察SWI提供的腦轉(zhuǎn)移瘤的影像學(xué)信息，探討其在腦轉(zhuǎn)移瘤診斷中的應(yīng)用價值。

方 法

1.一般資料

收集自2015年4月-2015年9月于寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院經(jīng)臨床證實的24例肺癌腦轉(zhuǎn)移患者，男性17例，女性7例，平均年齡52.5歲（35～68歲），均有明確原發(fā)性肺癌病史（其中腺癌14例，鱗癌3例，小細胞癌7例），所有患者原發(fā)腫瘤均經(jīng)病理證實。所有病例經(jīng)隨訪確診為腦轉(zhuǎn)移瘤。臨床表現(xiàn)有頭痛、癲癇發(fā)作、惡心、嘔吐、肢體活動功能障礙等癥狀。所有病例的病史及顱內(nèi)病灶影像特征符合腦轉(zhuǎn)移瘤特點。

2.檢查方法

采用GE Signa EXCITE 3.0T HDMR掃描儀8通道頭線圈，所有病例均行常規(guī)MRI平掃、增強及SWI序列檢查。常規(guī)MRI掃描包括T1液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（T1 FLAIR，TR/TE=2072/26.7ms，TI=920ms）、T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（T2FLAIR，TR/TE=8002/146.4ms，TI=2150.0ms）和T2WI（TR/TE=4600/107ms）。層厚為6.0mm，間隔為0.5mm，F(xiàn)OV=24cm×24cm。對比劑為釓噴酸二葡甲銨，其使用劑量為 0.1mmol/kg 。SWI采用3D SPGR序列，TR/TE=36/20ms，矩陣448×384，NEX=0.75，帶寬為15.6kHz，反轉(zhuǎn)角為20°，層厚2mm，間距0mm?；颊邫z查時，先行常規(guī)平掃，然后行SWI，最后行T1WI 增強掃描。

3.圖像后處理

在ADW4.4工作站上對采集到的SWI原始圖像進行后處理，用functool軟件進行SWI計算，得到校正后的相位圖（CPI）及磁敏感加權(quán)圖像（SWI），磁敏感加權(quán)圖像行最小信號強度投影（MinIP）得到SWIminIP圖像。

4.圖像分析

兩位高年資神經(jīng)影像學(xué)診斷醫(yī)師采用盲法分別對常規(guī)MR圖像及SWI圖像進行分析。分析圖像內(nèi)容包括：腦實質(zhì)內(nèi)病變數(shù)目、位置及信號特點。常規(guī)MR平掃圖像上：以T2 FLAIR圖像作為觀察病灶最佳序列，T2 FLAIR圖像上病灶呈與周圍組織對比明顯的高信號，將這類信號灶暫定為可疑轉(zhuǎn)移灶，對照觀察T1WI增強圖像與T2 FLAIR圖像，與T1WI增強圖像轉(zhuǎn)移灶相一致者即為平掃圖像轉(zhuǎn)移灶（圖1A、圖1C）；常規(guī)T1WI增強圖像上轉(zhuǎn)移病灶識別：顱內(nèi)單發(fā)或多發(fā)結(jié)節(jié)狀、環(huán)狀均勻或不均勻強化灶。轉(zhuǎn)移灶SWI圖像的辨別：病灶呈圓形或橢圓形稍低信號，信號稍低于腦白質(zhì)信號，周邊伴有不同程度的類似T2WI序列樣高信號的水腫帶；壞死區(qū)信號高而腫瘤內(nèi)實質(zhì)信號為低信號；瘤內(nèi)出血的信號與瘤內(nèi)及瘤周靜脈的信號接近，出血在SWIminIP圖連續(xù)層面上無延續(xù)性，呈大小不一的點、簇狀低信號，而血管在SWIminIP圖像上下層面可連續(xù)觀察到并相連在一起似管狀，邊緣光整。在相位圖上對出血和鈣化進行區(qū)分，出血在校正后的相位圖表現(xiàn)為低信號，鈣化在校正后的相位圖表現(xiàn)為高信號。常規(guī)MR圖像上出血灶的判斷：常規(guī)T1WI平掃上示高信號灶，對照觀察常規(guī)T1WI與SWI圖像，與SWI圖像出血灶相一致者即為常規(guī)圖像出血灶（圖1B、圖1D）。

5.統(tǒng)計學(xué)方法

對各序列所得結(jié)果進行非參數(shù)統(tǒng)計，所有變量資料采用Friedman秩和檢驗，將P＜0.05定義為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，所有統(tǒng)計學(xué)處理用SPSS 17.0完成。

