T2DSCPWI和彌散加權(quán)成像在單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤的診斷中的應(yīng)用比較

張曉瑞，申 靜，王華鋒，李建麗，李艷景，楊素君，王玉芳

(邯鄲市中心醫(yī)院 1.CT室；2.核醫(yī)學(xué)科,河北 邯鄲056001；3.河北省曲周縣醫(yī)院 放射科,河北 曲周057250)

腦轉(zhuǎn)移瘤及高級(jí)別膠質(zhì)瘤均屬于臨床常見(jiàn)腦部惡性腫瘤，患者臨床表現(xiàn)多為頭痛、惡心等，無(wú)其他特異表現(xiàn)，在進(jìn)行影像學(xué)檢測(cè)時(shí)，部分結(jié)果重疊，較難區(qū)分，而當(dāng)腦轉(zhuǎn)移瘤缺乏原發(fā)腫瘤史，則為鑒別進(jìn)一步增加困難[1]。誤診以及治療方案選擇不當(dāng)會(huì)增加腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，因此術(shù)前對(duì)兩種腦腫瘤進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別對(duì)改善患者預(yù)后具有積極的意義。彌散加權(quán)成像(Diffusion Weighted Imaging，DWI)屬于新型MR檢測(cè)手段之一，能夠反映腫瘤內(nèi)部腫瘤組織特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)定腫瘤表觀彌散系數(shù)(Apparent dispersion coefficient，ADC)的變化情況對(duì)腦腫瘤進(jìn)行診斷及鑒別[2]。磁共振T2*加權(quán)磁敏感動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注加權(quán)成像(dynamic susceptibility contrast- enhanced perfusion- weighted imaging,DSC PWI)屬于新興功能磁共振成像技術(shù)，具有高信噪比、分辨率，通過(guò)測(cè)定相對(duì)腦血流(Relative cerebral blood flowr，CBF)、相對(duì)腦血容量(Relative cerebral blood volume，rCBV)反映腫瘤的惡性程度，在腫瘤鑒別、分級(jí)中具有重要的價(jià)值[3]。本研究通過(guò)對(duì)高級(jí)別膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤患者進(jìn)行DSC PWI、DWI成像，旨在對(duì)比兩種影像學(xué)檢測(cè)方式對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤及高級(jí)別膠質(zhì)瘤的鑒別價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2013年1月到2017年12月在本院進(jìn)行治療的122例高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者以及45例單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤患者進(jìn)行研究。高級(jí)別膠質(zhì)瘤組，男68例，女54例，年齡22-83歲，平均年齡(61.47±10.58)歲，Ⅲ級(jí)47例，IV級(jí)75例。單發(fā)性轉(zhuǎn)移瘤組(腦轉(zhuǎn)移瘤)男24例，女21例，年齡21-85歲，平均年齡(60.87±11.37)歲，轉(zhuǎn)移瘤來(lái)源：乳腺癌5例，肺癌22例，食管癌15例，卵巢癌3例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)；(2)高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者符合世界衛(wèi)生組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]；(3)患者知情并簽署知情同意書(shū)；排除標(biāo)準(zhǔn)(1)接受腦腫瘤相關(guān)治療及穿刺活檢；(2)多發(fā)腦腫瘤患者；(3)合并嚴(yán)重心血管疾病；(4)腎功能不全、嚴(yán)重糖尿病。本研究獲醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查方法

