放射性腦損傷的MRI及灌注成像分析

湖南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科(湖南 長(zhǎng)沙 410007)

楊 宇 黃艷芳 周智慧 李 平

論 著

放射性腦損傷的MRI及灌注成像分析

湖南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科(湖南 長(zhǎng)沙 410007)

楊 宇 黃艷芳 周智慧 李 平

目的探討放射性腦損傷的影像特征。方法回顧分析我院環(huán)形強(qiáng)化放射性腦損傷病例31例，按環(huán)開(kāi)閉情況、環(huán)的張力和形態(tài)演變、ASL-CBF灌注、DWI信號(hào)分析。結(jié)果①4例呈閉環(huán)有張力；23例呈閉環(huán)無(wú)張力；4例呈開(kāi)環(huán)。②低灌注26例；等灌注1例；邊緣高灌注4例；③隨時(shí)間延長(zhǎng)：環(huán)縮小的17例，增大的11例，不變的3例；環(huán)形態(tài)不變的9例，變化的22例；④DWI信號(hào)：11例高信號(hào)位于環(huán)內(nèi)，17例環(huán)形高信號(hào)，3例呈片狀高信號(hào)。結(jié)論放射性腦損傷CBF多呈低灌注；腦外病變放療導(dǎo)致的放射性腦損傷DWI高信號(hào)位于強(qiáng)化環(huán)內(nèi)、強(qiáng)化環(huán)可逐漸增大但形態(tài)保持不變。

放射性腦損傷；環(huán)形強(qiáng)化；灌注成像

頭頸部腫瘤放射治療后出現(xiàn)放射性腦損傷的幾率很大，本文結(jié)合我院病例對(duì)其常規(guī)MRI表現(xiàn)和ASL(動(dòng)脈自旋標(biāo)記)灌注成像的進(jìn)行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料2014年1月～2015年5月證實(shí)為放射性腦損傷的患者31例。其中鼻咽癌病例8例，腦轉(zhuǎn)移病例14例，腦膠質(zhì)瘤7例，淋巴瘤2例。男性18例，女性13例，年齡38～72歲，平均(52±5)歲。

1.1.1 入組標(biāo)準(zhǔn)：①頭部放射治療后的患者；②鼻咽癌病人進(jìn)行放射治療，照射野包括了部分腦組織的病人；③臨床治療經(jīng)過(guò)證實(shí)為放射性腦損傷的患者；④病變呈環(huán)形強(qiáng)化；⑤病變部位達(dá)到放射性腦損傷劑量域值。⑥選擇放射性腦損傷晚期遲發(fā)性反應(yīng)(放療3個(gè)月后)患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：臨床過(guò)程不符合放射性腦損傷；其他檢查證實(shí)為腫瘤復(fù)發(fā)或殘留病灶。

1.1.2 放射性腦損傷的臨床判斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：①一次照射或等效一次照射劑量閾值定為≥10Gy；②放射性腦損傷的臨床表現(xiàn)：顱壓增高、神經(jīng)系統(tǒng)損害的定位表現(xiàn)等。③影像學(xué)發(fā)現(xiàn)腦水腫表現(xiàn)[1-2]。

1.2 研究方法

1.2.1 掃描方法：MR掃描系統(tǒng)采用GE 3.0T Signa HD磁共振掃描儀，梯度場(chǎng)強(qiáng)度40mT/m，梯度切換率150mT/m/ms，采用頭顱8通道相控表面線圈。常規(guī)橫軸位MRI平掃+增強(qiáng)：T2WI，T1WI，pre-T1WI，T1WI增強(qiáng)，DWI及T2-FLAIR掃描，ASL(CBF)灌注掃描，參數(shù)為：TR/TE/ TI8802/124.3/2200 ms；層厚4mm，間隔4mm；DWI序列，b值1000；矩陣=384×224；FOV=24cm×24cm；激勵(lì)次數(shù)=2，采集范圍覆蓋全腦。

1.2.2 圖像分析：由兩位副高以上高年資影像醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行分析。

