湯若琪，馬凱倫，劉沖

(承德醫(yī)學(xué)院，河北 承德 071000)

0 引言

腦轉(zhuǎn)移瘤(brain metastases，BM)是源于中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到腦組織的最常見(jiàn)的成人顱內(nèi)腫瘤。近年來(lái)檢查方法的提升和癌癥患者存活率的提高，使腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷率一直在增加。腦轉(zhuǎn)移瘤可發(fā)生在腦實(shí)質(zhì)、脊髓、軟腦膜，以腦實(shí)質(zhì)最為常見(jiàn)。任何類型的癌癥都可能出現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移，但成人腦轉(zhuǎn)移瘤的原發(fā)病灶主要來(lái)源于肺、腎臟、乳腺、結(jié)腸和黑色素瘤，超過(guò)一半的腦轉(zhuǎn)移瘤來(lái)源于肺癌，Cagney等人之前的研究[1]中提到，非小細(xì)胞型肺癌或小細(xì)胞肺癌患者在初診時(shí)腦轉(zhuǎn)移率最高。2019年 NCCN 發(fā)布的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤指南中指出，近 80%的 BM 發(fā)生在大腦半球，另有15%發(fā)生在小腦，5%發(fā)生在腦干，即 BM 分布幕上轉(zhuǎn)移多于幕下。腦轉(zhuǎn)移瘤數(shù)量有助于某些腫瘤組織的生存預(yù)測(cè)，因此影像學(xué)應(yīng)準(zhǔn)確量化腦轉(zhuǎn)移瘤的數(shù)量，最大程度地顯示出這些病變，并提供準(zhǔn)確的病變形態(tài)。因?yàn)橥饪葡到y(tǒng)治療和放射治療的顯著發(fā)展提高了腦轉(zhuǎn)移瘤患者的局部控制和生存率，檢測(cè)到腦轉(zhuǎn)移瘤對(duì)于優(yōu)化治療、提供經(jīng)濟(jì)有效的護(hù)理、提高患者的生活質(zhì)量至關(guān)重要[2]。改進(jìn)檢查方法有助于確定病灶的大小和數(shù)目，以便進(jìn)行切除和放射治療。本研究目的是探討延遲增強(qiáng)掃描與常規(guī)增強(qiáng)掃描對(duì)比，其對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的敏感性和臨床價(jià)值。

MRI 常規(guī)掃描及增強(qiáng)檢查能夠反映腫瘤的位置、大小、周圍水腫帶的范圍以及強(qiáng)化方式，是鑒別顱內(nèi)腫瘤的重要方法[3]，高級(jí)別膠質(zhì)瘤與單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤絕大多數(shù)表現(xiàn)為長(zhǎng)T1信號(hào)、長(zhǎng)T2信號(hào)，如果出現(xiàn)出血、壞死、 囊變時(shí)會(huì)有相應(yīng)的信號(hào)改變。因此，需要MRI的其他序列進(jìn)行補(bǔ)充診斷。

1 MRI

1.1 增強(qiáng)T1WI及延遲增強(qiáng)掃描

釓造影劑有自旋弛豫時(shí)間長(zhǎng)、細(xì)胞外分布、不通過(guò)正常血腦屏障、循環(huán)于血管及細(xì)胞間隙，不通過(guò)細(xì)胞膜的特點(diǎn)，因此增強(qiáng)掃描可以更加清晰的顯示病灶。Uysal E[4]的結(jié)果表明，與使用0.5 mol/ L的釓對(duì)比劑相比，使用1.0 mol/ L的釓對(duì)比劑顯著提高了增強(qiáng)MRI在檢測(cè)多發(fā)性硬化癥患者活動(dòng)性病變的敏感性，但出于成本效益和增加檢測(cè)時(shí)間考慮，多倍劑量釓造影劑的臨床使用受到限制。

Katerina等[5]的研究中，在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者中，包括T1WI、T2WI、FLAIR在內(nèi)的其他序列中T1WI增強(qiáng)掃描是腦轉(zhuǎn)移的早期檢測(cè)最敏感的MRI序列，其他序列無(wú)法完全取代造影劑的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)最高的靈敏度。張順鎮(zhèn)等[6]研究表明T1WI延遲增強(qiáng)掃描發(fā)現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移瘤更敏感，可提高微小轉(zhuǎn)移瘤的檢出率。