1.2.1T2DSCPWI檢測(cè) 患者檢查前摘除身上所有金屬物，GE DISCOVERY MR 750 超導(dǎo)磁共振掃描儀，包括頭顱專用線圈，患者均采取仰臥位，首先進(jìn)行MR平掃，包含橫斷位T1、T2加權(quán)成像(T1WI、T2WI)以及冠狀位FLAIR成像，T1WI參數(shù)設(shè)定：矩陣128×128，TR為220 ms，TE為2.2 ms，視野為230×182×125 mm，反轉(zhuǎn)角度為75°，激勵(lì)次數(shù)(NSA)為1；T2WI參數(shù)設(shè)定：矩陣128×128，TR為2 500 ms，TE為2.2 ms，視野為230×182×125 mm，反轉(zhuǎn)角度為90°，激勵(lì)次數(shù)(NSA)為1；FLAIR序列：TR為7000 ms，TE為107 ms，IR為2 200 ms。于增強(qiáng)掃描前進(jìn)行DSC灌注掃描，采用FFE-EPI序列進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)掃描，根據(jù)T2WI圖像，以病灶為中心采集30個(gè)層面，層厚為5 mm，層間距為1 mm，共采集40個(gè)時(shí)相，每個(gè)時(shí)相掃描時(shí)間為1.8 s，共產(chǎn)生800幀圖像，掃描參數(shù)設(shè)定：TE：40 ms，TR：1811 ms，視野224×224 mm。增強(qiáng)掃描對(duì)比劑為釓噴酸葡胺注射液(拜耳公司)，平掃結(jié)束后于肘部經(jīng)高壓注射器注射對(duì)比劑，注射量為0.2 mmol/kg，團(tuán)注速率為2 ml/s，隨后注入15 ml生理鹽水沖洗管采用壓脂T1WI序列行增強(qiáng)掃描。

1.2.2彌散加權(quán)成像檢測(cè) 造影劑注射前完成DWI檢測(cè)，橫斷面采用SE-EPI序列掃描，掃描參數(shù)設(shè)定：TR/TE：5 000 ms/80 ms，層間距0.5 mm，層厚6 mm，視野：24×24 cm，矩陣128×128，成像時(shí)間為40 s，b值選0和1 000 s/mm2，在X、Y、Z方向施加彌散敏感梯度場(chǎng)。

1.2.3圖像后處理 T2DSCPWI掃描后將圖像處理后所有數(shù)據(jù)傳送至后處理工作站，利用GE ADW4.5工作站灌注軟件，得到CBV偽彩圖，重建相對(duì)腦血流(rCBF)、相對(duì)腦血容量(rCBV)灌注參數(shù)，在rCBF、rCBV彩圖中腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)最高灌注區(qū)域選取感興趣區(qū)，大小約3-6 mm2，同時(shí)于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)設(shè)置ROI，對(duì)3個(gè)區(qū)域CBF、CBV平均測(cè)定3次，以對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)域?yàn)閰⒄眨?jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)rCBF、rCBV。

DWI掃描結(jié)束后自動(dòng)生成ADC圖像，傳送至AD4.4后處理工作站，腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)、對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)選取感興趣區(qū)，大小約30-40 mm2，對(duì)感興趣區(qū)ADC、rADC值分別測(cè)定3次，求得平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者T2DSCPWI信號(hào)檢測(cè)情況分析

122例高級(jí)別膠質(zhì)瘤經(jīng)MR平掃顯示68例明顯水腫，35例輕度水腫，19例無(wú)明顯水腫。增強(qiáng)掃描顯示：19例無(wú)強(qiáng)化，38例輕度或中度強(qiáng)化，65例不均強(qiáng)化。45例轉(zhuǎn)移瘤平掃28例伴明顯水腫，17例輕度水腫；增強(qiáng)掃描36例不均勻強(qiáng)化，5例中度強(qiáng)化，4例呈較均勻中度強(qiáng)化。兩組患者腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)以及瘤周水腫區(qū)灌注情況相比，差異均無(wú)顯著性(P>0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組患者T2DSCPW信號(hào)檢測(cè)情況比較

2.2 腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者彌散加權(quán)成像信號(hào)檢測(cè)情況分析

腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者病灶實(shí)質(zhì)區(qū)在DWI圖主要均呈高信號(hào) ，腫瘤周圍水腫區(qū)均呈低信號(hào)，且瘤體實(shí)質(zhì)區(qū)ADC圖信號(hào)情況比較，差異無(wú)顯著性(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 兩組患者彌散加權(quán)成像信號(hào)檢測(cè)情況比較

2.3 腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者ROI ADC值分析結(jié)果

兩組瘤體實(shí)質(zhì)區(qū)、對(duì)側(cè)正常區(qū) ADC、rADC比較，差異無(wú)顯著性(P>0.05)；腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)ADC、rADC均高于高級(jí)別膠質(zhì)瘤，差異有顯著性(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 兩組患者腫瘤ADC、rADC值比較