結(jié) 果

24例肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤患者中，肺癌病理類型包括：腺癌14例（58%），鱗癌3例（12.5%），小細胞癌7例（29.5%）；均為腦實質(zhì)轉(zhuǎn)移，其中8例（33.3%）單發(fā)，16例（66.7%）多發(fā)。24例患者常規(guī)MR平掃均未能顯示瘤內(nèi)血管，增強后病灶實性部分及供血動脈強化，同樣未能清楚顯示瘤內(nèi)靜脈血管；SWI可清晰顯示瘤內(nèi)出血及腫瘤內(nèi)靜脈血管影（圖2）。

圖1 男，52歲，左上肺中分化腺癌腦轉(zhuǎn)移。A. T2 FLAIR圖像示左側(cè)額葉皮髓交界區(qū)見一小片狀混雜稍高信號，可見含鐵血黃素沉積，周邊水腫呈高信號。B.T1WI平掃圖像，病灶呈高信號，周邊水腫呈低信號。C.T1WI增強示病灶呈結(jié)節(jié)樣強化。D.SWIminIP圖像，除左側(cè)額葉病灶外，還可見右側(cè)額、頂葉多發(fā)病灶（A、B圖均未見明確顯示，C圖于相應(yīng)部位出現(xiàn)信號稍不均，但未見明確病灶顯示），病灶呈片狀低信號，提示出血。

1.腦轉(zhuǎn)移瘤的位置、數(shù)目及信號特點

24例肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤患者，常規(guī)MR平掃共檢出146個病灶，常規(guī)T1WI增強掃描共檢出221個病灶，SWI檢出222個病灶，24例患者中有21例患者在常規(guī)T1WI增強與SWI圖像上檢出病灶數(shù)目相等，另外3例患者中有2例患者在常規(guī)T1WI增強較SWI顯示出的病灶個數(shù)一共多8個，這8個病灶中有5個位于額底部，另外3個病灶位于顳葉貼近顱骨處，這些病灶在SWI圖像上均未能顯示（圖3）。另1例患者的常規(guī)T1WI增強較SWI顯示出的病灶個數(shù)少。病灶位置及數(shù)目分布如表1。多數(shù)病灶呈長T1長T2信號灶，部分病灶伴出血、囊變壞死，呈混雜信號，出血在T1WI圖像呈高信號，囊變壞死呈明顯長T1 長T2信號；病灶的強化方式也各不相同：不均勻強化、環(huán)形強化、結(jié)節(jié)狀強化；不同病灶周邊伴有不同程度水腫，較小病灶（＜1.0cm）周邊可不伴有水腫；SWI上出血病灶呈明顯低信號，瘤內(nèi)腫瘤相關(guān)靜脈在連續(xù)層面上呈具有延續(xù)性的點狀、細線狀低信號。

2. 三種序列檢出腦轉(zhuǎn)移灶數(shù)目比較

常規(guī)MR平掃檢出最少，為146個，顯著少于T1WI增強掃描的221個和SWI序列的222個（P均＜0.05）見表2；后兩者之間沒有明顯差異（P＞0.05）。

3. 三種序列檢出出血性瘤灶數(shù)目比較

SWI對出血敏感，檢出出血性瘤灶（113個）顯著多于常規(guī)序列（包括T1WI平掃、T2WI平掃、T2 FLAIR平掃）和 T1WI增強掃描序列（35個）（P＜0.05）。

表1 各序列檢出病灶位置及數(shù)目（個）

圖2 男，52歲，左上肺低分化鱗癌腦轉(zhuǎn)移。A.T1WI平掃示右側(cè)額葉見一類圓形混雜低信號病灶，瘤周見片狀低信號水腫。B.T2-flair圖像示病灶呈混雜低信號，瘤周水腫呈片狀高信號。C.T1WI增強圖像示病灶呈環(huán)形強化，最大徑約1.8cm。D. SWIminIP圖像示病灶內(nèi)可見點狀低信號，連續(xù)層面觀察證實為瘤內(nèi)引流靜脈。

圖3 男性，31歲，肺小細胞癌腦轉(zhuǎn)移。A.增強掃描示雙側(cè)額葉、顳葉多發(fā)病灶，呈環(huán)形強化。B. SWIminIP圖像于相應(yīng)層面未能顯示A圖中所示病灶，由于病灶處于額底部及顳葉近顱骨處，磁化率偽影的影響而導(dǎo)致病灶未能顯示。

