多模態(tài)MRI 技術對顱內單發(fā)環(huán)形強化病變的診斷價值

王悅 周軍 劉學 李丹 鄭彬

顱內單發(fā)環(huán)形強化病變臨床工作中常見,主要機制是血腦屏障破壞及反應性血管擴張、充血或新生血管所致的腦血流增加［1,2］。顱內單發(fā)環(huán)形強化病變缺乏特征性臨床及影像表現(xiàn),單靠常規(guī)MRI 有時鑒別困難。多模態(tài)MRI 技術可通過微觀水平觀察顱內正常組織及病變的多種信息,是常規(guī)MRI 的有效補充［3］。本文主要討論幾種常見腫瘤及感染性病變,包括高級別膠質瘤(high grade glioma,HGG)、腦膿腫(brain abscess,BA)及腦轉移瘤(Solitary brain metastasis,SBM),回顧性分析多模態(tài)MRI 技術對本類病變的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集本院2015 年2 月～2019 年8 月收治的40 例經臨床確診或病理證實環(huán)形強化病變患者,包括18 例HGG、14 例BA 及8 例SBM；其中男24 例,女16 例,年齡8～64 歲,平均年齡(41.0±11.3)歲。納入標準:①顱內病變均為單發(fā)；②MRI 增強呈環(huán)形強化；③臨床資料完整。排除標準：①患有嚴重心血管疾病；②患有嚴重肝腎功能不全及其他精神類疾病；③臨床資料不完整。所有患者均行常規(guī)及多模態(tài)MRI。

1.2 檢查方法 ①掃描方法：檢查設備為GE HD 1.5T及Philips Ingenia 3.0T 超導型磁共振儀,標準頭顱線圈。T2WI 采用FSE 序列,T2WI 重復時間(TR)=3800 ms,回波時間(TE)=105 ms。T1WI 采用SE 序列,T1WI TR=580 ms,TE=18 ms,矩陣256×256。DWI 采用SEEPI 序列,b 值=800 s/mm2,TR=1800 ms,TE=70 ms,矩陣=180×180,掃描層厚=6.0 mm,間距=1.0 mm,掃描野=24 cm×24 cm,激勵次數(shù)(NEX)1～2 次。增強造影劑采用Gd-DTPA,肘靜脈高壓注射后即刻T1WI 掃描,劑量為0.1 mmol/kg。PWI 采用GRE-EPI 序列,TR=700 ms,TE=10 ms,矩陣=128×128,FA=60°,NEX 為1 次,層厚=6.0 mm。MRS 采用PROBE 序列,多體素TR=1000 ms,TE=140 ms,感興趣區(qū)包括病變、水腫及對側正常腦組織,層厚10 mm,NEX 為1 次。SWI 采用SWAN 序列,TR=40 ms,TE=20 ms,翻轉角(FA)=20°,視野(FOV)=24 cm×24 cm,矩陣=320×320,層厚6.0 mm,NEX 為1 次；②圖像分析方法：常規(guī)序列主要觀察病變形態(tài)、信號特點、壁結構及水腫。壁厚＜3 mm 為薄壁,≥3 mm為厚壁,T1WI 增強序列目測病變壁強化程度明顯高于內部及周圍則認定為環(huán)形強化。DWI 觀察病變有無彌散受限,測量ADC。PWI 觀察病變及周圍灌注情況,測量腦血容量(CBV),并與對側正常腦組織CBV 對比得到rCBV。MRS 計算Cho/Cr 和NAA/Cr。測量時分別在病變壁、壞死和水腫區(qū)取3 次大小約20 mm2圓形區(qū)域,測量數(shù)據(jù)并取均值。SWI 觀察病變旁低信號的形態(tài)及走行,判斷其出血程度。

1.3 觀察指標 觀察分析常規(guī)MRI 表現(xiàn)、多模態(tài)MRI表現(xiàn),比較3 種病變不同位置ADC、rCBV、Cho/Cr、NAA/Cr。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS19.0 統(tǒng)計學軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以均數(shù)±標準差()表示,各組資料不符合正態(tài)分布及方差齊性,采用秩和檢驗。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 常規(guī)MRI 表現(xiàn) ①HGG：形態(tài)不規(guī)則,瘤壁厚薄不均,16 例內壁伴結節(jié)、外壁毛糙,平掃呈T1WI等、T2WI 等信號,增強不均勻環(huán)形強化,病變周圍中至重度水腫。其中12 例侵犯周圍腦組織；②BA：形態(tài)規(guī)則,11 例呈均勻薄壁,3 例厚薄不均內壁伴結節(jié),平掃呈T1WI 等、T2WI 稍低高信號。增強較均勻環(huán)形強化,病變周圍重度水腫。其中4 例內部伴液-液平面；③SBM：形態(tài)局限,呈類圓形,位于皮髓質交接區(qū)。瘤壁稍厚,內壁毛糙,外壁光整,平掃呈T1WI 等、T2WI 稍高信號,增強不均勻環(huán)形強化,病變周圍重度水腫。

2.2 多模態(tài)MRI 表現(xiàn) ①DWI：HGG 及SBM 瘤壁彌散受限,ADC 略升高,BA 內部彌散受限明顯,信號明顯增高,ADC 明顯減低,HGG 水腫區(qū)ADC 明顯低于BA、SBM,差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。②PWI：灌注強度HGG＞SBM＞BA,rCBV 不同程度升高。3 種病變內部壞死區(qū)均呈低灌注,HGG 周圍水腫rCBV 高于BA、SBM,差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。③MRS：MRS 顯示HGG 水腫區(qū)Cho/Cr 高于BA、SBM,NAA/Cr 低于BA、SBM,差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。④SWI：17 例HGG瘤壁旁見彌漫分布極低信號,5 例SBM 周圍見小范圍點狀極低信號。見表1。