在marina的研究中[7]，35.3%的患者在注射后10分鐘成像時(shí)至少出現(xiàn)1處新病變。此外，即時(shí)影像和延遲10分鐘的轉(zhuǎn)移體積平均增加25.4%。掃描延遲10-15分鐘后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶數(shù)量沒(méi)有明顯增加。小分子對(duì)比劑可以透過(guò)破壞的血-腦屏障進(jìn)入高膠體滲透壓的囊變區(qū)，所以延遲24 h后掃描可顯示小部分病灶囊變區(qū)呈高信號(hào)。曲珊珊[8]認(rèn)為延遲24 h后囊變區(qū)高信號(hào)是由對(duì)比劑滲入所致，即腦轉(zhuǎn)移瘤囊變區(qū)釓對(duì)比劑陷入征象。

1.2 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)及灌注成像

隨著腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生率和發(fā)展為繼發(fā)性惡性腫瘤的患者人數(shù)均繼續(xù)增加，無(wú)創(chuàng)地區(qū)分來(lái)自不同原發(fā)部位的腦轉(zhuǎn)移的能力變得越來(lái)越重要。非侵入性預(yù)測(cè)對(duì)有多種惡性腫瘤的腦轉(zhuǎn)移瘤的腫瘤組織的鑒別可能具有重要的臨床意義。來(lái)自不同原發(fā)部位的腦轉(zhuǎn)移瘤在外觀上重疊，并且難以用常規(guī)MRI區(qū)分，可以用DCE-MR進(jìn)行鑒別。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)(DCE-MR)可以評(píng)估腫瘤微脈管系統(tǒng)，并已證明在表征原發(fā)性腦腫瘤方面具有實(shí)用性。DCE-MRI被用于評(píng)估包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和不同類型的轉(zhuǎn)移灶在內(nèi)的高血管和低血管腦腫瘤的灌注特征[9]。

MRI灌注是一種先進(jìn)的成像技術(shù)，可通過(guò)分析靜脈注射的低分子量順磁性藥物在所研究組織的微血管和血管外細(xì)胞外空間中的分布動(dòng)力學(xué)來(lái)定量評(píng)估腫瘤微脈管系統(tǒng)。灌注成像的其他缺點(diǎn)包括對(duì)骨，鈣化和出血的敏感性[10]。

1.3 FLAIR及增強(qiáng)FLAIR

FLAIR圖像由于腦脊液及背景腦組織信號(hào)的抑制，增強(qiáng)前后轉(zhuǎn)移瘤與白質(zhì)、腦脊液的灶-周圍組織信號(hào)比率(Cn)和病灶-腦白質(zhì)對(duì)比噪聲比(lesion contrast-to-noise ratio，CNR) 均高于T1WI，使得部分轉(zhuǎn)移灶在FIAIR尤其是增強(qiáng)FLAIR上更易被檢出，尤其當(dāng)這些病灶位于皮層、腦室旁等近腦脊液處。錢銀鋒[11]等的研究表明10mm以上的轉(zhuǎn)移灶增強(qiáng)T1WI亦會(huì)漏診，采用增強(qiáng)FLAIR可以檢測(cè)出這些病灶，且增強(qiáng)FLAIR可以確定皮層與皮層血管交界區(qū)強(qiáng)化灶的性質(zhì)。

Bette S的研究[12]觀察到局部腫瘤復(fù)發(fā)的特異性信號(hào)是FLAIR信號(hào)增加。切除腔內(nèi)液體的FLAIR序列信號(hào)增加可作為神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者腫瘤復(fù)發(fā)/腫瘤進(jìn)展的特異性和早期征兆。由于在轉(zhuǎn)移瘤中也觀察到了FLAIR信號(hào)的增加，因此可以得出結(jié)論，該信號(hào)不是神經(jīng)膠質(zhì)瘤特異性的，在其他細(xì)胞增殖性疾病中也存在。

由于大部分轉(zhuǎn)移瘤好發(fā)于皮層及皮層下，周圍伴有水腫，還有微血管增生以及出血壞死等，F(xiàn)LAIR序列不能抑制其為低信號(hào)，當(dāng)病灶較小且無(wú)強(qiáng)化時(shí)，會(huì)受到腦脊液的掩蓋而難以發(fā)現(xiàn)，因此FLAIR序列對(duì)轉(zhuǎn)移瘤的大小、邊界、范圍顯示較差。