討 論

近些年，我國肺癌發(fā)病率和死亡率不斷升高，肺癌極易在早期發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，腦是肺癌遠處轉(zhuǎn)移最常受累的器官。腦轉(zhuǎn)移瘤嚴重影響患者存活率和生存質(zhì)量，若不進行治療，腦轉(zhuǎn)移患者的中位生存期僅為1～2個月［4］。因此，腦轉(zhuǎn)移瘤早期準確的診斷對其治療及預(yù)后是非常重要的。既往有研究顯示，SWI在腦轉(zhuǎn)移瘤的顯示方面優(yōu)于T1WI增強，其對于腫瘤邊界的顯示較清晰，SWI在腦轉(zhuǎn)移瘤的檢測方面有更高的敏感性和更高的檢出率［5-6］。同時，國內(nèi)也有學(xué)者指出SWI能顯示腫瘤內(nèi)出血及引流靜脈［7］，這些是常規(guī)MRI可能難以顯示的。Kim等［8］的研究結(jié)果也顯示SWI對腦內(nèi)異常強化灶診斷的正確率遠大于常規(guī)MRI。迄今為止，常規(guī)MRI僅利用了質(zhì)子的磁距信息，相位信息常常被忽略，一些重要信息如不同組織的磁敏感信息就無從獲得，而這些磁敏感信息是可以用來對造成局部磁場改變的物質(zhì)如鐵進行定量分析研究的。在臨床實踐中，常規(guī)磁共振成像方式從根本上其實是組織弛豫時間的加權(quán)。在這些圖像上，研究區(qū)域組織間的對比是基于橫向弛豫（T2）和/或縱向弛豫（T1）的顯著差異。但是，由于順磁性和抗磁性原子分別產(chǎn)生的磁場不均勻性使他們的弛豫時間都減少，因此弛豫加權(quán)圖像無法區(qū)分含鐵血黃素和鈣化。磁敏感信息是對傳統(tǒng)自旋密度成像（T1，T2，PD加權(quán)成像）方法的補充，能夠顯示更加詳細的信息。磁敏感加權(quán)成像能夠增加鈣化與含鐵血黃素沉積之間的對比。隨著SWI逐漸被廣泛運用于臨床，更多疾病的診治都會受益。目前，SWI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如顱腦外傷、血管畸形、腦梗死、腫瘤及神經(jīng)系統(tǒng)傳染性疾?。ㄉ窠?jīng)弓形蟲病、囊蟲?。┑呐R床診斷［9-11］。

本研究顯示，常規(guī)MR平掃對腦轉(zhuǎn)移瘤的檢出率明顯低于SWI及T1WI增強掃描，而SWI與T1WI增強掃描對于腦轉(zhuǎn)移瘤的檢出率差異不大，這與崔恒武等［12］的研究結(jié)果是一致的。但由于SWI可以清晰顯示腫瘤內(nèi)出血及瘤內(nèi)引流靜脈，這些成分在SWI圖像上呈明顯低信號，使病灶與周圍組織形成鮮明對比，發(fā)生瘤內(nèi)出血的病灶在SWI上的清晰度更優(yōu)于T1WI增強圖像。肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤很易發(fā)生出血，其中以腺癌腦轉(zhuǎn)移瘤發(fā)生出血最為多見，常規(guī)MR平掃及增強對出血小病灶的顯示遠不如SWI圖像上清晰，無法及時檢測病灶存在，將會延誤治療。本研究中常規(guī)MR掃描發(fā)現(xiàn)出血病灶共35個，SWI發(fā)現(xiàn)113個，印證了SWI在顯示瘤內(nèi)出血方面較常規(guī)MRI占有明顯的優(yōu)勢。SWI在顯示瘤內(nèi)出血、靜脈血管方面明顯優(yōu)于常規(guī)MR掃描，提高了圖像的對比度。在不使用對比劑的情況下，就可以很清晰地顯示病灶，其診斷效果可以與常規(guī)MR增強相媲美，這對于有對比劑禁忌證或不能耐受團注對比劑的腦腫瘤患者是非常適用的［13］。除了與常規(guī)平掃及常規(guī)增強比較對病灶的檢出率，本次研究對SWI圖像的觀察中，在24例患者的SWIminIP圖像上除了病灶內(nèi)出血還可以分辨出病灶內(nèi)靜脈血管影，Brem等［14］提出腫瘤內(nèi)新生血管數(shù)量能間接反映腫瘤級別及其侵襲性的可能。新生血管的變化與腫瘤治療的療效評估息息相關(guān)，以上都為進一步研究奠定了重要基礎(chǔ)。

