磁共振動脈自旋標記灌注成像和磁敏感加權灌注成像鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷

劉麗琴 征錦 山姆 楊國美 周英文 葉靖

磁共振動脈自旋標記灌注成像和磁敏感加權灌注成像鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷

劉麗琴 征錦 山姆 楊國美 周英文 葉靖

目的評價動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）磁共振灌注成像和磁敏感加權（dynamic sus?ceptibility?weighted perfusion，DSC）腦灌注成像鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷的臨床價值。方法21例腦膠質瘤患者（16例膠質瘤復發(fā)，5例放射性壞死）手術治療后行3.0 T磁共振檢查，同時進行ASL和DSC腦灌注成像，分別分析2組中ASL腦血流量（cerebral blood flow，CBF）和DSC相對腦血容量（relative cerebralblood volume，rCBV）的差異。結果膠質瘤復發(fā)組的ASL?CBF為4.45±2.72，高于放射性損傷組（1.22±0.61，P＜0.01）；膠質瘤復發(fā)組DSC?rCBV為3.38±2.08，也顯著高于放射性損傷組（1.09±0.55，P＜0.05）；ASL?CBF和DSC?CBV磁敏感偽影評分分別為（4.85±0.37）分和（4.15±0.75）分，2種方法比較有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）。結論ASL腦灌注成像可準確鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷。

磁共振成像；膠質瘤復發(fā)；腦灌注成像；放射性損傷

手術切除并進行術后放療是膠質瘤的主要治療方法。但由于膠質瘤浸潤性生長，手術難以徹底切除，術后復發(fā)率高［1?2］。膠質瘤復發(fā)與放射性腦損傷均可表現為逐漸進展的腫塊樣強化伴壞死、囊變和水腫區(qū)，在常規(guī)磁共振成像中鑒別診斷較為困難。磁敏感加權（dynamic susceptibility?weighted perfusion，DSC）腦灌注成像，可通過定量測定病灶內血流灌注情況準確評估腫瘤生長程度，準確鑒別膠質瘤復發(fā)與放射性腦損傷［3?4］；然而該技術需要靜脈注射對比劑，將增加膠質瘤術后隨訪時腎源性纖維化或過敏反應的風險［5?6］。動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）成像技術以自體血作為內源性對比劑，可實現非侵入性腦灌注成像，在膠質瘤分級和腫瘤血管化評估等方面具有優(yōu)勢。本研究對21例膠質瘤術后放療后患者進行ASL腦灌注成像，評價ASL腦灌注成像對膠質瘤復發(fā)和放射性損傷鑒別能力。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2012年11月至2014年2月共有62例膠質瘤術后行放射治療的患者進行腦部磁共振檢查，其中21例發(fā)現強化病灶而納入本研究范圍。21例中男12例，女9例，年齡32～82歲，平均（52.1± 11.7）歲。其中13例行單純放射治療（50～60 Gy），8例行放射治療同時行替莫唑胺化療。術后每3月行磁共振檢查，檢查序列包括：T2WI、DWI、ASL、DSC MR和增強前后的T1WI。

1.2 磁共振檢查技術 常規(guī)磁共振成像在3.0T磁共振中完成（HDx，GE Healthcare；Discovery 750，GE Healthcare）。成像參數包括軸位SE T2WI（TR／TE＝4000／131，視野＝240×240 mm2，層厚5 mm，激發(fā)次數＝1），T1WI（TR／TE＝400／10，視野＝240×240 mm2，層厚5 mm，激發(fā)次數＝1）。DWI（TR／TE＝4000／89），b值＝0，1000 s／mm2，視野＝240×240 mm2，層厚5 mm，激發(fā)次數＝8）。

DSC參數（EPI SE序列，TR＝3.9 ms，TE＝1.9 ms，并行采集因子2，矩陣96×61，視野＝230×182 mm2，層厚＝5 mm，對比劑（Mag?nevist；Schering，Germany）劑量為0.05 mmol／kg，注射速度為3 ml／s。

