與皮層相關腦轉移瘤的分型及定義
——應用3D MPRAGE雙倍Gadobutrol劑量延遲增強掃描技術

李虹易，段　陽，常燦燦，李延鋒，楊本強，劉文源，劉　宇，徐　猛

（1.遼寧醫學院研究生學院，遼寧 錦州　121000；2.沈陽軍區總醫院放射診斷科，遼寧 沈陽　110016）

與皮層相關腦轉移瘤的分型及定義
——應用3D MPRAGE雙倍Gadobutrol劑量延遲增強掃描技術

李虹易1，段陽2，常燦燦1，李延鋒1，楊本強2，劉文源2，劉宇2，徐猛1

（1.遼寧醫學院研究生學院，遼寧 錦州121000；2.沈陽軍區總醫院放射診斷科，遼寧 沈陽110016）

目的：應用3D MPRAGE雙倍Gadobutrol延遲增強掃描技術對與皮層相關腦轉移瘤的分型及定義。方法：回顧性分析經本院病理證實腦轉移瘤患者25例，所有患者均行常規軸位T1WI、T2WI和FLAIR及3D MPRAGE序列延遲增強掃描。在3D MPRAGE增強掃描圖像上對轉移瘤進行分型及定義，分三型：Ⅰ型為轉移瘤完全位于腦皮層內，瘤體直徑小于皮層寬度。Ⅱ型轉移瘤邊緣緊鄰腦皮層邊緣。Ⅲ型為轉移瘤橫跨在腦皮髓交界區，侵入髓質內。結果：應用3D MPRAGE雙倍劑量Gadobutrol延遲增強技術發現與皮層相關轉移瘤121個，Ⅰ型病灶6個，Ⅱ型病灶10個，Ⅲ型病灶105個，Ⅲ型占總比例的95.7%，轉移瘤直徑與分型呈正相關rs=0.441，P＜0.05。結論：根據3D MPRAGE雙倍Gadobutrol延遲增強掃描技術可以顯示腦皮層與轉移瘤的關系，與皮層有關的轉移瘤分為三型。Ⅲ型明顯多于Ⅰ和Ⅱ型。

腦腫瘤；腫瘤轉移；磁共振成像

腦內腫瘤40%為轉移瘤，25%的腫瘤患者出現腦轉移［1］。以往臨床上只注重其發生的個數，沒有關注其發生的部位及與皮層的關系。有學者認為腦轉移瘤早期常常發生于腦組織皮髓交界區域，但是也有微小病灶可能會發生于皮層內［2-3］。研究腦轉移瘤與皮層間關系及發生部位更便于臨床提高檢出率和鑒別診斷，尤其在對腦部單發轉移病灶進行鑒別（未發現原發病變）時，關注病灶起源部位有一定臨床意義。采用Gadobutrol新型對比劑，其含釓濃度高于常規MR對比劑，具有高穩定性、高安全性等特點能更清楚地顯示轉移瘤病灶［4-5］。

1　資料與方法

1.1臨床資料

收集我院2011年8月—2012年6月收治的28例臨床上懷疑為腦轉移瘤的患者，經手術病理證實其中1例為腦膠質瘤復發，而2例患者MRI增強掃描未發現腦轉移病灶，最終本研究選定25例經病理證實為腦轉移瘤的患者進行回顧性分析，包括男8例，女17例，年齡39～80歲，平均59歲，原發腫瘤：肺癌19例，乳腺癌4例，腎癌1例，直腸癌1例。25例中包括單發病灶2例，多發病灶23例，共發現141個轉移病灶，其中位于腦皮層及皮髓交界區121個，腦髓質（白質）內病灶3個，其余的18個屬于腦膜轉移病灶。本研究旨在對與腦皮層相關轉移瘤的分型和定義進行初步研究。

1.2MRI檢查方法

采用Siemens Magnetom Verio 3.0T磁共振掃描儀，8通道頭顱專線控陣線圈。先進行常規軸位T1WI、T2WI和FLAIR序列掃描，隨后進行三維磁化準備快速梯度回波（3D MPRAGE）序列延遲增強掃描。掃描參數：SE序列橫斷位T1WI（TR 440 ms/TE 8.4 ms）；FSE T2WI（TR 6 000 ms/TE 96 ms）；FLAIR序列：TR 8 800，TE 94 ms，TI 2 500 ms，視野（FOV）220 mm×220 mm，層厚4 mm。3D MP RAGE序列掃描參數：TR 1 900 ms，TE 2.45 ms，NEX 2，FOV 200 mm×200 mm，層厚1.0 mm，翻轉角9°，體素1 mm×1 mm×1 mm，采集時間為258 s。掃描所獲得的所有原始數據均上傳到同一工作站進行分析與測量。