2.4 腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者ROI rCBV、rCBF值分析結(jié)果

兩組瘤體實(shí)質(zhì)區(qū)、對(duì)側(cè)正常區(qū) rCBV、rCBF比較，差異無(wú)顯著性(P>0.05)；腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū) rCBV、rCBF均低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤，差異有顯著性(P<0.05)，見(jiàn)表4。

表4 兩組患者腫瘤rCBV、rCBF值比較

2.5 瘤周水腫區(qū)ADC、rADC、rCBV、rCBF在腦轉(zhuǎn)移瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤中的鑒別價(jià)值

瘤周水腫區(qū)ADC對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.841(95%CI:0.814-0.868)，rADC對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.857(95%CI:0.826-0.889)，rCBF對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.793(95%CI:0.746-0.843)，rCBV對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.827(95%CI:0.784-0.872)，ROC曲線對(duì)比分析顯示，4項(xiàng)指標(biāo)間無(wú)顯著差異(P>0.05)，見(jiàn)表5。

表5 ROC分析ADC、rADC、rCBV、rCBF對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤的診斷價(jià)值

3 討論

高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤及單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤為臨床常見(jiàn)顱內(nèi)腫瘤，多數(shù)患者無(wú)明顯表現(xiàn)，二者常規(guī)MRI表現(xiàn)相似度較高，鑒別難度大，但兩種腫瘤治療方式不同，高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤主要采取手術(shù)、放化療結(jié)合方式進(jìn)行治療[5]，腦轉(zhuǎn)移瘤需確定原發(fā)病灶后，再對(duì)轉(zhuǎn)移灶、原發(fā)灶進(jìn)行手術(shù)、放化療治療[6]，因此術(shù)前診斷效能影響兩種腦腫瘤的治療和預(yù)后，探究術(shù)前高效的影像學(xué)檢測(cè)方式是目前目前顱內(nèi)腫瘤診斷的重要任務(wù)。

T2DSC-PWI為腦內(nèi)灌注成像的主要技術(shù)，患者經(jīng)靜脈注射對(duì)比劑首過(guò)灌注到達(dá)病灶部位進(jìn)而干擾磁場(chǎng)均勻，使組織T2縮短，信號(hào)強(qiáng)度減弱，可快遞獲取組織中微動(dòng)態(tài)變化。常規(guī)MR掃描僅能反映腫瘤血腦屏障破壞情況而不能反映腦腫瘤內(nèi)部血流情況，因此在腦腫瘤診斷中具有一定的局限性[7]。惡性腫瘤瘤周水腫區(qū)均存在腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)，影像學(xué)可見(jiàn)腫瘤細(xì)胞沿?cái)U(kuò)張或新生血管呈彌漫浸潤(rùn)生長(zhǎng)[8]。本研究通過(guò)對(duì)兩類腫瘤進(jìn)行常規(guī)MR以及DSC掃描發(fā)現(xiàn)瘤周水腫區(qū)主要表現(xiàn)為灌注不足，兩組瘤周水腫灌注圖特征無(wú)差異，和過(guò)往研究相符[9,10]，因此根據(jù)影像學(xué)灌注圖特點(diǎn)對(duì)高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤的鑒別價(jià)值不大。進(jìn)一步對(duì)灌注參數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)rCBV、rCBF均低于高級(jí)別膠質(zhì)瘤，結(jié)合過(guò)往研究分析認(rèn)為兩類腫瘤瘤周水腫的病理機(jī)制不同導(dǎo)致，高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周由于血管源性水腫沿周圍浸潤(rùn)至腦內(nèi)腫瘤組織，血管受壓相對(duì)較小，然而轉(zhuǎn)移瘤呈膨脹性生長(zhǎng)，造成血腦屏障破壞，引發(fā)腦水腫，造成瘤周組織內(nèi)血管擠壓、變細(xì)，血流灌注降低，rCBV、rCBF必然降低[11,12]，提示通過(guò)測(cè)定瘤周rCBV、rCBF可作為鑒別腦轉(zhuǎn)移瘤以及高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的重要方法。基于rCBV、rCBF在兩類腫瘤瘤周水腫區(qū)的差異，推測(cè)兩項(xiàng)指標(biāo)可能在腫瘤鑒別中存在一定的價(jià)值，ROC分析發(fā)現(xiàn)rCBF對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.793，診斷臨界值為1.112，靈敏度為77.78%，特異度為80.69%；rCBV對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.827，診斷臨界值為1.365，靈敏度為82.22%，特異度為75.64%，提示rCBV、rCBF在鑒別腦轉(zhuǎn)移瘤以及高級(jí)腦膠質(zhì)瘤中具有一定的臨床價(jià)值。