使用3D質子快速自旋回波偽連續(xù)螺旋采集ASL技術（pseudocontinuous ASL with spiral acquisition along with 3D PD?weighted FSE，PCASL），TR＝4632 ms，TE＝1.5 ms，矩陣96×61，視野240×240 mm2，層厚4 mm，標記后延遲1535 ms。

1.3 圖像處理及評價 由2名不知曉臨床或病理資料的神經影像醫(yī)師在Adw4.5工作中以Funtool軟件包進行圖像處理評價。DSC和ASL灌注圖相隔＞1周并分別進行評價。

選取強化灶中強化最明顯區(qū)作為感興趣區(qū)（ROI，0.5～2.0 cm2）進行數據測定，測量3次并取其平均值。ASL灌注成像中測定腦血流量（cerebral blood flow，CBF），DSC灌注成像測定相對腦血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）。同時測定對側正常腦白質相應區(qū)域灌注參數以計算標準化腦血流灌注值。

采用5分法主觀評價運動偽影和磁敏感偽影對圖像的影響：1分：嚴重偽影干擾，無法觀察；2分：偽影干擾，可觀察圖像但影響病灶顯示；3分：偽影干擾導致無法準確診斷；4分：輕度偽影干擾但不影響病灶顯示；5分：無偽影干擾。

1.4 病灶分類 本研究21例患者中6例患者經再次手術或穿刺活檢證實，15例經隨訪磁共振成像證實：若強化病灶逐漸縮小或治療有效，則認為是放射性損傷；反之則為膠質瘤復發(fā)。每名患者隨訪時間均＞11月，隨訪率為100%［7］。

1.5 統(tǒng)計學分析 所有統(tǒng)計分析應用SPSS 16.0軟件包進行。膠質瘤復發(fā)和放射性損傷的標準化CBF和rCBV的比較采用獨立樣本t檢驗。運動偽影和磁敏感偽影對圖像的影響比較采用Wilcoxon秩和檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 21例患者中16例為膠質瘤復發(fā)，6例由手術病理或穿刺活檢證實，10例表現為放射治療后強化病灶持續(xù)進展增大；5例放射性損傷表現為未經進一步治療后強化病灶逐漸縮小或消失。

2.2 膠質瘤復發(fā)組的標準化ASL?CBF（4.45±2.72）明顯高于放射性損傷組（1.22±0.61）（P＜0.01），DSC?rCBV（3.38±2.08）也顯著高于放射性損傷組（1.09±0.55）（P＜0.05）。膠質瘤復發(fā)和放射性損傷典型腦灌注圖見圖1，2。

圖1 37歲男性膠質瘤手術放療后放射性損傷腦灌注成像

圖2 54歲男性膠質瘤術后14月復發(fā)腦灌注成像

2.3 ASL和DSC腦灌注成像偽影評分比較 ASL?CBF和DSC?CBV的運動偽影評分比較無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）；磁敏感偽影評分分別為（4.85±0.37）分和（4.15±0.75）分，2種方法比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。見表1。

表1 ASL和DSC的偽影評分比較（ˉx±s，分）

3 討論

膠質瘤的生長常伴有血腦屏障的破壞和腫瘤的血容量增高，然而血腦屏障完整性的缺失也常出現于放射性損傷，在常規(guī)磁共振成像中也可表現為腫塊樣強化伴有周圍組織水腫，因而在常規(guī)磁共振中難以準確鑒別［8］。研究表明使用DSC腦灌注成像可準確評估強化病灶血流灌注情況，并可準確鑒別膠質瘤復發(fā)和反射性損傷［9］。然而DSC?MRI更容易受到對比劑血管外滲的影響從而導致灌注值低估；另外DSC腦灌注成像大多采用EPI或GRE等高磁敏感性序列進行快速掃描，當強化病灶接近手術區(qū)域或放療后灶區(qū)出血時將受到磁敏感偽影的影響［10?12］。

