DW I在腦膠質瘤與腦轉移瘤鑒別診斷中的應用

黃仁華 沈加林 路青 閆俊榮 謝華英 白永瑞▲

1.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院放療科，上海 200127；2.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院放射科，上海 200127

DW I在腦膠質瘤與腦轉移瘤鑒別診斷中的應用

黃仁華1沈加林2路青2閆俊榮2謝華英1白永瑞1▲

1.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院放療科，上海 200127；2.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院放射科，上海 200127

目的評價彌散加權成像（DWI）在腦膠質瘤與腦轉移瘤診斷和鑒別診斷中的應用價值。方法收集38例腦內占位病例，20例腦膠質瘤（WHO分級Ⅲ級10例，Ⅳ級10例，均經手術病理證實），18例腦轉移瘤，所有患者均行MRI常規檢查和DWI檢查。測量瘤體、瘤旁水腫區及對側正常區的ADC值，瘤體區的標準化ADC值（rADC-t）=瘤體ADC值/對側正常區ADC值；瘤旁水腫區的標準化ADC值（rADC-p）=瘤旁水腫區ADC值/對側正常區ADC值。結果腦膠質瘤與腦轉移瘤的液化壞死區DWI上均呈低信號。20例膠質瘤瘤體及瘤旁水腫區的ADC值均高于對側正常組織，且差異均有統計學意義（均P＜0.05）。18例腦轉移瘤瘤體及瘤旁水腫區的ADC值均高于對側正常組織，且差異均有統計學意義（均P＜0.05）。膠質瘤與腦轉移瘤rADC-t值比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。膠質瘤的rADC-p值明顯低于腦轉移瘤，且差異有統計學意義（P＜0.05）。結論DWI可以用來幫助鑒別腦膠質瘤與腦轉移瘤，從而為臨床提供最佳的治療方案。

腦膠質瘤；彌散加權成像；腦轉移瘤

腦膠質瘤與轉移瘤是成人腦內常見的腫瘤類型，能準確無創鑒別診斷這兩種類型的腫瘤對于臨床治療有很大的幫助。常規MRI顯示腦膠質瘤、腦轉移瘤瘤旁水腫區均為長T1、長T2信號影，而DWI是通過測量組織中水分子的運動（布朗運動）來鑒別不同的組織病變[1-2]。病理學的研究發現腦膠質瘤與腦轉移瘤瘤旁水腫區不同（腦膠質瘤瘤旁水腫區有腫瘤細胞的浸潤，而腦轉移瘤瘤旁水腫區為血管源性水腫）[3-4]，因此，DWI能幫助鑒別這兩種類型的腫瘤。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2010年7月～2012年4月在我院檢查并經手術病理、臨床證實的腦內占位性病灶38例，其中，男21例，女17例；年齡27～66歲，平均（52.45±10.53）歲。高級別腦膠質瘤20例（間變性星型細胞瘤WHOⅢ級8例，間變性少突膠質瘤WHOⅢ級2例，膠質母細胞瘤WHOⅣ級10例）和18例腦轉移瘤（5例經手術病理證實，13例臨床診斷為腦轉移瘤）。

1.2 影像學資料

采用GE Signa 3.0T HDxT超導型磁共振掃描儀。38例患者均進行了MRI常規平掃，MRI常規檢查包括Ax-MPRGE：TE 2.0 ms，TR 6.4 ms；T2FSE：TE 116.9 ms，TR 4 480.0 ms；T2Flair：TE 153.3ms，TR 9 002.0ms，行軸位掃描，層厚6mm，間距1.5mm，FOV 26 cm，矩陣512×512。Ax-MPRGE增強掃描使用馬根維顯，經前臂靜脈注射。DWI采用單次激發SEEPI序列，其參數TR 6 000 ms，TE 74.80 ms，層厚和間距與常規掃描保持一致，在X、Y、Z三個方向上施加彌散梯度，取b=0 s/mm2及b=1 000 s/mm2。