在進行平掃后，3D MPRAGE序列Gadobutrol增強掃描方法：①進行與MR平掃MR相同參數的第一次3D容積增強掃描（靜脈注射，以1.5 mL/s的速率注入 0.1 mmol/kg的Gadobutrol造影劑）；②（10±1）min后進行延遲的3D容積第二次增強掃描。

1.3判定標準

在延遲增強3D MPRAGE序列的VRT技術三維重建圖像上將位于腦皮層的腦轉移瘤分成3種類型，分型標準為：Ⅰ型為轉移瘤完全位于腦皮層內，瘤體直徑小于皮層寬度。Ⅱ型轉移瘤邊緣緊鄰腦皮層邊緣。Ⅲ型為轉移瘤橫跨在腦皮髓交界區，侵入髓質內。

圖1　腦轉移瘤的分型。Ⅰ型為轉移瘤完全位于腦皮質中，瘤體直徑小于皮層寬度；Ⅱ型為轉移瘤邊緣緊鄰腦皮層邊緣；Ⅲ型為轉移瘤橫跨在腦皮髓交界區，侵入髓質內。Figure 1.TyPes of the intracranial metastasis.TyPeⅠ located in the cerebral cortex.TyPeⅡ located at the edge of the cerebral cortex.TyPeⅢ located at the corticomedullary junction.

圖2～4　女，54歲，肺腺癌腦轉移，增強MPRAGE序列的VRT技術三維重建圖像清晰顯示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型病灶即瘤體位于皮質、皮髓質交界區，圖a，b，c分別代表病灶矢狀位、冠狀位及橫軸位的MR圖像，d圖為相應模式圖。圖2：Ⅰ型病灶大小為0.24cm×0.22 cm，瘤體位于大腦皮層內未突破髓質，病灶直徑小于皮層寬度。圖3：Ⅱ型病灶大小為0.22 cm×0.22 cm，瘤體邊緣鄰近腦皮層邊緣。圖4：Ⅲ型病灶大小為0.31 cm×0.30 cm，瘤體橫跨在腦皮髓交界區并侵入髓質內。Figure 2～4.Female，54 years old，Pulmonary adenocarcinoma and brain metastases，the VRT of delayed contrast-enhancement 3D MPRAGE clearly showed the focus of TyPeⅠ～Ⅲ.Figure a:the sagittal image，b: the coronal image，c:the axial image，d:ideograPh.Figure 2:TyPeⅠ，the lesion（0.24 cm×0.22 cm）was found totally in the cerebral cortex.Figure 3:TyPeⅡ，the lesion（0.22 cm×0.22 cm）was found close to the edge but still in the cerebral cortex.Figure 4:TyPeⅢ，the lesion（0.31 cm×0.30 cm）was found at the corticomedullary junction，invading medulla.

1.4MRI圖像評價方法

所有掃描數據均由兩位未參加本研究的資深放射診斷醫師同時進行數據統計完成，如有爭議時則進行討論分析達成一致意見，確保準確記錄3D MPRAGE增強圖像上腦皮層小轉移瘤的直徑（cm）及其所在腦皮層位置的分型。

1.5結果測定

在3D MPRAGE增強圖像上測定某一個腦轉移瘤的直徑，判斷其位于腦皮層內、腦皮髓交界區、腦白質內或是腦內其它部位，對位于腦皮層內和皮髓交界區內的病灶按腦轉移瘤分型標準進行分型。1.6統計學分析

本研究所有研究數據均采用SPSS 17.0統計軟件進行統計學分析，計量資料以（均數±標準差）表示，腦皮層轉移病灶的直徑大小與所在皮層位置分型的關系采用秩和相關分析，若P＜0.05則定義為差異具有統計學意義。

