3D-SPACE 序列在垂體腺瘤術前評估中的應用

崔效廣 李 紅 楊 揚△ 周彥汝 張 嵐

1）駐馬店市中心醫院，河南 駐馬店 463000 2）河南中醫藥大學第一附屬醫院，河南 鄭州 450000

垂體腺瘤是鞍區最常見的顱內腫瘤［1-2］，發病率僅次于腦膜瘤和膠質瘤，占顱腦腫瘤的15%～20%。垂體腺瘤按體積大小分為微腺瘤（直徑＜1 cm）和大腺瘤（直徑≥1 cm），分別占垂體瘤的57.4%和42.6%［3］。部分垂體腺瘤呈浸潤性生長，侵犯周圍海綿竇、蝶竇等結構，稱為侵襲性垂體腺瘤。垂體瘤治療常采用外科手術方式，術前精準評估垂體瘤的大小和范圍以及與周圍的關系非常重要。磁共振成像（MRI）是評價鞍區及周圍病變的首選影像診斷方法［4］。垂體MRI 檢查包括平掃T1WI、T2WI和T1WI 動態對比增強（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE）。垂體腺瘤的手術切除通常以DCE-MRI 冠狀位為診斷基礎，并取決于垂體腺瘤的大小、形狀和對周圍結構的侵犯，特別是對海綿竇的累及［5］。垂體腺瘤有時延伸到鄰近的海綿竇，使其難以進行完全切除，并危及周圍關鍵結構，如頸內動脈和腦神經。對侵襲性垂體瘤進行手術切除時，因手術病死率和并發癥增加，通常選擇部分切除［6］。因此，早期、精準診斷垂體腺瘤并判斷周圍侵犯對患者的預后至關重要［7］。但由于鞍區復雜的解剖結構和空間分辨率的限制，常規的2D自旋回波序列對鞍區形態解剖的細節顯示往往有限［8］。此外，腫瘤和海綿竇間的微小組織對比度差異使得腫瘤邊緣的準確定義變得更加困難。

近年來，文獻報道應用三維快速自旋回波成像技術獲得高空間分辨率的MRI 圖像在顱內疾病診斷中具有顯著的優勢［9-10］。三維可變翻轉角快速自旋回波（three-dimensional sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-SPACE）序列能夠增加帶有流體空間（如海綿竇）的信號強度，從而降低小病灶與周圍組織之間的部分容積效應，并提高垂體微小病變的檢出率［11-13］。3D-SPACE 序列在諸多方面的臨床應用已有較多報道［14-17］。關于3D-SPACE 序列用于垂體瘤的診斷和評價方面的研究目前尚不多。 本研究探討3D-SPACE 序列在垂體大腺瘤及微腺瘤診斷中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2018-05—2020-05 于駐馬店中心醫院神經外科就診且術后病理證實的50 例垂體大腺瘤（病灶最大徑≥10 mm）和40 例垂體微腺瘤（病灶最大徑＜10 mm）。50 例垂體大腺瘤患者中男10 例，女40 例，年齡20～75 歲，平均45 歲；40 例垂體微腺瘤患者中男15例，女25例，年齡17～60歲，平均35歲。所有患者在MRI 檢查后均行經鼻蝶入路腫瘤切除術，并由兩名高年資醫師（工作年限超過15 a）判斷垂體瘤兩側海綿竇的侵襲性，意見不一致時進行協商。

1.2 檢查方法所有患者使用3.0T MR 掃描儀（MAGNETOM Verio 3.0T，Siemens，Germany）和8 通道頭部線圈檢查。MRI掃描序列包括垂體矢狀位和冠狀位T1WI 平掃（TR 600 ms，TE 15 ms，視野224×230，矩陣175×256，層厚2.5 mm）、T1WI DCE 冠狀位（TR 600 ms，TE 15 ms，視野224×230，矩陣350×512，層厚2.5 mm）和增強3D-SPACE（TR 1 200 ms，TE 108 ms，視 野180×180，矩 陣316×320，層 厚1 mm）。注射釓噴酸葡胺對比劑（0.1 mmol/kg）后行T1WI DCE掃描，最后行3D-SPACE成像。