圖像后處理采用GE自帶軟件包Functool來獲得感興趣區的ADC值，瘤體區：有強化的區域；瘤旁水腫區（增強區以外2 cm以內的水腫區）：T1WI低信號，T2WI高信號，未見明顯強化區（之所以選擇增強區以外2 cm以內的水腫區，因為已有研究發現膠質瘤瘤旁水腫區2 cm以內有腫瘤細胞浸潤，而轉移瘤瘤旁水腫區2 cm為血管源性水腫[5]）；對側正常組織：在所有序列上均未見異常信號。瘤體區的標準化ADC值（rADC-t）=瘤體ADC值/對側正常區ADC值；瘤旁水腫區的標準化ADC值（rADC-p）=瘤旁水腫區ADC值/對側正常區ADC值。

1.3 統計學方法

所有數據采用SPSS 13.0軟件包進行統計分析，計量資料數據以均數±標準差（±s）表示，比較采用t檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

腦膠質瘤與腦轉移瘤的液化壞死區在DWI上均呈低信號（圖1、2）。20例膠質瘤瘤體及瘤旁水腫區的ADC值均高于對側正常組織（瘤體、瘤旁水腫區、對側正常區ADC值分別為：（1.25±0.14）、（1.41±0.35）、（0.83±0.05），瘤體及瘤旁水腫區分別與對側正常組織比較，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；膠質瘤瘤體區的ADC值低于水腫區，但差異無統計學意義（P＞0.05）。18例腦轉移瘤瘤體及瘤旁水腫區的ADC值均高于對側正常組織（瘤體、瘤旁水腫區、對側正常區ADC值分別為（1.18±0.52）、（1.87±0.11）、（0.84±0.06），兩兩比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表1。腦膠質瘤與腦轉移瘤rADC-t值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），膠質瘤的rADC-p值明顯低于腦轉移瘤，且差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表1 腦膠質瘤腫瘤強化區域及水腫區與正常組織ADC值比較（±s）

表1 腦膠質瘤腫瘤強化區域及水腫區與正常組織ADC值比較（±s）

注：①代表瘤體區與瘤周水腫區比較；②代表瘤周水腫區與正常腦組織比較；③代表瘤體區與對側正常腦組織比較

類別例數瘤體區ADC P值①瘤周水腫區ADC P值②正常腦組織P值③腦膠質瘤腦轉移瘤20 18 1.25±0.14 1.18±0.52 0.230 0.026 1.41±0.35 1.87±0.11 0.010 0.020 0.83±0.05 0.84±0.06 0.040 0.015

表2 腦膠質瘤及轉移瘤相對ADC值比較（±s）

表2 腦膠質瘤及轉移瘤相對ADC值比較（±s）

類別例數rADC-t rADC-p腦膠質瘤腦轉移瘤P值20 18 1.46±0.51 1.52±0.21 0.629 1.54±0.35 2.27±0.18 0

3 討論

常規MRI能從形態學上診斷腦內占位性病灶，但對于腦內占位性病灶的鑒別診斷仍有一定的局限性，其中最常見的是腦膠質瘤及單發腦轉移瘤鑒別診斷，目前大量的新型技術已經試圖解決這一問題。DWI也許能提供有用的信息幫助鑒別診斷腦內不同類型的病灶，從而制訂最佳治療方案。

已有研究發現腦膠質瘤和腦轉移瘤瘤體、瘤旁水腫區ADC值要高于對側正常腦組織[5-6]，本研究結果與之一致。本研究發現腦膠質瘤和腦轉移瘤瘤體及瘤旁水腫區ADC值均高于對側正常腦組織，且差異均有統計學意義（均P＜0.05）。這可能是由于正常腦組織的神經纖維是平行走行的，垂直于神經纖維走行的水分子彌散明顯受限，而腫瘤細胞排列紊亂，沒有這樣有序的神經纖維對水分子彌散的限制，因此，腫瘤中自由水分子的彌散要高于正常腦組織，所以腫瘤的ADC值要高于正常腦組織。Pavlisa等[5]研究發現高級別膠質瘤瘤體、瘤旁水腫區及對側正常腦組織ADC值（×10-3）分別為（0.998±0.25）、（1.29±0.31）、（0.78±0.10），轉移瘤瘤體、瘤旁水腫區及對側正常腦組織ADC值（×10-3）分別為（1.002± 0.19）、（1.609±0.21）、（0.76±0.10），本研究結果與之相似。ADC值與細胞的密集程度呈負相關，大部分水分子的運動發生在細胞外間隙，因此細胞的腫脹及增多都限制了水的彌散，進而影響ADC值[2，7]。