1.4 DWI、ADC

擴(kuò)散加權(quán)MRI(DWI)是一種快速回聲平面成像技術(shù)，需要的成像時(shí)間少，并且更加實(shí)用，DWI提供了有關(guān)水分子平移運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特信息。最近研究[13]表明DWI可用于腫瘤膿腫的鑒別診斷。重建表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)圖可以消除 T2穿透效果；因此，取消了組織松弛參數(shù)的影響并反映了生物系統(tǒng)中水?dāng)U散率的病理生理變化。研究發(fā)現(xiàn)DWI在檢測(cè)腦膿腫方面具有多種敏感性和特異性。結(jié)果表明DWI對(duì)區(qū)分腦膿腫與其他環(huán)狀增強(qiáng)腦病變具有較高的診斷價(jià)值[13]。

Mustafa的研究表明[14]，ADC直方圖分析在區(qū)分肺癌腦轉(zhuǎn)移的組織學(xué)亞型方面具有重要的預(yù)后價(jià)值，但這個(gè)分析要求高質(zhì)量ADC圖，顯示的腦轉(zhuǎn)移瘤直徑大于1 cm，且具有明顯的實(shí)性成分且無(wú)出血。

1.5 SWI

SWI是一種有價(jià)值的圖像序列，它利用相位信息來(lái)產(chǎn)生不同于標(biāo)準(zhǔn)解剖磁共振序列的圖像對(duì)比度。因此，它為進(jìn)一步區(qū)分腦轉(zhuǎn)移瘤提供了補(bǔ)充信息。由于SWI提供了不同于常規(guī)自旋回波磁共振序列的圖像對(duì)比度，因此磁化率信息可以揭示腫瘤微環(huán)境的附加特征。[15]雖然在缺乏敏感性和特異性的轉(zhuǎn)移性腦疾病中，它似乎不能用作唯一的圖像模式，但它可以作為治療監(jiān)測(cè)期間的重要補(bǔ)充信息，并檢測(cè)潛在腫瘤實(shí)體。在未來(lái)，定量磁化率圖可以進(jìn)一步細(xì)化腫瘤磁共振信號(hào)，并應(yīng)用于紋理和放射分析，SWI作為非侵入性地診斷轉(zhuǎn)移性腦疾病的早期檢測(cè)和治療監(jiān)測(cè)的方法。

目前的SWI不會(huì)取代對(duì)比增強(qiáng)T1加權(quán)成像用于腦轉(zhuǎn)移疾病的早期檢測(cè)，因?yàn)槠渚哂袧撛诘挠绊?即順磁性離子和微出血的積累)出現(xiàn)得晚于血腦屏障的早期破壞——這由T1WI成像描述。

1.6 MRS

以前的MRS研究表明，除了神經(jīng)膠質(zhì)瘤以外，腦轉(zhuǎn)移灶比大多數(shù)原發(fā)性腦腫瘤產(chǎn)生更多的脂質(zhì)信號(hào)。高分辨率魔角旋轉(zhuǎn)(HR-MAS)是一種體外MRS技術(shù)，對(duì)于分析來(lái)自患者的代謝信息非常重要。HR-MAS MRS提供了來(lái)自不同原發(fā)癌癥的詳細(xì)腦轉(zhuǎn)移瘤代謝譜。研究表明[16]，HR-MAS代謝表型與前列腺癌的臨床參數(shù)相關(guān)。HR-MAS方法可以補(bǔ)充組織病理學(xué)檢查并改善腦腫瘤診斷。HR-MAS光譜產(chǎn)生的代謝譜包含了生理和病理狀態(tài)的信息。在不同原發(fā)性腦腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)的離體光譜與體內(nèi)光譜之間的相似性可以更好地解釋體內(nèi)MR光譜并提高該方法的臨床潛力。這種方法可用于定義組織的亞血型表型，并繪制個(gè)體患者的腫瘤發(fā)生情況的圖譜[17]。

組織病理學(xué)檢查已成為鑒定腦轉(zhuǎn)移起源的金標(biāo)準(zhǔn)，HRMAS提供了有關(guān)組織生化成分的更多信息，這可能會(huì)改善診斷。通過(guò)多變量分析比較不同腦轉(zhuǎn)移灶的HR-MAS譜圖，顯示與起源有關(guān)的明顯分化，可以預(yù)測(cè)患者的生存。這表明該方法可能對(duì)腦轉(zhuǎn)移的診斷和治療計(jì)劃很有用，也可以指導(dǎo)與影響進(jìn)一步治療有關(guān)的決策。