2　結果

2.1瘤直徑與分型之間的關系

見表1。

表1　瘤直徑與分型之間的關系

25例患者中，通過3D MPRAGE增強掃描圖像分析，共發現了121個轉移病灶，其直徑大小介于0.22～4.42 cm之間。其中Ⅰ型病灶6例，直徑在0.22～0.62 cm，Ⅱ型病灶10例，直徑在0.38～0.65 cm；Ⅲ型病灶105例，直徑在0.23～4.42 cm。秩相關分析顯示，轉移瘤大小與分型呈正相關 （rs=0.441，P= 0.000），即隨著轉移瘤的生長，越易突破大腦皮層往髓質浸潤成為Ⅲ型病灶。

3　討論

腦轉移瘤一般是腫瘤細胞經血行、淋巴或直接入侵的方式侵入顱內所致，也可由腦脊液種植形成。腦轉移瘤多發生在大腦中動脈分布的皮層及皮髓交界區，大腦中動脈相當于頸內動脈的直接延續，是大部分大腦半球及島葉的營養動脈。其分布在皮髓交界區的穿通支動脈多且細，更易使瘤細胞易于停留在此處，進而形成轉移病灶［2-3］。

對于腦結構而言，大腦皮質由神經元的胞體、神經膠質細胞以及神經纖維組成；其神經元呈縱向柱狀的排列方式，并與皮質表面形成垂直狀態，稱為垂直柱結構，這種結構是腦皮質結構及生理功能的基本單位。其內神經元相互之間形成的神經元回路，對進入腦皮質的各種信息進行分析、整合和貯存，從而產生多種高級別的神經活動［6］。

提高腦皮質與白質在MRI圖像上的對比度和提高小病灶檢出的研究是影像學研究的熱點和難點。常規T1WI增強序列對中樞神經系統疾病診斷的價值已經得到認可，但對皮層區小轉移灶的顯示有一定的困難。

近年來，液體衰減翻轉恢復序列MRI（Fluid-attenuated inversion recovery MRI，FLAIR）逐漸被應用于臨床，它抑制了正常腦脊液的信號，增加了病灶與周圍組織的對比，進而增加了皮層轉移灶的檢出率［7］；同時腦皮層的微小血管在該序列上表現為流空信號，這使得在常規增強T1WI上被誤診為轉移灶的皮層微小血管易于辨別，減低了誤診率［8-9］。但是，在不增強的FLAIR序列上對腦轉移瘤病灶數目、大小的顯示則低于常規增強T1WI序列，國外文獻亦有類似的報道即當病灶有較大水腫時，增強FLAIR掃描對病灶的顯示程度遠不如常規的增強掃描［9］。

當前，影像學上對腦皮層的研究已經開始，如腦灰質成像TSE-IR序列或MR雙反轉恢復 （DIR），其成像過程中抑制腦白質及脂肪和水的信號，只顯示腦灰質結構的信號。不利于顯示白質結構和病灶關系。

T1加權三維磁化強度預備梯度回波序列（T1WI-3D MPRAGE）是運用180°預備反轉脈沖和小角度激發梯度回波快速獲得的三維磁共振掃描序列［10］。這種掃描方式可減小顱后窩偽影的干擾，利于顯示小病灶及其周圍細微的結構［11］，同時具有較高的空間分辨力、時間分辨力和高信噪比［12］，根據原始數據圖像可行任意角度的重建處理，實現對人腦精細解剖結構的三維成像［13-15］。

本研究在高場強3.0T磁共振掃描儀上應用T1WI-3D MPRAGE增強掃描技術行腦皮層與腦轉移瘤關系的研究，既達到對腦皮層影像方面的完美顯示，又達到提高腦皮層小轉移灶檢出率。

本研究從影像學的角度進一步證實了腦轉移瘤的好發部位和皮層關系。T1WI-3D MPRAGE序列不僅具有常規T1WI序列上的優勢，還擁有三維顯示腦皮層、血管與瘤體之間空間關系的特點，可避免誤診和漏診，彌補常規增強T1WI、增強FLAIR序列的缺點。

采用先單倍劑量后雙倍劑量的延遲增強掃描，旨在增加皮層病灶造影劑劑量和血管對比度，便于顯示病灶。應用Gadobutrol雙倍造影劑可以提高病灶對比度，國外文獻報道Gadobutrol增強延遲掃描更有助于腦轉移瘤的探測［16］。