1.2.3 DWI高信號(hào)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：以腦皮質(zhì)信號(hào)為參考，高于皮質(zhì)信號(hào)即認(rèn)為高信號(hào)。CBF高灌注的判斷標(biāo)準(zhǔn)：采用Funktool處理，紅色代表高灌注，綠色代表低灌注；病灶部位灌注值低于對(duì)稱部位正常腦組織判斷為低灌注。

2 結(jié) 果

4例呈閉環(huán)有張力；23例呈閉環(huán)無(wú)張力；4例呈開(kāi)環(huán)。環(huán)內(nèi)部呈疏松樣形態(tài)的27例，呈結(jié)節(jié)感的3例；CBF呈低灌注的26例；等灌注的1例；邊緣高灌注的4例；隨時(shí)間延長(zhǎng)：環(huán)縮小的17例，增大的11例，不變的3例；環(huán)形態(tài)不變的9例，變化的22例；DWI信號(hào)：11例高信號(hào)位于環(huán)內(nèi)，17例環(huán)形高信號(hào)，3例呈片狀高信號(hào)，見(jiàn)圖1-8。

3 討 論

放射性腦損傷的機(jī)制：①放射線直接損傷腦組織。②血管損傷，繼發(fā)性腦組織缺血、壞死。③自身免疫反應(yīng)。病理改變：①急性放射性腦損傷(數(shù)小時(shí)～3周)主要是血管源性水腫。②早期遲發(fā)性放射損傷：少突膠質(zhì)細(xì)胞的脫髓鞘病變伴軸索水腫。③晚期遲發(fā)性反應(yīng)(3個(gè)月-數(shù)年)腦組織凝固性壞死、神經(jīng)纖維脫髓鞘和膠質(zhì)增生；小血管管腔狹窄、血栓形成[3]。

本研究的31例中，強(qiáng)化環(huán)形態(tài)有閉環(huán)、也有開(kāi)環(huán)，且強(qiáng)化環(huán)多呈疏松形態(tài)；通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)放療的等劑量曲線圖在腦組織內(nèi)形成閉環(huán)則強(qiáng)化環(huán)為閉環(huán)，否則為開(kāi)環(huán)，本研究所見(jiàn)手術(shù)后局部腦組織缺損者和鼻咽癌放療后腦損傷冠面及失面圖像即屬于本情況[4-5]。其疏松形態(tài)綜合以往文獻(xiàn)，筆者認(rèn)為是血管慢性損傷所致，因?yàn)檠茉谀X內(nèi)分布是疏松分布的[3]；本研究3例r-刀放療后的病例強(qiáng)化環(huán)較光滑，筆者認(rèn)為這種情況可能與r-刀局部劑量大、邊緣劑量小有關(guān)、損傷比較局限相關(guān)[6]。

強(qiáng)化環(huán)大小可逐漸增大或縮小，也可先增大再縮?。?例腦內(nèi)病灶手術(shù)后放療和1例r-刀放療后的病人表現(xiàn)強(qiáng)化環(huán)先增大后縮小，筆者認(rèn)為增大是由于液體滲出和組織壞死導(dǎo)致，縮小是壞死和滲液吸收所致[6]；6例鼻咽癌(無(wú)腦轉(zhuǎn)移)放療后的腦損傷強(qiáng)化環(huán)逐漸增大，其符合放射性腦損傷的持續(xù)調(diào)亡的特點(diǎn)[7-9]；有21例放療后，強(qiáng)化環(huán)持續(xù)縮小，筆者認(rèn)為是放療后壞死及滲液吸收導(dǎo)致其縮?。粡?qiáng)化環(huán)的形態(tài)隨時(shí)間推移可有變化、也可無(wú)變化，本研究有6例鼻咽癌(無(wú)腦轉(zhuǎn)移)病例強(qiáng)化環(huán)有保持形態(tài)不變而增大的現(xiàn)象，符合調(diào)亡是從高劑量曲線逐漸向低劑量曲線方向漸進(jìn)發(fā)展的特點(diǎn)[8-9]；腦內(nèi)腫瘤放療后的病例強(qiáng)化環(huán)形態(tài)常有變化，這是由于內(nèi)部組織不均勻壞死和吸收導(dǎo)致。

