王 曼 楊 宇

1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南省腦科醫(yī)院放射科 (湖南 長(zhǎng)沙 410015)

2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科 (湖南 長(zhǎng)沙 410021)

高級(jí)別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤是顱內(nèi)常見的惡性腫瘤，均表現(xiàn)出高致殘率、致死率的特點(diǎn)，人類的生命健康嚴(yán)重受此疾病威脅。行常規(guī)磁共振增強(qiáng)T1序列均表現(xiàn)為腫瘤實(shí)性占位，在影像上鑒別困難，尤其部分膠質(zhì)瘤及來源不明的多發(fā)轉(zhuǎn)移瘤等因影像表現(xiàn)重疊極容易誤診，兩者的相互誤診率達(dá)60%[1]，根據(jù)兩者的生長(zhǎng)方式及瘤周水腫病理組織成分存在差異，高級(jí)別膠質(zhì)瘤為浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，因其生長(zhǎng)方式的特點(diǎn)可在其瘤周水腫區(qū)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的存在，而轉(zhuǎn)移瘤的生長(zhǎng)速度較高級(jí)別膠質(zhì)瘤迅速，呈現(xiàn)膨脹性生長(zhǎng)特點(diǎn)，瘤周水腫區(qū)往往為血管源性水腫。以往多數(shù)學(xué)者以T1WI增強(qiáng)為參照在瘤周測(cè)量ADC值來鑒別二者。有研究顯示通過合理選擇TI時(shí)間增強(qiáng)T2-FLAIR序列能有效顯示病灶及結(jié)合水信號(hào)，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)移病灶的檢出率，同時(shí)也能比較好的顯示瘤周水腫[2]，本研究探討以T2-FLAIR增強(qiáng)為參照通過測(cè)量瘤周水腫區(qū)的ADC值及rADC值來鑒別兩種腫瘤。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象收集2020年9月至2022年10月在本院經(jīng)MRI檢查診斷為腦轉(zhuǎn)移瘤的患者30例和高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者34例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：高級(jí)別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤均經(jīng)外科手術(shù)及術(shù)后病理證實(shí)；根據(jù)WHO病理分級(jí)高級(jí)別膠質(zhì)瘤診斷為≥Ⅲ級(jí)；所有病人均在術(shù)前行磁共振平掃增強(qiáng)、擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)、T2-FLAIR增強(qiáng)，圖像均清晰。

1.2 檢查的設(shè)備及方法本文的64例病人掃描均在聯(lián)影1.5T磁共振進(jìn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)4通道頭顱正交線圈，均完成冠狀位、矢狀位及軸位平掃、DWI掃描并使用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)對(duì)比劑行增強(qiáng)掃描，MRI平掃包括軸位T1WI(TR＝210ms，TE＝3.66ms)、T2WI(TR＝3000ms，TE＝110ms)，冠狀位T2WI(TR＝6300ms，TE＝122.88ms)，增強(qiáng)后行橫斷位T2-FLAIR掃描。FLAIR參數(shù)：TR=400ms，TE=140ms，TI=2400ms，層厚6.5mm，間隔1.8mm；增強(qiáng)對(duì)比劑為釓噴酸葡胺，劑量0.15～0.2mL/kg，經(jīng)前臂靜脈注射。掃描層厚6mm，層間距1.8mm，矩陣230mm×200mm。DWI成像FOV、層厚、層間距、矩陣均與常規(guī)掃描相同(T2-FLAIR，T1WI增強(qiáng))一致，擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)同時(shí)施加在頻率、相位編碼及層面選擇3個(gè)方向上，分別取b=0s/mm2和b=1000s/mm2，激勵(lì)次數(shù)均為1次。

