膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷的影像研究現(xiàn)狀

王玉林（綜述） 馬 林（審校）

膠質(zhì)瘤是最常見(jiàn)的腦內(nèi)原發(fā)性腫瘤，由于其具有浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的特性，手術(shù)難以徹底切除，而且易復(fù)發(fā)，因此治療手段為手術(shù)切除后輔以放療及靶向化療。術(shù)后常規(guī)放療可以延長(zhǎng)患者的生存期并加強(qiáng)治療效果，但也會(huì)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。在接受腦部放療后的一段時(shí)間內(nèi)（3個(gè)月～10年），部分患者會(huì)出現(xiàn)不同程度的放射性腦損傷，主要包括由于血-腦屏障破壞所致放射性腦壞死和射線所致廣泛腦白質(zhì)脫髓鞘[1-3]，放射性腦損傷的最終結(jié)果為放射性腦壞死。即使患者行全腦放療，放射性腦損傷通常也僅出現(xiàn)于原發(fā)腫瘤的部位，這種現(xiàn)象的機(jī)制目前尚不明確，可能是由于術(shù)后原發(fā)腫瘤部位周圍出現(xiàn)血管性水腫，而使鄰近的腦白質(zhì)更容易被射線損傷[4]。一旦腦內(nèi)出現(xiàn)新的異常強(qiáng)化病灶，需要鑒別該強(qiáng)化灶是腫瘤復(fù)發(fā)還是放射性腦損傷。目前用于鑒別兩者的診斷方法有擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）、灌注成像（PWI）、三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D-ASL）、磁共振波譜（MRS）、正電子發(fā)射體層攝影術(shù)（PET）、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)（SPECT）等。

常規(guī)MR檢查較難鑒別膠質(zhì)瘤是復(fù)發(fā)還是放射性腦損傷。放射性腦損傷在常規(guī)MRI上通常表現(xiàn)為瑞士奶酪樣強(qiáng)化病灶，伴周圍組織水腫和明顯的占位效應(yīng)，與膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)相仿；此外，放射性腦損傷多出現(xiàn)在治療結(jié)束后2年左右，與膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的時(shí)間相近。影像新技術(shù)為研究腦內(nèi)膠質(zhì)瘤治療后的影像學(xué)改變提供了依據(jù)，有重要臨床意義。

1 DWI

DWI可以檢測(cè)膠質(zhì)瘤治療后水分子擴(kuò)散的變化，并對(duì)治療反應(yīng)作出早期定量分析。低ADC值反映腫瘤組織的增殖和存活，提示腫瘤復(fù)發(fā)或進(jìn)展；高ADC值提示腫瘤壞死，可能與腫瘤組織細(xì)胞壞死、數(shù)目減少等有關(guān)。腫瘤的細(xì)胞密度決定其ADC值，膠質(zhì)瘤的ADC值與腫瘤的細(xì)胞密度呈顯著負(fù)線性相關(guān)，即低ADC值提示高度惡性腫瘤。Zeng等[5]研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)強(qiáng)化區(qū)ADC值為（1.20±0.08）×10-3mm2/s，放射性腦損傷強(qiáng)化區(qū)ADC值為（1.39±0.09）×10-3mm2/s，即膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者的ADC值明顯低于放射性腦損傷患者，這可能是因?yàn)槟z質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者腫瘤細(xì)胞數(shù)目較多，細(xì)胞間隙較小，細(xì)胞核漿比較大，導(dǎo)致水分子彌散受限，ADC值降低。Hein等[6]研究發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組ADC值[（1.18±0.13）×10-3mm2/s]明顯低于放射性腦損傷組[（1.40±0.17）×10-3mm2/s]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組中，二次手術(shù)病理證實(shí)為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和間變型膠質(zhì)瘤的ADC值間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Bobek-Billewicz等[3]研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是ADCce平均值還是ADC比值平均值在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組和放射性腦損傷組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 MRS