1.3 垂體大腺瘤MRI 圖像分析在雙盲情況下由兩名經驗豐富的神經放射醫生（分別工作17 a 和19 a）評估增強T1WI SE 序列和3D-SPACE 序列圖像。觀察者從兩個方面對圖像分析：（1）評估垂體瘤與海綿竇之間邊界是否清晰。圖像評分等級：0 分，腫瘤邊界不清楚，無法分辨；1分，腫瘤邊界不清晰但可以辨識；2分，腫瘤邊界清晰，清楚顯示腫瘤與海綿竇間的邊界。由兩位醫生分別進行評估，并計算每個病灶的平均分。（2）評估垂體瘤有無侵襲海綿竇及侵襲范圍，對海綿竇侵襲的分類標準為“可能性小”和“可能性大”。該分類標準是以海綿竇頸內動脈和海綿竇間隙作為放射學標志［18］。基于以前的研究，分析垂體腺瘤包繞海綿竇頸內動脈的百分比［19］。如果垂體腺瘤包繞頸內動脈橫徑的比例≥67%認為海綿竇被侵襲“可能性大”；如果腫瘤包繞頸內動脈橫徑的比例＜25%，則認為海綿竇被侵襲“可能性小”；如果包繞頸內動脈在25%～67%，根據腫瘤及海綿竇間隙的關系綜合評估判斷（圖1）。當海綿竇頸動脈溝靜脈間隙顯示不清，且腫瘤具有包繞傾向，認為“侵襲海綿竇可能性大”；當海綿竇形態大小正常，且海綿竇上方間隔顯示清晰，認為“侵襲海綿竇可能性小”［20］（圖2）。

圖1 海綿竇內頸內動脈包繞的百分比為25%（3/12）（頸內動脈被垂體腺瘤包圍的周長與海綿竇頸內動脈總周長的比率，共分為12份，PA：垂體腺瘤）Figure 1 Percentage of internal carotid artery surrounded in the cavernous sinus is 25 % （3/12）（The percentage is the ratio of the perimeter of the internal carotid artery surrounded by adenoma to the total perimeter of the cavernous internal carotid artery， which is divided into 12 parts，PA pituitary adenoma）

圖2 海綿竇靜脈間隔示意圖 PA：垂體腺瘤，1為上方靜脈間隔，2為頸動脈溝靜脈間隔Figure 2 The illustration of venous compartments of cavernous sinus. PA pituitary adenoma，1 upper venous compartment，2 carotid sulcus venous compartment

1.4 垂體微腺瘤MRI 圖像分析一位神經放射科醫生評估常規MR圖像，另一位則評估3D-SPACE 圖像。1 周后兩位神經放射科醫師評估增強前后T1WI 聯合3D-SPACE 圖像。若垂體內見邊界明確的局灶性異常低信號，認為是垂體微小病變的MR表現，考慮為陽性病例；垂體內可見異常信號病灶，但邊界模糊，則認為是可疑病例；若垂體信號均勻，未發現異常信號為陰性病例。分別記錄增強前后T1WI序列和增強前后T1WI聯合3D-SPACE序列的垂體評估結果。記錄MRI 圖像中可疑病例及陽性病灶位置和最大徑，綜合評估結果與手術病理進行分析比較。