1.3 圖像處理將所有原始的DWI及T1WI、T2-FLAIR增強(qiáng)MRI圖像導(dǎo)入聯(lián)影后處理工作站進(jìn)行分析來判定腫瘤邊界及水腫邊界。瘤周水腫區(qū)在T2W及T2W-FLAIR表現(xiàn)高信號(hào)，增強(qiáng)掃描不強(qiáng)化，根據(jù)以上特點(diǎn)瘤周水腫區(qū)范圍定義為實(shí)質(zhì)強(qiáng)化病灶邊緣外10mm，然后在DWI圖像上找出相對(duì)應(yīng)的位置,在生成的 表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖上于瘤周水腫區(qū)及對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)找到相對(duì)應(yīng)的位置分別取一個(gè)同等范圍大小的區(qū)域繪制感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI選取避開囊變、壞死、出血等區(qū)域，感興趣區(qū)(ROI)大小約10mm2，記錄ADC值,以上兩組均行重復(fù)測(cè)量3次，結(jié)果取3次測(cè)量的平均值，用所得ADC值除以對(duì)側(cè)正常組織的ADC值，即獲得相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)(relative apparent diffusion coefficient，rADC)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。高級(jí)別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫計(jì)量所得各參數(shù)ADC、rADC值采用t檢驗(yàn)和Wilcoxon檢驗(yàn)，結(jié)果均以(±s)表現(xiàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)收集情況收集的64例患者中，其中轉(zhuǎn)移瘤30例。高級(jí)別膠質(zhì)瘤34例，年齡25-89歲，平均年齡60.2歲，男生41例，女生23例。轉(zhuǎn)移瘤原發(fā)病源胰腺癌1例、肝癌2例、乳腺癌3例、結(jié)腸癌3例、卵巢癌2例、甲狀腺癌1例其余均18例均為肺癌，高級(jí)別膠質(zhì)瘤有膠質(zhì)母細(xì)胞瘤19例間變性星形細(xì)胞瘤10例，頂葉3例，枕葉1例，橋腦腳區(qū)1例，額葉11例，其余病灶均位于顳葉，其中64例患者中有41例在T2-FLAIR增強(qiáng)序例上表現(xiàn)出強(qiáng)化(圖1-圖2)。

圖1A-圖1E 右側(cè)顳葉高級(jí)別膠質(zhì)瘤圖2A-圖2E 左側(cè)額葉轉(zhuǎn)移瘤

2.2 近瘤周水腫區(qū)ADC值及rADC值的分析高級(jí)別膠質(zhì)瘤相應(yīng)數(shù)值的ADC值、rADC值均小于腦轉(zhuǎn)移瘤，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)(表1)。

表1 高級(jí)別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)ADC值與rADC值比較

3 討論

3.1 T2-FLAIR增強(qiáng)序列的原理及臨床優(yōu)勢(shì)液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR)是一個(gè)比較特殊的反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，該序列在產(chǎn)生信號(hào)的90°激勵(lì)脈沖前先使用一個(gè) 180°的反轉(zhuǎn)脈沖，經(jīng)過一定的弛豫時(shí)間，使得游離水的信號(hào)幾乎為零，T1值為零，不能獲得磁共振信號(hào)；于此同時(shí)因不同組織的T1值不同，此時(shí)再次施加一個(gè)180°脈沖，可以獲得不斷恢復(fù)中的磁共振信號(hào)[3]。腦脊液的T1值靠近自由水，由此獲得一個(gè)腦脊液信號(hào)被抑制的極度重T2WI,導(dǎo)致腦灰白質(zhì)對(duì)比度較低,背景受到抑制,但是病灶與背景的對(duì)比度較T2WI顯著增加,更好地顯示腫瘤的邊界與周圍水腫，使得組織對(duì)比度增強(qiáng)，提高了腫瘤邊界的顯示率。T2-FLAIR該序列使用180°反轉(zhuǎn)脈沖，反轉(zhuǎn)恢復(fù)時(shí)間(IR)比較長(zhǎng)，使得其具有輕微的T1效應(yīng)，利用此效應(yīng)用于增強(qiáng)檢查，相對(duì)于T1增強(qiáng)序列，T2-FLAIR增強(qiáng)序列對(duì)低濃度造影劑更加敏感，特別是使用小分子造影劑時(shí)，其對(duì)病灶的強(qiáng)化效率可以達(dá)到4倍以上[4]。行增強(qiáng)檢查，對(duì)比劑釓噴酸葡胺的使用大大縮短了病變組織的T1值，使得T1效應(yīng)的病灶得到明顯強(qiáng)化，表現(xiàn)為高信號(hào)，然而正常情況下對(duì)比劑是不能進(jìn)入血腦屏障，引起病灶實(shí)質(zhì)性強(qiáng)化，因而T1增強(qiáng)不能顯示腫瘤邊界的浸潤(rùn)程度，只是反應(yīng)血腦屏障的破壞[5]。有研究表明在增強(qiáng)T2-FLAIR 序列上瘤周水腫區(qū)與灰白質(zhì)、腦脊液的信號(hào)強(qiáng)度值均高于增強(qiáng)T1WI序列[6]。