MRS成像是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移現(xiàn)象進(jìn)行特定原子核及其化合物定量分析的方法。不同的化合物在譜線上對(duì)應(yīng)一個(gè)或數(shù)個(gè)特征性化學(xué)位移點(diǎn)，MRS在神經(jīng)系統(tǒng)觀察的代謝物包括海馬N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸、脂質(zhì)等。Cho是細(xì)胞膜磷脂代謝成分之一，波峰位于3.22 ppm，反映了細(xì)胞膜的合成及分解水平。與放射性腦損傷相比較，膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的波譜表現(xiàn)為Cho/Cr、Cho/NAA升高，其中應(yīng)用Cho/Cr作為參數(shù)最為常見(jiàn)，診斷閾值為1.5～2.0[7,8]。Cho/Cr比值升高，表示細(xì)胞膜分裂增生旺盛；Cho波峰的高低提示腫瘤細(xì)胞的增殖狀況。但Cho/Cr比值在脫髓鞘病變、膜磷脂成分釋放時(shí)也會(huì)升高，這主要由磷脂降解產(chǎn)物堆積所致。Sugahara等[1]研究顯示在少數(shù)嚴(yán)重的放射性壞死患者體內(nèi)，由于放射性腦損傷脫髓鞘，細(xì)胞膜崩解、膠質(zhì)增生、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，Cho也會(huì)升高，導(dǎo)致膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的假陽(yáng)性診斷。Rabinov等[9]利用3.0T MR研究多體素MRS診斷膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)，以Cho/Cr比值作為診斷指標(biāo)，認(rèn)為此值大于1.3即可診斷為腫瘤復(fù)發(fā)，小于1.3則考慮為治療后改變。多體素波譜覆蓋面積大，采樣面積小，空間分辨力高，并可以在一次數(shù)據(jù)采集中獲得多點(diǎn)波譜信息，將成為MRS的一大發(fā)展趨勢(shì)。

3 PET

PET應(yīng)用釋放正電子的核素為標(biāo)記物，可在形態(tài)學(xué)出現(xiàn)異常改變之前發(fā)現(xiàn)代謝異常，有助于腦膠質(zhì)瘤和放射性腦損傷的鑒別。氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）是最常用的示蹤劑，可以檢測(cè)局部腦組織葡萄糖代謝率。Langleben等[10]研究認(rèn)為FDG診斷腫瘤復(fù)發(fā)的敏感度為81%～86%，特異度為40%～94%。由于FDG在正常腦灰質(zhì)組織中也表現(xiàn)為濃聚，所以診斷有一定困難。

4 SPECT

SPECT腦血流灌注顯像對(duì)膠質(zhì)瘤的診斷不如MR，但對(duì)鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)有一定的意義。復(fù)發(fā)的膠質(zhì)瘤可以表現(xiàn)為相對(duì)腦血流量（rCBF）升高，而瘢痕、水腫、壞死等改變表現(xiàn)為rCBF減少。rCBF與201Tl做雙核素顯像，201Tl局部放射性濃聚更支持腫瘤復(fù)發(fā)。

Tie等[11]用201Tl-SPECT鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷，靈敏度和特異度分別為83%和83%，但空間分辨力低、解剖定位不準(zhǔn)確、容易混淆生理性攝取和病理性攝取。201Tl-SPECT對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷的鑒別有一定價(jià)值，尤其是低度惡性膠質(zhì)瘤，201Tl的總體診斷準(zhǔn)確度、敏感度和特異度分別為83%、88%和76%，當(dāng)201Tl攝取指數(shù)截值設(shè)為1.25時(shí)，診斷的敏感度和特異度分別達(dá)到90%和80%，故當(dāng)患者疑為低度惡性膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)時(shí)，201Tl-SPECT應(yīng)與MR同列為常規(guī)檢查，以便更清晰地確定腫瘤的邊緣。

5 MR 灌注掃描

目前主要應(yīng)用的方法為PWI和3D-ASL；動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注磁共振成像通過(guò)靜脈快速團(tuán)注順磁性對(duì)比劑觀察腦血流動(dòng)力學(xué)改變，對(duì)比劑通過(guò)局部血管時(shí)，組織T2或T2*縮短，導(dǎo)致相應(yīng)的T2WI或T2*WI上的信號(hào)一過(guò)性降低。動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注磁共振成像可以反映組織的毛細(xì)血管微循環(huán)信息，腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和細(xì)胞更新的加快導(dǎo)致其新陳代謝需求增加，使腫瘤局部處于低血糖和缺氧狀態(tài)，這種狀態(tài)會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生促進(jìn)血管生成的細(xì)胞活性物質(zhì)，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部新的血管生成。病理顯示這些腫瘤新生血管多為不成熟血管，有大的細(xì)胞間隙、不完整的基底膜和缺少平滑肌層，因此腫瘤新生血管具有更高的滲透性。PWI通過(guò)相對(duì)腦血容量（rCBV）、rCBF及平均通過(guò)時(shí)間（MTT）等多種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)量化膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)后的高血管化狀態(tài)。灌注掃描通過(guò)單位體積腦組織內(nèi)的血管管腔的容積（CBV）、單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位體積腦組織的血流量（CBF）、MTT量化腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)后的高血管化的狀態(tài)。在腦腫瘤灌注的定量描述中，最常用的參數(shù)為CBV。Fuss等[12]應(yīng)用PWI檢查25例組織學(xué)證實(shí)的纖維性星形細(xì)胞瘤放療前后的rCBV變化規(guī)律，認(rèn)為PWI是一種可行的無(wú)創(chuàng)性評(píng)估腫瘤血管生成的方法。見(jiàn)圖1、2。

