磁共振灌注成像對腦膠質(zhì)瘤放療后復發(fā)與放射損傷的價值*

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院MRI室(內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

張 穎 牛廣明 韓曉東 郭冬玲 苗燕平 白雪菲 吳 瓊 吳 慧 高 陽

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)腫瘤，因其浸潤性的生長方式導致腫瘤切除后復發(fā)的概率相當高，因此目前的治療方式一般為手術切除結合放化療，包括全腦放療或伽馬刀治療[1]。這種方案雖然在一定程度上減少了腫瘤的復發(fā)，卻不可避免地出現(xiàn)了放射治療所引起的腦壞死。而復發(fā)的膠質(zhì)瘤及放射性腦改變在磁共振上存在一定的相似性：常規(guī)掃描均表現(xiàn)為高信號，周邊有水腫帶，增強掃描可明顯強化，有占位效應等。因此導致神經(jīng)外科醫(yī)師很難判斷患者應該再次手術還是繼續(xù)放療，造成病情延誤或過度醫(yī)療。

磁共振灌注成像(Perfusion Weighted Imaging, PWI)能通過組織反映微血管的分布，測得對比劑通過毛細血管網(wǎng)時周圍組織在局部磁場內(nèi)的短暫變化，通過磁共振信號的改變來顯示，提供血液動力學方面的信息[2,3]。本研究旨在通過磁共振灌注成像技術鑒別經(jīng)過手術的腦膠質(zhì)瘤患者放療后復發(fā)與放射性損傷。

1 資料與方法

1.1 資料.1 收集我院自2012年8月～2013年12月經(jīng)手術病理證實為腦膠質(zhì)瘤并進行放射治療28～30天的患者60例，其中的46例符合入組要求，男性32例，女性14例，年齡23～72歲，平均46±10.5歲，每位患者分別在放療放療后每隔三個月行磁共振常規(guī)和灌注成像檢查。

1.2 檢查方法 使用美國GE公司3.0T Signa HDx超導型MR掃描儀(GE-Signa HDx,Milwaukee,US.)，8NV－Head線圈，以頭部線圈作為發(fā)射和接受線圈。所有患者在掃描前進行心理疏導，減少患者的恐懼心理；摘掉假牙及身上所有的金屬物品，必要時更換衣服。掃描時先進

行磁共振常規(guī)頭顱掃描，然后進行灌注及增強掃描。

表1 膠質(zhì)瘤復發(fā)與放射性腦損傷

圖1-4 患者，女，52歲，術后病理證實為膠質(zhì)瘤Ⅱ級，常規(guī)放療后進行復查。圖1-3 為放療后一個月、三個月、六個月軸位T1WI增強圖像，未見異常強化病灶；圖4 為放療后六個月灌注圖像，未見異常高灌注區(qū)。圖5-95-9 患者，男，43歲，術后病理證實為膠質(zhì)瘤Ⅳ級，常規(guī)放療后進行復查。圖5-6 為放療后一個月、三個月復查圖像顯示右側(cè)室旁異常強化區(qū)（為術后殘留）范圍縮小；圖7 示放療后六個月軸位T1WI增強圖像，可見右側(cè)基底節(jié)區(qū)異常強化病灶，病變范圍向下累積；圖8-9 為放療后九個月灌注圖像，并可見右側(cè)基底節(jié)區(qū)異常高灌注區(qū)，二次手術證實復發(fā)。圖10-14 患者，女，34歲，術后病理證實為膠質(zhì)瘤Ⅲ級，常規(guī)放療后進行復查。圖10-11 為放療后一個月、三個月軸位T1WI增強圖像，可見左側(cè)額頂葉條狀強化，三個月后占位效應減輕，考慮放射性腦損傷，建議隔期復查；圖12 為放療后十二個月復查圖像；圖13-14 為放療后十二個月灌注圖像，左側(cè)額頂葉病變區(qū)呈可見低灌注狀態(tài)。圖15-1615-16 盒圖(boxplot)示數(shù)據(jù)離散程度和偏向。

1.3 數(shù)據(jù)采集 相關掃描序列及參數(shù)如下：

1.3.1 常規(guī)檢查序列包括軸位T2加權成像(T2WI)、T1加權成像(T1WI)、彌散加權成像(DWI)和矢狀位T1WI，以平行前后聯(lián)合的水平進行全腦軸位掃描，平行中線的水平進行全腦矢狀位掃描。