ASL腦灌注成像是另一種可評價腫瘤血管的、采用標記的血液作為內源性對比劑的磁共振灌注成像技術，較DSC具有潛在優(yōu)勢［13?14］，首先，由于90%的標記血液將在首過效應中通過毛細血管床并且其T1弛豫時間遠遠短于毛細血管通過時間，因而對比劑外滲和組織內擴散效應將不會影響ASL的信號［15］；其次，本研究中采用的偽連續(xù)螺旋采集ASL腦灌注成像技術基于3D?FSE序列實現，也不容易受到磁敏感偽影的影響；另外，ASL腦灌注成像技術無需注射對比劑即可進行全腦灌注成像，對膠質瘤術后需長期隨訪、腎功能不佳的患者極為理想。

以往研究表明，ASL?CBF可準確鑒別低級別和高級別膠質瘤，ASL腦灌注成像可作為評價腫瘤灌注的安全和有效的檢查技術［15］。然而尚無有關ASL灌注成像鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷的相關研究。本研究顯示膠質瘤復發(fā)組的ASL?CBF明顯高于放射性損傷組（P＜0.01），可有效鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷。

本研究表明，ASL腦灌注成像對顱內強化病灶的顯示更優(yōu)于DSC灌注成像。以往研究表明在DSC腦灌注成像中當ROI接近手術區(qū)域或出血區(qū)時更容易受到磁敏感偽影的影響而導致灌注的低估。而本研究中ASL技術基于高分辨3D FSE序列掃描完成，磁敏感性較低，21例中未發(fā)現明顯影響圖像和病灶顯示的磁敏感性偽影，與DSC組具有顯著性差異。因而我們認為ASL灌注更適合用于膠質瘤術后的長期隨訪。

總之，ASL腦灌注成像可準確鑒別膠質瘤復發(fā)和放射性損傷。膠質瘤復發(fā)的ASL灌注顯著高于放射性損傷，對評價膠質瘤術后病灶的血流灌注情況具有指導意義。

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Differentiation of recurrent gliomas from radiation injury with arterial spin labeling perfusion and susceptibility?weighted perfusion MR Imaging

LIU Li?qin．
Department of oncology；ZHEN Jin，Santosh Kumar bhagat，YANG Guo?mei，ZHOU Ying?wen，YE Jing．Department of Radiology，Northern Jiangsu People's Hospital，Yangzhou 225001，China

Objective To evaluate the utility of arterial spin labeling（ASL）and susceptibility?weighted perfusion（DSC）in differentiation of recurrent gliomas from radiation injury.MethodsTwenty?one patients with surgically treated primary gliomas（16 cases of recurrent gliomas，5 cases of radiation injury）were examined by 3.0 T system，and ASL and DSC perfusion MR imaging were performed.In regions of interest，maps of normalized cerebral blood flow（CBF）in ASL and cerebral blood volume（CBV）in DSC imaging were computed and analyzed.ResultsIn glioma recurrence group，normal?ized ASL?CBF ratio（4.45±2.72）were higher than that of radiation injury（1.22±0.61，P＜0.01）；normalized DSC?rCBV ratio of glioma recurrence（3.38±2.08）was significantly higher than that of radiation injury（1.09±0.55）（P＜0.05）.There was significant difference in susceptibility artifact score between ASL?CBF and DSC?CBV（4.85±0.37 vs 4.15±0.75，P＜0.01）.ConclusionsASL perfusion is an accurate method for distinguishing glioma recurrence from radiation injury.

magnetic resonance imaging；glioma recurrence；perfusion weighted imaging；radiation injury

R 5445

A

10.3969／j.issn.1003?9198.2015.01.010

2014?04?02）

225001江蘇省揚州市，江蘇省蘇北人民醫(yī)院腫瘤科（劉麗琴）；醫(yī)學影像科（征錦，山姆，楊國美，周英文，葉靖）

葉靖，Email：18051061289＠163.com