3.2 高級(jí)別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤的瘤周水腫的病理機(jī)制瘤周水腫(peritumoral brain edema.PTBE)是指腫瘤周圍出現(xiàn)的神經(jīng)內(nèi)液體含量的增加，是腫瘤發(fā)生的一種繼發(fā)性病理改變，是膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤的常伴征象。瘤周水腫的形成機(jī)制目前尚不明確，但大多研究表明血腦屏障(Blood-Brain Barrier，BBB)在其形成過程中起著重要的作用[7]。腫瘤毛細(xì)血管的通透性通常大于正常的毛細(xì)血管，新生的腫瘤血管呈現(xiàn)管壁薄弱，排列稀疏等不規(guī)則特性，腫瘤細(xì)胞容易穿透血腦屏障，引起細(xì)胞間隙內(nèi)電解質(zhì)、無機(jī)鹽等大分子物質(zhì)含量增加，液體的過多聚集導(dǎo)致瘤周細(xì)胞外間隙變窄，另外，瘤體分泌一系列活性因子，癌栓堵塞引流靜脈且瘤體壓迫周圍腦實(shí)質(zhì)導(dǎo)致引流靜脈閉塞，不斷聚集的液體，引發(fā)血管源性的瘤周水腫形成。腫瘤浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，由于膠質(zhì)瘤細(xì)胞與白質(zhì)纖維度的高度親和性，在腫瘤生物學(xué)行為上表現(xiàn)為腫瘤沿白質(zhì)纖維的擴(kuò)散及血管間隙向鄰近的正常腦組織蔓延，使得其瘤周水腫帶不僅僅表現(xiàn)與出血管性水腫相關(guān)[8]，而且根據(jù)Kelly等研究發(fā)現(xiàn)其周圍還有腫瘤細(xì)胞的分布，通常導(dǎo)致其邊界不清；腦轉(zhuǎn)移瘤為膨脹性生長(zhǎng)，瘤周水腫區(qū)無新生毛細(xì)血管及腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)，常常表現(xiàn)為單純性的血管原性水腫，其形成可能是與一些腫瘤因子有關(guān)，如腫瘤壞死因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子[9]，根據(jù)STRUGER的研究表明，血管內(nèi)皮因子表達(dá)的多少與其水腫的范圍有正相關(guān)[10]。