本研究結果顯示腫瘤直徑與病灶分型呈正相關，即病灶直徑越大，越可能成為Ⅲ型病灶（病灶位于腦皮質和白質交界區）。具有腫瘤病史的患者，若腦內出現病灶與皮層密切相關，尤其是具有Ⅲ型病灶特征時應高度懷疑轉移瘤。我們認為判定轉移性病灶時應以皮層為中心，這樣更易發現病灶、更好地為臨床制定治療計劃及單發腦轉移瘤的鑒別診斷提供一定的依據。

基于大腦皮層與轉移瘤具有密切關系，對轉移瘤重新定義和分型可以給臨床的治療提供豐富信息，具有一定臨床意義。我們認為轉移瘤病灶有可能通過皮層表面的血管網，跳躍性轉移到其它皮層部位，我們認為這可能是本研究看到較多Ⅲ型病灶的原因之一。精確他們關系為臨床在放療、化療或手術治療時，可以考慮治療方法是否對腦皮層產生影響，進而選擇更精確的治療方案，避免或減少不必要損傷，保護重要腦功能區域。

目前，腦轉移瘤治療方案有多種選擇，如外科手術切除治療、放療與化療相結合的療法以及分子靶向治療［17］。全腦放療（Whole brain radiation theraP，WBRT）和立體定向放射治療（SRT，伽馬刀治療）是最常用手段之一。3D MPRAGE技術應用和開發便于顯示出早期小病灶，明確病灶與皮層的精確關系，對顱腦腫瘤的術前定位、定性診斷及術后療效的判斷均具有重要意義［18］，對分辨轉移病灶與大腦皮層之間的位置關系有重要的價值。能否在此研究基礎上進一步進行精確地制定療前計劃尚需更深入的研究和比較。

本研究只針對與皮層相關的腦轉移瘤進行了初步探索研究，而腦轉移瘤還可發生在腦脊膜上［19］，同時腦轉移瘤通常都伴有瘤周水腫，水腫對病灶分型的影響還有待進一步的研究。

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Classification and definition of intracranial metastasis associating with cerebral cortex：double-dose Gadobutrol and delayed contrast-enhancement 3D MPRAGE

LI Hong-yi1，DUAN Yang2，CHANG Can-can1，LI Yan-feng1，YANG Ben-qiang2，LIU Wen-yuan2，LIU Yu2，XU Meng1
（1.Liaoning Medical University，post-graduate Academy，Jinzhou Liaoning 110016，China；2.Department of Radiology，the General Hospital of Shenyang Military Region，Shenyang 110016，China）

Objective：To investigate the classification and definition of intracranial metastasis associating with cerebral cortex by double-dose Gadobutrol and delayed contrast-enhancement of MR scanning using 3D MPRAGE sequences.Methods：Twenty-five Patients with susPected intracranial metastases were retrosPectively analyzed.All Patients underwent MRI examination，which included T1WI，T2WI，FLAIR and delayed contrast-enhancement of MR scanning using 3D MPRAGE sequences.The intracranial metastases were classified and defined according to the images of 3D-MPRAGE.The metastasis，located in the cerebral cortex，at the edge of the cerebral cortex and at the corticomedullary junction，was taken as TyPeⅠ，TyPeⅡ，TyPeⅢ，resPectively.Results：121 metastatic lesions（6 in tyPeⅠ，10 in tyPeⅡ，105 in tyPeⅢ）associating with cerebral cortex were found using 3D MPRAGE sequences.TyPeⅢ account for 95.7%of 121 metastatic lesions.There was a Positive correlation between the tumor size and tumor tyPing（rs=0.441，P＜0.05）.Conclusion：Delayed and double-dose Gadobutrol contrast-enhancement of MR scanning using 3D MPRAGE sequences can clearly disPlay the relationshiP between intracranial metastasis and cerebral cortex.The intracranial metastasis associating with cerebral cortex were divided into three tyPes and most intracranial metastasis are seen at the corticomedullary junction.

Brain neoPlasms；NeoPlasm metastasis；Magnetic resonance imaging

R739.41；R445.2

A

1008-1062（2015）09-0616-04

2015-02-02

李虹易（1989-），女，遼寧撫順人，在讀碩士研究生。

段陽，沈陽軍區總醫院放射科，110016。