1.5 統計學分析統計學分析采用SPSS 20.0 軟件，兩個觀察者之間的一致性程度采用Kappa 檢驗分析（Kappa 值≥0.75 為一致性良好，0.4～0.75 為一致性一般，＜0.4 為一致性差）。增強T1WI 和3D-SPACE 序列在圖像視覺評估中垂體邊界及病變清晰度等方面采用Wilcoxon 符號秩檢驗計算平均分數并進行比較。與手術結果相比，計算各診斷方法的敏感性、特異性、陽性預測值（PPV）和陰性預測值（NPV）。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3D-SPACE序列對垂體大腺瘤邊緣的顯示兩位醫師對垂體腺瘤與海綿竇邊界清晰度的評分顯示，3D-SPACE 序列評分為1.70±0.25，增強T1WI 評分1.52±0.53，3D-SPACE序列較增強T1WI更能清晰顯示垂體瘤與海綿竇的關系（P＜0.05）。兩名觀察者對評分結果的一致性較高（Kappa=0.872）。

2.2 3D-SPACE 序列對海綿竇侵襲性的評估手術結果顯示，共27 側（27%）海綿竇被垂體腺瘤累及，73側（73%）海綿竇未被腫瘤侵襲或只有壓迫改變（圖3）。術前MRI 評價與手術結果進行對比，在判斷海綿竇侵襲性方面，3D-SPACE序列的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值及準確度均優于增強T1WI（表1）。

表1 100側海綿竇侵襲性MRI表現和手術結果對比Table 1 Comparison of MRI findings and surgical results of 100 cavernous sinuses invasion

圖3 女，50歲，雙眼視力模糊2年余，手術證實為垂體大腺瘤。平掃T1WI（A）和增強T1WI（B）無法準確評價垂體腺瘤對海綿竇的侵襲性，但增強3D-SPACE圖像（C）顯示腫瘤邊界清晰，腫瘤右側邊界包繞頸內動脈比例＞67%（9/12），腫瘤左側邊界包繞頸內動脈比例＜25%（3/12），且左側頸動脈溝靜脈間隙顯示清晰。手術證實右側海綿竇侵襲，左側無海綿竇侵襲Figure 3 A 50-year old female with blurred vision in both eyes for more than 2 years，and confirmed as pituitary macroadenoma by surgery. Routine T1WI （A） and contrast-enhanced T1WI （B） could not accurately evaluate the invasion of the cavernous sinus by pituitary adenomas，but CE 3D-SPACE image （C） showed the clear edge of adenoma，the percentage of internal carotid artery surrounded by the right side of adenoma was more than 67% （9/12） and the percentage by the left side of adenoma was less than 25% （3/12） with clear carotid sulcus venous compartment in the left side. Surgery confirmed that cavernous sinus invasion in the right side and no cavernous sinus invasion in the left side

2.3 垂體微腺瘤術前評估與手術結果對照，40 例垂體微腺瘤中，僅用增強T1WI 圖像診斷出21 例陽性，10 例陰性和9 例可疑病例。增強T1WI聯合3D-SPACE 序列圖像診斷結果為34例陽性病例，3例陰性病例及3例可疑病例。增強T1WI聯合3D-SPACE 序列較單獨T1WI序列多檢出13例陽性病灶。單獨增強T1WI 對垂體微腺瘤的檢出率（52.5%）明顯低于增強T1WI 聯合3D-SAPCE 序列（85.0%）（P＜0.05）。見圖4。

圖4 女，45 歲，泌乳6 個月余。平掃T1WI（A）和增強T1WI（B）均未見確切異常信號病變，但增強3D-SPACE圖像（C）顯示垂體左份局灶性高信號病灶（箭頭），直徑約2.3 mmFigure 4 A 40-year-old female with lactation for more than half a year. Neither routine T1WI （A）nor enhanced T1WI （B） showed exact abnormal signal intensity，but contrast-enhanced 3D-SPACE images （C） showed a focal high signal intensity lesion in the left part of the pituitary with diameter of 2.3mm （arrow）

3 討論

目前MRI 被認為是垂體微小病變成像的首選檢查方法［20-21］，但以往大多數研究是基于常規平掃和T1WI 動態增強來評價鞍區病變，往往不能清晰地描述鞍區的形態和細節［22-23］。3D-SAPCE 序列具有高分辨率、高信噪比、高采集率等特點，在顯示垂體邊界以及病變清晰度和整體圖像質量方面明顯優于常規T1WI、T2WI 和T1WI 增強，對垂體微腺瘤的檢出更加敏感。