DWI對于腦膠質瘤與腦轉移瘤的診斷與鑒別診斷仍存在爭議。Server等[8]研究發現腦轉移瘤與高級別腦膠質瘤瘤旁區ADC值及ADC比值差異無統計學意義（P＞0.05），因此瘤旁區ADC值不能用于鑒別腦轉移瘤與高級別腦膠質瘤。本研究結果與之相反，可能是由于他們的研究中有相當一部分患者使用了地塞米松治療，已有研究發現使用地塞米松治療能導致任何腫瘤瘤旁水腫區ADC值的減低[9]，因此可能影響他們的研究結果。本研究發現腦轉移瘤rADC-p要高于腦膠質瘤，且差異有統計學意義（P＜0.05），這與之前的一些研究結果相一致[10-11]。Pavlisa等[5]研究發現轉移瘤瘤旁ADC值高于間變性星形細胞瘤與膠質母細胞瘤，且差異有統計學意義（P＜0.05），而間變性星形細胞瘤與膠質母細胞瘤瘤旁ADC值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），還發現膠質瘤瘤旁1 cm內的ADC比2 cm內的ADC更低，說明越靠近腫瘤中央區細胞越密集，而轉移瘤瘤旁區的ADC值則與距離無關，說明轉移瘤瘤旁完全為血管源性水腫。之前也有研究報道了膠質瘤瘤旁水腫區不僅有水腫且有腫瘤細胞的浸潤，而轉移瘤瘤旁則為血管源性水腫[12]，膠質瘤瘤旁水腫區細胞增多，水分子彌散受限，則ADC值減低，而腦轉移瘤瘤旁水腫區無腫瘤細胞浸潤，因此水分子彌散受限要低于膠質瘤瘤旁水腫區，ADC值要高于腦膠質瘤。

本研究發現膠質瘤瘤體rADC值與轉移瘤瘤體rADC值差異無統計學意義。這與之前的一些研究結果相一致[13]，然而Sever等[8]研究發現瘤體最小ADC值是鑒別高級別膠質瘤與腦轉移瘤最好的參數，轉移瘤瘤體ADC值與ADC值的比值低于高級別膠質瘤，且差異有統計學意義（P＜0.05）。本研究結果與之相反，可能是由于本研究病例數不足。

總之，基于病理學發現及DWI能測量活體組織中水分子彌散程度，DWI對于腦膠質瘤與腦轉移瘤瘤旁水腫區的鑒別是有一定價值的。

[1]Brunberg JA，Chenevert TL，McKeever PE，et al.In vivo MR determination of water diffusion coefficients and diffusion anisotropy：correlation with structural alteration in gliomas of the cerebral hemispheres[J].AJNR Am JNeuroradiol，1995，16（2）：361-371.

[2]Tien RD，Felsberg GJ，Friedman H，et al.MR imaging of high-grade cerebral gliomas：value of diffusion weighted echo planar pulse sequences[J].AJR Am JRoentgenol，1994，162（3）：671-677.

[3]BurgerPC，Vogel FS，Green SB，etal.Glioblastomamultiformeand anaplastic astrocytoma：pathologic criteria and prognostic implications[J].Cancer，1985，56（5）：1106-1111.

[4]Law M，Cha S，Knopp EA，et al.High-grade gliomas and solitarymetastases：differentiation by using perfusion and proton spectroscopic MR imaging[J].Radiology，2002，222（3）：715-721.

[5]Pavlisa G，Rados M，Pavlisa G，et al.The differences of water diffusion between brain tissue infiltrated by tumor and peritumoral vasogenic edema[J].Clin Imaging 2009，33（2）：96-101.