1.3.1.1 T2WI掃描參數(shù)：TR/TE=6280/104ms，層厚：5mm，間隔：l.5mm，NEX：1，F(xiàn)OV：24×24cm，Matrix：320×320，掃描層數(shù)為19層，掃描時間為82秒。

1.3.1.2 T1WI掃描參數(shù)：TR/TE=2825/24ms，層厚：5mm，間隔：l.5mm，NEX：1，F(xiàn)OV：24×18cm，Matrix：320×320，掃描層數(shù)為19層，掃描時間為99秒。

1.3.1.3 DWI掃描參數(shù)：TR/TE=4450/72.9ms，層厚：5mm，間隔：1.5mm，NEX：2，F(xiàn)OV：24×24cm，Matrix：128×l28，b=1000s/mm，掃描層數(shù)為19層，掃描時間為40秒。

1.3.1.4 矢狀位T1WI掃描參數(shù)：TR/TE=2825/24ms，層厚：5mm，間隔：1.5mm，NEX：1，F(xiàn)OV：24×24cm，Matrix：420×224，掃描層數(shù)為19層，掃描時間為75秒。

1.3.2 PWI序列掃描，采用梯度回波-平面回波成像(GREEPI)脈沖序列行動態(tài)增強掃描。參數(shù)：TR/TE=1600/40ms，層厚：5mm，間隔：1.5mm，F(xiàn)OV：24×24cm，Matrix：128×128，從下向上采集，掃描范圍包括全腦，采集層數(shù)為19層，時間為80秒。掃描時先出兩組圖像然后打藥，用高壓注射器通過留置靜脈針以團注的方法給藥，造影劑使用北京北陸藥業(yè)集團生產(chǎn)的磁顯葡胺(GD-DTPA)，用量0.2ml/kg，速度4ml/s，造影劑注射完畢，再用等量的生理鹽水沖洗導管。灌注掃描后，進行T1WI軸矢冠三個位置的增強掃描。

1.4 數(shù)據(jù)處理 本研究所有的磁共振原始數(shù)據(jù)均在G E Advantage 4.4工作站進行后處理，采用去卷積灌注軟件進行分析。首先構建每一掃描層面的偽彩色圖像，即相對腦血容量(relative cerebral blood volume,rCBV)圖、相對腦血流量(relative cerebral blood flow,rCBF)和相對平均通過時間(relative mean transit time,rMTT)參考圖，然后在rCBV圖和rCBF圖顯示病灶范圍最大的層面上人工勾畫感興趣區(qū)(ROI)，測量病灶最大rCBV值、最大rCBF值，再測量健側(cè)相應部位腦白質(zhì)及腦皮質(zhì)rCBV值、rCBF值，計算病灶及健側(cè)灰質(zhì)最大rCBV值、最大rCBF值的比值。為盡量減少人為因素影響，測量3次取平均值。

1.5 統(tǒng)計學處理 研究數(shù)據(jù)采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件處理。因數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，對膠質(zhì)瘤復發(fā)和放射性腦損傷不同區(qū)域的rCBV值、rCBF值、rMTT值分別進行秩和檢驗，p＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

60例經(jīng)手術切除后，病理確診為膠質(zhì)瘤的患者，放療28天，隨訪半年以上(圖1-4)。后臨床證實30例為術后復發(fā)(10例經(jīng)2次手術病理證實，15例在隨訪過程中病灶強化范圍擴大，占位效應加重；5例經(jīng)過一段時間病人死亡)(圖5-9)，10例為放射性腦損傷(圖10-14)。

通過PWI檢查，膠質(zhì)瘤復發(fā)組rCBV、rCBF明顯高于放射性腦損傷組，與臨床結果接近(p＜0.05，有統(tǒng)計學意義)，見表1。

3 討 論

3.1 磁共振灌注成像技術(PWI) PWI) PWI是反映組織的微血管分布和血流灌注情況的磁共振檢查技術，可提供血液動力學方面的信息。應用高壓注射器經(jīng)靜脈團注對比劑GD-DTPA后，以足夠高的快速MR成像序列對目標器官進行連續(xù)多層面多次掃描，檢測組織信號強度隨時間的變化來反應組織的血流動力學。對比劑首次通過受檢組織時，順磁性對比劑進入毛細血管床引起周圍組織內(nèi)磁場的短暫變化，進而使鄰近氫質(zhì)子共振頻率改變，導致質(zhì)子失相位，T2值縮短，T2信號強度降低，后者反應組織中對比劑的濃度變化，即代表血流動力學變化[4,5]。另外，對比劑首過期間主要存在于血管內(nèi)，血管外較少，血管內(nèi)外濃度梯度最大，信號的變化受擴散因素影響很小，故能反映組織血液的灌注情況。根據(jù)對比劑首過局部腦組織所引起的信號強度變化與時間的關系，繪制出信號強度-時間曲線，從而獲得部分血液動力學參數(shù)的相對值，通過工作站可繪制各種血液動力學指標圖像(如：rCBV、rCBF和rMTT)，無創(chuàng)地評價腦灌注情況[6]。