3.1 3D-SPACE 序列的意義3D-SPACE 序列是一種三維快速自旋回波T2加權成像，使用可變翻轉角度進行重聚焦，圖像偽影少，空間分辨率高［24］。增強3D-SPACE 圖像上垂體或腫瘤信號降低，能更好地顯示動脈流空信號，從而增加海綿竇與腫瘤之間的對比度，提高檢測腫瘤的靈敏度。因此，在增強3D-SPACE圖像上較低信號背景下，海綿竇的高信號和頸內動脈的流空效應使得鞍區各結構的細節情況顯示得更好，腫瘤邊緣的評估更加準確。由于3D-SPACE 序列產生具有各向同性的三維數據，可在任何平面獲得較薄的切面圖像，使得微小病變與周圍組織之間的容積效應最小化，有助于垂體微小病灶的檢出。

3.2 垂體腺瘤侵襲性的評價垂體腺瘤的侵襲性及垂體與周圍組織的關系有助于指導外科醫生制定手術方案［25］。在MR圖像上，垂體腺瘤與海綿竇和頸內動脈的關系對于評估垂體腺瘤對海綿竇的侵襲性非常重要。增強3D-SPACE 能更好地顯示垂體腺瘤與海綿竇的對比度，腫瘤邊緣顯示清晰，有助于判斷海綿竇的侵犯情況［19，26-27］。本研究根據垂體腺瘤對頸內動脈的包繞程度以及海綿竇的靜脈間隔來評估海綿竇的侵襲情況。與手術結果相比，增強3D-SPACE 具有更高的空間分辨率，在顯示垂體瘤邊界與海綿竇的關系方面優于增強T1WI。增強3D-SPACE 圖像中垂體腺瘤的邊界越清晰，在以海綿竇為背景下確定垂體腺瘤與頸內動脈的關系就越準確。因此，增強3D-SPACE 可以提供更多有關腫瘤邊界和周圍結構的可靠信息，具有更高的特異度及準確度。與常規增強T1WI 相比，3D-SPACE 是評價垂體瘤對海綿竇侵襲性更理想的MRI技術。

3.3 垂體微腺瘤的檢出近年來，隨著MRI在神經成像臨床應用方面的快速發展，研究者采用增加信噪比來減少圖像采集時間及提高空間分辨率［28］。高空間分辨率對于垂體微小解剖結構的觀察至關重要［29］。3D-SPACE序列使用各向同性體素，可在垂體上實現容積掃描，且無GRE 序列的磁敏感偽影，提高了對垂體微小病變的檢出率。常規增強T1WI 的層厚為2 mm，病變最大直徑＜2 mm 時，可能會導致微小病變不易被發現。3D-SPACE 序列的出現很大程度上解決了這一問題。本研究中3D-SPACE 序列的層厚可以達到1 mm，同時減少了偽影產生，大大提高了垂體微小病變的檢 出 率。 WAN 等［30］研 究 顯 示，3.0T 3D-SPACE在垂體的邊界、垂體病變的清晰度和整體圖像質量方面明顯優于常規MRI，且常規序列與3D-SPACE 聯合成像對垂體微小病變的評價優于單純常規MRI 或3D-SPACE 序列，與本研究結果一致。3D-SPACE序列增加了醫生對垂體微小病變檢出的信心，在判斷垂體微小病變上能夠獲得更高的準確性。

與常規增強T1WI 相比，增強3D-SPACE能更好地顯示垂體腺瘤與周圍組織的關系，更清晰地顯示腫瘤邊界，評價垂體腺瘤的侵襲性，提高垂體微小病灶的檢出率。因此，3D-SPACE 序列可成為垂體病變常規MRI 的有力補充序列。