3.3 DWI技術(shù)在近瘤周區(qū)鑒別高級(jí)別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤的價(jià)值DWI是目前能夠準(zhǔn)確且敏感反應(yīng)活體水分子運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散情況且進(jìn)行定量的唯一方法，無創(chuàng)且成像速度快。該項(xiàng)技術(shù)能夠反映病理狀態(tài)下組織水分子的自由度，觀察組織水分子的微觀運(yùn)動(dòng)。DWI靜止的組織由于無散相位，其信號(hào)強(qiáng)度不受影響，由于布朗運(yùn)動(dòng)，分子所處位置發(fā)生變化，在普通自旋回波基礎(chǔ)上施加的彌散敏感梯度場(chǎng)使得相位無法完全重聚，組織信號(hào)發(fā)生減低，在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號(hào)，反之則表現(xiàn)為低信號(hào)，然而由于受組織T2穿透效應(yīng)的影響，DWI圖像不能真實(shí)的反應(yīng)病理組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散快慢程度[11]。但是通過DWI檢查所獲得的ADC值能夠定量的反應(yīng)組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散程度，ADC值的大小與水分子的擴(kuò)散能力成正相關(guān)，有研究表明其與腦組織的含水量的增加成明顯的線性關(guān)系[12]，ADC值越大，表明水分子的擴(kuò)散能力越強(qiáng)，在ADC圖像上表現(xiàn)為高信號(hào)，反之則表現(xiàn)為低信號(hào)。本研究通過由DWI技術(shù)生出的ADC圖上測(cè)量高級(jí)別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)10mm范圍內(nèi)的ADC值及相應(yīng)對(duì)側(cè)的ADC值，計(jì)算出rADC。研究中，高級(jí)別膠質(zhì)瘤的瘤周水腫的ADC值rADC均低于腦轉(zhuǎn)移瘤，兩者有顯著差異，主要是因?yàn)閮烧吡鲋芩[形成的病理組織機(jī)制不一樣，前者因?yàn)槟[瘤新生血管的生成，血管通透性增加、周圍血腦屏障的破壞，導(dǎo)致水腫區(qū)多數(shù)會(huì)出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)，這些腫瘤細(xì)胞因其細(xì)胞核大，漿液少且排列緊密，引起細(xì)胞外組織間隙變小，阻礙了水分子的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致彌散受限，ADC值降低，在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號(hào)(見圖一)；后者轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫則為血管原性水腫，無腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)。水腫區(qū)組織細(xì)胞間隙增大，水分子自由度高，水分子擴(kuò)散能力增強(qiáng)，ADC值升高，DWI圖像上表現(xiàn)為低信號(hào)[13](見圖2)。有研究顯示瘤周水腫區(qū)的ADC值、瘤體的最大徑和最小徑都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是從ROC曲線的診斷效能來判，瘤周水腫區(qū)ADC值的診斷價(jià)值最大，腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫平均 ADC值要高于高級(jí)別膠質(zhì)瘤，且特定的ADC值對(duì)轉(zhuǎn)移瘤有診斷價(jià)值[14]，本研究結(jié)果顯示高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫的平均ADC值為1.35±0.16x10-2mm2/s(見表1)，轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫的平均DC值為1.83±0.13x10-2mm2/s(見表1)，兩者的ADC值具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，與饒麟等[15]研究結(jié)果一致；本研究結(jié)果顯示高級(jí)別膠質(zhì)瘤的rADC值為1.88±0.26x10-2mm2/s(見表1)，腦轉(zhuǎn)移瘤的rADC值為2.39±0.21x10-2mm2/s(見表1)，這2種腫瘤近瘤周水腫區(qū)的rADC值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)[16]，祝翠玲等研究顯示近瘤周水腫區(qū)的rADC值在高級(jí)別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤方面有診斷價(jià)值[17]，田星宇等研究結(jié)果也表明rADC值可以一定程度上反應(yīng)膠質(zhì)瘤瘤周浸潤(rùn)情況與本研究結(jié)果一致[18]。

本研究尚存有不足之處：(1)選取樣本時(shí)間跨度大、樣本容量相對(duì)不是足夠的大；(2)T2-FLAIR增強(qiáng)序列病灶強(qiáng)化數(shù)量有限.

綜上所述，在診斷高級(jí)別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤結(jié)論中，其瘤周水腫區(qū)以T2-FLAIR增強(qiáng)序列為參照獲得的ADC值及rADC值均具有診斷效能且一定程度地提高了鑒別效率。另外增強(qiáng)T2-FLAIR序列對(duì)低濃度造影劑敏感，可以一定程度的保護(hù)患者。