3.2 腦膠質(zhì)瘤復發(fā)與放射性損傷的的磁共振表現(xiàn) 腦膠質(zhì)瘤治療后，影像學檢查最關鍵的是鑒別腫瘤復發(fā)或放療后損傷。復發(fā)的腫瘤多見于原發(fā)腫瘤區(qū)或附近；放射性損傷多分布于病變側(cè)腦白質(zhì)區(qū)，與照射范圍基本一致。在MRI上二者均表現(xiàn)為片狀、斑片狀異常信號，增強后部分病例有環(huán)形或部分環(huán)形強化以及不均勻強化，周邊不規(guī)則地圖樣強化。這些改變無特異性, 臨床上對二者誤診的病例報道也很多見[7-9]。

常規(guī)MR增強掃描主要反映血腦屏障的破壞程度，例如低灌注的放射性腦壞死、手術后殘腔、腦膿腫等強化較明顯，而某些高灌注的腦腫瘤強化并不明顯[10,11]，因為血腦屏障的破壞可由腫瘤生長破壞正常的毛細血管或新生異常血管的血管壁病理重建引起，可伴有或不伴有血管增生[12]。因此，常規(guī)的磁共振檢查技術在鑒別放射性腦損傷與膠質(zhì)瘤復發(fā)中具有一定的局限性[13]。

3.3 PWI對腦膠質(zhì)瘤術后復發(fā)與放射性損傷的鑒別診斷價值腫瘤細胞的生長與更新導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)，會刺激機體產(chǎn)生血管生長的活性物質(zhì)，導致腫瘤內(nèi)部新血管生成。惡性腫瘤具有較豐富的新生血管，不僅為腫瘤生長提供營養(yǎng)，而且新生血管本身就是腫瘤向周圍及遠處擴散的重要通道，其豐富程度是判斷腫瘤組織分級、良惡性程度及腫瘤放、化療或術后復發(fā)與否的重要指標[14,15]。

本研究中30例經(jīng)放療后腫瘤復發(fā)患者，病灶最大rCBV值、rCBF值較健側(cè)皮質(zhì)明顯升高，rCBV圖、rCBF圖清楚顯示病灶新生血管的不均勻性。通過與手術或穿刺病理結果比較，筆者認為rCBV圖、rCBF圖所示數(shù)值最大的區(qū)域是腫瘤生長最活躍、惡性程度最高的部位。另外，12例放射性腦壞死患者的病灶最大rCBV值、rCBF值較健側(cè)皮質(zhì)明顯減低，是由于放療導致內(nèi)皮細胞和小血管的損傷，使局部組織缺血壞死，其血管分布程度減低，血流呈低灌注狀態(tài)[16]。

3.4 PWI在腦膠質(zhì)瘤放療后研究中的優(yōu)勢與不足 除了PWI，磁共振波譜(MRS)對腦腫瘤放療后復發(fā)和放射性腦壞死的鑒別也有重要價值[17-19]。但MRS存在檢查時間較長、不能準確反映病變的空間分布等缺點[20]。PWI可以更好地顯示病灶的空間分布，明確表明病灶的實質(zhì)區(qū)、壞死區(qū)、邊緣及水腫區(qū)；且檢查時間較短，對于難以耐受較長時間檢查的患者，更易接受。

很多參數(shù)影響PWI的測量結果，如：樣本數(shù)的大小，對比劑注射流率、劑量，后處理中參數(shù)計算方法等，影響各研究結果間的可比性[21]，因此需要制定一種標準化的PWI方案。

4 小 結

放射性腦壞死灶內(nèi)缺乏新生血管，測量局部腦血流量圖可以見到壞死灶的rCBV明顯降低，由此可以精確的與腫瘤復發(fā)相鑒別。PWI以其較高的時間和空間分辨率，從微血管形成的數(shù)量和程度研究病變灌注情況，彌補了病理檢查的有創(chuàng)性及檢查結果依賴于組織取材準確性等缺點，可以了解腫瘤及其周邊血供情況，避免了血-腦屏障破壞的影響，較好地無創(chuàng)性鑒別放射性壞死和腫瘤復發(fā)，也有助于下一步治療方案的制定。

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