2 影像組學(xué)

影像組學(xué)被定義為對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中提取的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以提高決策能力支持工具。十年來(lái)，影像組學(xué)分析已被證明是提高診斷研究精度或預(yù)測(cè)癌癥研究中的一種有價(jià)值的方法[18]。影像組學(xué)涉及圖像采集，圖像分割或數(shù)據(jù)挖掘等過(guò)程，但是影像組學(xué)的重點(diǎn)是提取定量描述圖像的特征。為此，紋理分析(TA)已被證明是成像生物標(biāo)志物的極佳來(lái)源。使用TA表征醫(yī)學(xué)圖像中組織特征的主要原因是TA量化了人眼通常無(wú)法感知的固有異質(zhì)性。

3D紋理特征比2D特征更適合對(duì)乳腺癌和黑色素瘤BM進(jìn)行分類。[19]通過(guò)進(jìn)一步的研究，TA可以幫助鑒定來(lái)自未知原發(fā)癌的BM患者的主要起源部位。同樣，患有兩種已知原發(fā)性腫瘤的患者可以從這種方法中受益，以發(fā)現(xiàn)哪些腫瘤已經(jīng)轉(zhuǎn)移到大腦中。

影像組學(xué)尚存在諸多局限性：① 構(gòu)建和測(cè)試預(yù)測(cè)模型的樣本量不足；② 大多數(shù)研究只納入了腦轉(zhuǎn)移瘤最常見(jiàn)的原發(fā)腫瘤，而其他來(lái)源的腦轉(zhuǎn)移瘤(如來(lái)自腎癌、結(jié)直腸癌及其他少見(jiàn)腫瘤)尚未進(jìn)行研究；③ 大多數(shù)研究為單中心研究，診斷模型的預(yù)測(cè)可靠性不足。

3 放射性壞死

放射療法是BM的一種非侵入性治療方法，在某些情況下可以提高生存率[20]。立體定向放療(STR)可以單次(放射外科手術(shù))或2-10個(gè)部分(立體定向的低分割放療)進(jìn)行。STR是一種非常有效的方法，代表了目前針對(duì)BM數(shù)量有限的患者的治療標(biāo)準(zhǔn)。SRT可能導(dǎo)致放射性壞死(RN)，RN是一種凝集性壞死，在輻射場(chǎng)中主要影響白質(zhì)，在MRI上表現(xiàn)為SRT后病變的延遲增強(qiáng)局灶性擴(kuò)大，這種病變通常發(fā)生在原始腫瘤部位。RN偶爾會(huì)導(dǎo)致耳語(yǔ)功能障礙。目前尚未有關(guān)闡明RN的潛在機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)的文章及報(bào)道。目前尚無(wú)用于診斷RN的金標(biāo)準(zhǔn)。腦RN是一種輻射損傷，可能導(dǎo)致相當(dāng)大的臨床和影像學(xué)改變。臨床以及放射學(xué)癥狀不是特異性的，區(qū)分RN與腫瘤進(jìn)展可能具有挑戰(zhàn)性[21]。由于這兩個(gè)診斷需要不同的治療選擇，尤其是在放射治療方面，因此獲得精確的診斷非常重要。

4 小結(jié)與展望

MRI對(duì)于檢測(cè)各種腦腫瘤具有出色的敏感性，并且仍然是識(shí)別腦轉(zhuǎn)移瘤并監(jiān)測(cè)其對(duì)治療反應(yīng)的選擇方式?；谛掳l(fā)現(xiàn)的表征細(xì)胞性，血管生成，灌注，pH，缺氧以及正常和異常細(xì)胞生長(zhǎng)與代謝等其他特征，大量的生理和影像生物標(biāo)志物可能為標(biāo)準(zhǔn)MR增加診斷價(jià)值，并可以增強(qiáng)腦轉(zhuǎn)移患者在治療過(guò)程中的診斷和監(jiān)測(cè)水平，還可以進(jìn)一步改善患者預(yù)后。先進(jìn)的影像學(xué)檢查，包括腫瘤周圍區(qū)域的灌注，擴(kuò)散和MRS，可能有助于區(qū)分原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性疾病。