圖1 患者男，75歲，肺癌腦轉(zhuǎn)移放療后。A、B.橫軸位T2WI和T1WI示左側(cè)顳葉類圓形稍長(zhǎng)T1稍長(zhǎng)T2信號(hào)，周圍可見(jiàn)大片狀長(zhǎng)T2水腫信號(hào)，ASL及灌注均呈低灌注，考慮放射性腦損傷；C～F分別為CBV、CBF、MTT及3D-ASL圖

圖2 患者男，20歲，小腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后。A、B.橫軸位T2WI和T1WI示左側(cè)橋臂及小腦半球可見(jiàn)斑片狀稍長(zhǎng)T1稍長(zhǎng)T2信號(hào)應(yīng)，四腦室受壓移位；ASL及灌注掃描均呈高灌注，考慮膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)；C～E分別為3D-ASL、CBF、MTT圖

Sugahara等[1]的研究認(rèn)為rCBV大于2.6可以診斷為腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)，rCBV小于0.6則可以診斷為放射性腦損傷，對(duì)于rCBV在二者之間的情況，則需要行PET檢查，做出最后的診斷。Barajas等[13]根據(jù)rCBV比值ROC曲線得出的分界值為1.75，但依據(jù)此比值鑒別放射性腦損傷及腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)并不完全可靠（靈敏度為78.92%，特異度為71.58%）。Fink等[14]研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的rCBV為3.62±0.65，明顯高于放射性腦損傷的1.31±0.50，ROC曲線顯示rCBV鑒別兩者的曲線下面積為0.917。Ruben等[15]研究顯示rCBV在放射性腦損傷中為0.39～2.57，而在膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)中為2.10～10.00；兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Bobek-Billewicz等[3]研究認(rèn)為腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)組rCBVmax為2.44±0.73，放射性腦損傷組rCBVmax為 0.78±0.46（P＜0.001），腦 膠 質(zhì) 瘤 復(fù) 發(fā) 組 rCBVmean為1.46±0.49，放射性腦損傷組rCBVmean為0.49±0.38（P＜0.004）；并且認(rèn)為rCBVmax大于 1.7，同時(shí)rCBVmean大于1.25高度提示腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)；rCBVmax小于1.0，同時(shí)rCBVmean小于0.5高度提示放射性腦損傷。

3D-ASL是一種磁共振功能成像，可以在多個(gè)器官內(nèi)應(yīng)用，但目前該技術(shù)主要用于無(wú)創(chuàng)性地評(píng)價(jià)腦部灌注信息，獲得rCBF。與對(duì)比增強(qiáng)灌注技術(shù)相比，ASL利用射頻和脈沖序列將供血?jiǎng)用}內(nèi)自然存在的質(zhì)子進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，從而獲得腦部灌注信息；并且采用脈沖-連續(xù)式標(biāo)記技術(shù)、3D-FSE序列、Spiral采集方式，顯著提高3D-ASL采集效率，同時(shí)還克服了以往ASL技術(shù)信噪比低及磁敏感偽影較重的問(wèn)題。同PWI相比，3D-ASL因?yàn)闊o(wú)外源性造影劑的注入，不存在造影劑滲漏的問(wèn)題，所以對(duì)于病灶的灌注信息評(píng)估理論上應(yīng)該更準(zhǔn)確。但3D-ASL空間分辨率略低，對(duì)于較小的病灶定位及定量分析欠準(zhǔn)確；并且3D-ASL圖像對(duì)于病灶邊界的顯示及勾畫較PWI略顯不足。

總之，PWI、3D-ASL、DWI、MRS檢查快速、經(jīng)濟(jì)、空間分辨力較PET、SPECT高。PET、SPECT對(duì)膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的診斷有一定的優(yōu)勢(shì)。PET的空間分辨力略高于SPECT，但后者應(yīng)用更普及。在臨床工作中，MR常規(guī)平掃與增強(qiáng)掃描結(jié)合MRS、DWI、PWI可以發(fā)現(xiàn)和鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)和放射性腦損傷，而且經(jīng)濟(jì)、快捷，是目前公認(rèn)的檢查方式。

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