[6]Castillo M，Smith JK，Kwock L，et al.Apparent diffusion coefficients in the evaluation of high-grade cerebral gliomas[J].AJNR Am JNeuroradiol，2001，22（1）：60-64.

[7]Provenzale JM，Mukundan S，Barboriak DP，et al.Diffusion-weighted and perfusion MR imaging for brain tumor characterization and assessmentof treatment response[J].Radiology，2006，239（3）：632-649.

[8]Server A，Kulle B，Maehlen J，et al.Quantitative Apparent diffusion coefficient in the characterization of brain tumors and associated peritumoral edema[J].Acta Radiol，2009，50（6）：682-689.

[9]Armitage PA，Schwindack C，Bastin ME，et al.Quantitative assessment of intracranial tumor response to dexamethasone using diffusion，perfusion and permeability magnetic resonance imaging[J].Magn Reson Imaging，2007，25（3）：303-310.

[10]陳小龍，馬強華，陳綱，等.彌散加權成像在顱內單發環形強化灶鑒別診斷中的價值[J].實用放射學雜志，2009，25（6）：775-778.

[11]陳鑫，張永利，唐震，等.MR彌散、灌注、波譜成像在單發腦轉移瘤與惡性膠質瘤鑒別診斷中的價值[J].實用放射學雜志，2008，24（11）：1450-1453.

[12]Strugar JG，Criscuolo GR，Rothbart D，etal.Vascular endothelial growth/ permeability factor expression in human glioma speciments：correlation with vasogenic brain edema and tumor-associated cysts[J].JNeurosurg，1995，83（4）：682-689.

[13]Kitis O，Altay H，Calli C，et al.Minimum apparent diffusion coefficients in the evaluation of brain tumors[J].Eur JRadiol，2005，55（3）：393-400.

App lication of DW I in the differential diagnosis of brain glioma and brain metastases

HUANG Renhua1 SHEN Jialin2 LU Qing2 YAN Junrong2 XIE Huaying1 BAIYongrui1▲
1.Department of Chemotherapy,Renji Hospital Affiliated to Medical College of Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200127,China;2.Department of Radiology,Renji Hospital Affiliated to Medical College of Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200127,China

ObjectiveTo evaluate the values of diffusion weighted imaging(DWI)in the differential diagnosis of brain glioma and brainmetastatic.Methods38 cases of brain space occupying,20 cases of brain glioma(WHO,gradeⅢ10 cases,gradeⅣ20 cases,all caseswere confirmed histologically)and 18 cases of brainmetastaseswere collected.All the patientswere given normal MRIexamination and DWIexamination.Value of ADC of tumor area,the surrounding area of tumor and normal control area were measured.Value of normalized ADC of tumor area(rADC-t)=value of ADC of tumor area/value of ADC of normal control area;value of normalized ADC of the surrounding area of tumor(rADC-p)=value of ADC of the surrounding area of tumor/value of ADC of normal control area.ResultsDWI test shown low signal levels in liquefy and necrosis areas of brain gliomas and brain metastases.In 20 cases of brain glioma,ADC values of tumor area and the surrounding area of tumor were higher than that of normal control area,and all groups had statistically significant (all P＜0.05);in 18 cases of brain metastases,ADC values of tumor area and the surrounding area of tumor were higher than the value of c normal control area,and all groups hadstatistically significant(all P＜0.05).There were no statistical differences in rADC-t between brain gliomas and brain metastases(P＞0.05);rADC-p value of brain gliomaswas significantly less than the value of brainmetastases,and two groups of value had a significant difference(P＜0.05).ConclusionDWIcan be used to identify brain glioma and brainmetastases,and provide the best clinical treatment.

Brain gliomas;Diffusion-weighted imaging;Brainmetastases

R445.2;R739.41

A

1673-7210（2012）11（c）-0093-03

黃仁華（1981.5-），女，江西樟樹人，主要從事頭頸部腫瘤放射診斷治療。

▲通訊作者

2012-07-24 本文編輯：谷俊英）