表1 3 種病變不同位置ADC、rCBV、Cho/Cr、NAA/Cr 比較()

表1 3 種病變不同位置ADC、rCBV、Cho/Cr、NAA/Cr 比較()

注：與HGG 比較,aP＜0.05

3 討論

顱內單發(fā)環(huán)形強化病變種類繁多,腫瘤性病變常見于HGG 及SBM,感染性病變則以BA 為主［4,5］。HGG(WHO Ⅲ、WHO Ⅳ級)起源于腦白質深部,具有很強的侵襲性,臨床以顱內壓升高癥狀為主,部分患者伴偏癱、癲癇及智力下降［6,7］。BA 多由細菌感染所致,臨床表現(xiàn)以感染、發(fā)熱及顱壓增高等癥狀為主。SBM 由其他部位原發(fā)病變血行播散至顱內,常位于灰白質交接區(qū),單發(fā)者多為囊性,神經定位體征不明顯。對于本類病變,早期診斷和及時治療對其預后非常重要,但當缺乏典型臨床表現(xiàn)及實驗室數(shù)據(jù)時,易造成誤診誤治。

3.1 常規(guī)MRI 特點 HGG 為浸潤性生長的惡性腫瘤,因此多數(shù)呈不規(guī)則狀,內壁由于腫瘤組織缺血、液化壞死及出血而表現(xiàn)為凸凹不平結節(jié)狀,強化不均勻。腫瘤外壁常不完整,形態(tài)毛糙并侵犯周圍腦組織；BA呈環(huán)形強化時包膜已形成,囊壁厚度及強化多均勻,內壁結節(jié)少見,因囊內富含膿液而具有較高張力,因此形態(tài)規(guī)則；SBM 單發(fā)者相對少見,壁稍厚,強化不均勻,內壁毛糙但外壁一般光整,周圍水腫常呈“小病灶、大水腫”改變,具有一定特點。但HGG、BA 和SBM的影像表現(xiàn)存在互相重疊,鑒別診斷仍較困難。

3.2 多模態(tài)MRI 特點 DWI 可判斷腦組織常規(guī)MRI無法顯示的水分子擴散特點,通過計算ADC 得到水分子運動的定量信息［8-10］。BA 內部含有如粘蛋白、細菌及細胞碎屑等大量黏液,對水分子的擴散有明顯限制作用,而HGG 與SBM 內部是因血供不足出現(xiàn)囊變壞死,壞死物中細胞較少,對水分子擴散的限制能力不如BA 明顯［11,12］。本組14 例BA 腔內彌散均明顯受限,ADC 圖呈低信號改變,而HGG 及SBM 呈低信號為主的混雜信號。因此,內部DWI 信號可區(qū)分腫瘤與一些感染性病變。HGG 周圍水腫區(qū)ADC 與位置相關,且越接近瘤體ADC 越低,級別越高越明顯。這是因為HGG 腫瘤細胞向外周浸潤,阻礙了水分子的布朗運動,而BA 和SBM 是由于周圍引流靜脈的阻塞和壓迫所致,以單純的血源性水腫為主,水腫區(qū)不含腫瘤細胞,因此擴散受限程度要低于HGG。本組HGG 水腫區(qū)ADC 為(1.18±0.05)×10-3mm2/s,要低于SBM、BA,與其他報道一致；PWI 可在毛細血管水平上提供大腦生理信息,其動態(tài)磁敏感性以對比增強最為常用。本組環(huán)形強化病變壁灌注曲線BA 壁下降幅度小于腫瘤壁,rCBV 輕度升高,且HGG 的rCBV 大于SBM,3 種病變內部液體均呈低灌注。HGG 周圍水腫局部可呈高灌注表現(xiàn),近瘤處rCBV 升高,而SBM 水腫區(qū)rCBV 一致性略低,BA 水腫區(qū)灌注無明顯變化。因此,PWI 瘤壁高灌注提示腫瘤供血豐富,可以區(qū)別BA,水腫區(qū)rCBV 升高,可鑒別HGG 和SBM；MRS 可測定病變及正常腦組織代謝水平,有效判斷神經元受損及乳酸、肌酸等水平。HGG 瘤壁NAA 峰明顯下降,Cr 峰略下降,Cho 峰明顯升高,水腫區(qū)NAA 峰下降、Cho 峰升高,SBM 瘤壁Cho 峰明顯升高,一般無Cr 峰,BA 囊壁NAA 與Cho峰不同程度下降；SWI 是利用腦組織間磁敏感性差異成像的技術,順磁性物質在SWI 圖像上信號明顯減低。SWI 中HGG 可見范圍較大的團簇狀低信號,表示瘤內微出血或異常血管增殖。SBM 可見點狀低信號,但明顯少于HGG,BA 則極少出現(xiàn)低信號。因此,SWI 環(huán)形病變區(qū)低信號的豐富程度,可能對鑒別HGG 和SBM有一定提示意義。

綜上所述,顱內單發(fā)環(huán)形強化病變臨床癥狀缺乏典型表現(xiàn),應用多模態(tài)MRI 技術可彌補常規(guī)MRI 檢查的不足,有助于鑒別腫瘤及感染性病變。