本次研究中，樣本數(shù)目較少，尚不能對不同病理類型肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的影像學(xué)表現(xiàn)進行歸納總結(jié)，由于SWI利用組織間磁敏感差異成像，血漿內(nèi)蛋白、pH值、溫度、血流等因素均可造成局部磁場不均勻，繼而影響圖像質(zhì)量。腦組織貼近顱骨處、鼻竇旁及氣/骨交界處的磁敏感差異較大，會產(chǎn)生磁化率偽影。本研究中有2例患者SWI圖像病灶檢出數(shù)目比T1WI圖像少。其中1例患者有4個病灶位于額底部，另外3個病灶位于顳葉貼近顱骨處，這些位置均會產(chǎn)生磁化率偽影，從而影響了這些病灶在SWI圖像上的顯示。另1例患者SWI病灶檢出數(shù)目比T1WI增強少1個，漏診病灶位于額底近鼻竇處，這樣的結(jié)果也是上述原因造成的。同時，陳舊性出血灶、小靜脈、鈣化在SWI上均為低信號，上述因素造成SWI信號的復(fù)雜性，如本次研究中某些病灶因出血較多而掩蓋了瘤內(nèi)靜脈血管的顯示，僅依靠SWI對疾病進行診斷就有一定的局限性，臨床上可以結(jié)合CT和常規(guī)MR對比增強SWI提高疾病診斷準確率。在今后的研究中，擴大樣本數(shù)量，對不同病理類型的肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤在SWI上的表現(xiàn)進行分類總結(jié)，并對腦轉(zhuǎn)移瘤放療前后SWI圖像上變化進行對比分析，觀察其前后變化，以期為臨床觀察療效、評估預(yù)后及制定后續(xù)診療方案提供幫助。

綜上所述，SWI在肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的檢出中具有較高的敏感性，并可顯示瘤內(nèi)微小出血灶及腫瘤相關(guān)靜脈，作為常規(guī)序列的重要補充，在肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷方面具有較高的價值及應(yīng)用前景。SWI應(yīng)該作為一種常規(guī)檢查序列應(yīng)用于臨床，從而更早、更多地檢測出更小的病灶，可以更早地為患者進行臨床治療，提高患者存活率及生存質(zhì)量。通過進一步的研究，在SWI上觀察腦轉(zhuǎn)移瘤放療前后的變化，探究其在腦轉(zhuǎn)移瘤放射治療方面的應(yīng)用價值，為評估療效提供一種新的方法。

參 考 文 獻

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1 Ningxia Medical University

2 Department of Radiology， General Hospital of Ningxia Medical University

3 Ningxia Key Laboratory of Cerebrocranial Diseases

Address： 804 Shenglinan Rd.，Yinchuan，750004，P.R.C.

Address Correspondence to WANG Xiao-dong（E-mail： xdw80@yeah.net）

中圖分類號：R445.2

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5741（2016）-03-0198-06

收稿時間：（2015.11.06；修回時間：2016.02.01）

作者單位：1寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床學(xué)院2寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科3寧夏顱腦疾病重點實驗室

通信地址：寧夏自治區(qū)銀川市興慶區(qū)勝利南街804號， 銀川 750004 s： 1.Ningxia Hui Autonomous Region Health Department focused research programs （No.2008043）； 2. Open topic of Ningxia Key Laboratory of Cerebrocranial Diseases（XY201407）

通信作者：王曉東（電子郵箱：xdw80@yeah.net）

基金項目：1寧夏回族自治區(qū)衛(wèi)生廳重點科研計劃（No.2008043）2寧夏顱腦疾病重點實驗室開放課題（XY201407）

The Clinical Application of Susceptibility Weighted Imaging in the Diagnosis of Brain Metastases from Lung Cancer

LIU Zi-shan1， ZHAN Rong-ting2， WANG Ming-lei2， ZHAO Chao-yun1， XI Yan-yan2，GAO Wen-qi1， ZHANG Wei2， HUANG Xue-ying2， WANG Xiao-dong2，3

【Abstract】Purpose： To study the features of brain metastases from lung cancer on susceptibility weighted imaging （SWI）， and to evaluate the diagnostic value of susceptibility weighted imaging in detection of brain metastases. Methods： Twenty-four cases of brain metastasis from lung cancer were analyzed retrospectively. There were 8 cases with single lesion and 16 cases with multiple lesions. Conventional MR imaging （including pre- and post-contrasted T1 weighted imaging（T1WI）， T2 weighted imaging（T2WI） and T2 fast fuid attenuated inversion recovery） （FLAIR）and SWI were undergone in all cases. Results： More lesions were detected on post-contrasted T1WI （n=221） and SWI （n=222） than those on the pre-contrast MRI （n=146）. The difference was with statistical signifcance between post-contrasted T1WI and pre-contrast MRI （P＜0.05）， and between SWI and pre-contrast MRI （P＜0.05）； there wasno statistical signifcance between post-contrasted T1WI and SWI in lesion detection （P＞0.05）； the number of tumors with hemorrhage detected on SWI （n=113） was signifcantly more than those on conventional MRI （n=35） （P＜0.05）. Conclusion： SWI is with high sensitivity to detect the brain metastasis， and it has certain advantages in detecting intratumoral small vessels and micro-hemorrhage in brain metastasis from lung cancer. SWI can provide more imaging information than conventional MRI in the diagnosis of brain metastases from lung cancer.

【Key words】Susceptibility weighted imaging；Brain metastasis；MRI