DWI為依賴組織水分子擴(kuò)散的影像學(xué)檢測(cè)技術(shù)，主要通過(guò)測(cè)量ADC值評(píng)估水分子擴(kuò)散情況，而腫瘤內(nèi)水分子擴(kuò)散較復(fù)雜，多數(shù)研究認(rèn)為水分子擴(kuò)散受限會(huì)導(dǎo)致DWI呈高信號(hào)，ADC值降低[13,14]。腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)存在多種細(xì)胞成分如免疫細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)密度升高，水分子擴(kuò)散受限，因此DWI上主要呈現(xiàn)高信號(hào)，隨著腫瘤體積不斷擴(kuò)大，造成中心區(qū)血供不足，水分子擴(kuò)散受限，DWI呈低信號(hào)[15]。本研究發(fā)現(xiàn)兩種腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、瘤周水腫區(qū)DWI、ADC信號(hào)無(wú)明顯差異，表明根據(jù)DWI影像學(xué)特點(diǎn)對(duì)高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤的鑒別價(jià)值不大。劉曉玉等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)b值為1 000 s/mm2時(shí)候，轉(zhuǎn)移瘤瘤周ADC值顯著高于高級(jí)別膠質(zhì)瘤，認(rèn)為這可能是因?yàn)檗D(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)細(xì)胞內(nèi)、外水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)比高級(jí)別膠質(zhì)瘤高引起[16]。本研究發(fā)現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)ADC、rADC均高于高級(jí)別膠質(zhì)瘤。結(jié)合過(guò)往研究分析原因可能為高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周細(xì)胞體液升高，水分子運(yùn)功加快會(huì)使ADC升高，但腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)也造成瘤體周圍細(xì)胞密度升高，因此一定程度上抑制ADC水平的升高，然而轉(zhuǎn)移瘤瘤周不存在癌細(xì)胞，僅是因?yàn)榱鲶w壓迫造成的水腫，因此瘤周內(nèi)細(xì)胞密度小，水分子運(yùn)動(dòng)快造成ADC值相對(duì)較高[17]。基于ADC、rADC在兩類腫瘤瘤周水腫區(qū)的差異，推測(cè)兩項(xiàng)指標(biāo)可能在腫瘤鑒別中存在一定的價(jià)值，ROC分析發(fā)現(xiàn)瘤周水腫區(qū)ADC對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.841，診斷臨界值為1.774，靈敏度為75.56%，特異度為82.64%。rADC對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤診斷的AUC值為0.857，診斷臨界值為2.210，靈敏度為80.13%，特異度為84.08%。提示ADC、rADC在鑒別腦轉(zhuǎn)移瘤以及高級(jí)腦膠質(zhì)瘤中具有一定的臨床價(jià)值。

綜上所述，T2DSC-PWI、DWI均為檢測(cè)腦腫瘤的重要影像學(xué)手段，T2DSCPWI參數(shù)rCBF、rCBV及DWI參數(shù)ADC、rADC可作為高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤、單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤鑒定的重要指標(biāo)，T2DSCPWI和DWI均在單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤和膠質(zhì)瘤的鑒別中具有一定的診斷價(jià)值。本研究存在一定的局限性，納入樣本量不多，后續(xù)還應(yīng)擴(kuò)大樣本量深入探究。