本研究所見(jiàn)病例ASL灌注成像檢查其CBF多呈低灌注；其中有4例邊緣有部分高灌注，筆者認(rèn)為是鄰近皮層塌陷所致[3,9-11]。

本研究所見(jiàn)的6例鼻咽癌(無(wú)腦轉(zhuǎn)移)病例DWI高信號(hào)位于強(qiáng)化環(huán)中心，隨訪DWI高信號(hào)范圍有增大趨勢(shì)，綜合文獻(xiàn)筆者認(rèn)為其符合放療后調(diào)亡形成的干酪壞死[2-3]；此種DWI高信號(hào)形態(tài)有一定的特征性。

腦內(nèi)腫瘤放療后的放射性腦損傷需要和腫瘤復(fù)發(fā)或殘留進(jìn)行鑒別，常規(guī)MRI都可為不規(guī)則環(huán)形強(qiáng)化及DWI環(huán)形高信號(hào)；但放射性腦損傷CBF多為低灌注，而腫瘤復(fù)發(fā)或殘留多為高灌注[10-11]。但如DWI高信號(hào)位于強(qiáng)化環(huán)中心[2,3,6,7,22]，多提示為放射性腦損傷，而腫瘤DWI高信號(hào)多與強(qiáng)化環(huán)對(duì)應(yīng)[11]。

總之，放射性腦損傷晚期遲發(fā)性反應(yīng)常出現(xiàn)疏松的環(huán)形強(qiáng)化；可以是閉環(huán)也可是開(kāi)環(huán)，

圖1-4 鼻咽癌放療后放射性腦損傷晚期遲發(fā)性反應(yīng)，圖1顯示7月份環(huán)形無(wú)張力閉環(huán)強(qiáng)化；圖2顯示9月份環(huán)形強(qiáng)化病灶形態(tài)和7月類(lèi)似，但增大。圖3顯示9月份強(qiáng)化病灶中心DWI為高信號(hào)；圖4顯示9月份病灶冠狀面為開(kāi)環(huán)狀強(qiáng)化。圖5-8 膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后放射性腦損傷晚期遲發(fā)性反應(yīng)，圖5顯示14年12月份環(huán)形有張力閉環(huán)強(qiáng)化；圖6顯示15年5月份閉環(huán)狀無(wú)張力強(qiáng)化，形態(tài)較前有變化且縮小。圖7顯示15年5月份病灶DWI為周邊高信號(hào)；圖8紅色箭頭示病灶A(yù)SL-CBF呈低灌注表現(xiàn)。

其與等劑量曲線形態(tài)相關(guān)。ASL灌注成像時(shí)放射性腦損傷晚期遲發(fā)性反應(yīng)的強(qiáng)化環(huán)CBF多為特征性的低灌注。腦外病變放療導(dǎo)致的放射性腦損傷(如鼻咽癌放療后)DWI高信號(hào)多位于強(qiáng)化環(huán)內(nèi)部、強(qiáng)化環(huán)隨時(shí)間延長(zhǎng)可增大但形態(tài)大致不變，這個(gè)征象具有一定的特征性。

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(本文編輯:言偉強(qiáng))

MRI and Perfusion Imaging Analysis of Radiation-induced Brain Injury

YANG Yu, HUANG Yan-fang, ZHOU Zhi-hui, et al., Department of Radiology, the First Hospital of Hunan University of TCM, Changsha 410007, Hunan Province, China

ObjectiveTo discuss the imaging features of radiation-induced brain injury.MethodsA retrospective analysis of 31 cases of radiation-induced brain injury in our hospital has been carried out. The MRI features were analyzed according to the open and closed ring, the tension and morphology changes of the ring,ASL-CBF perfusion and the DWI signal analysis.Results①4 cases showed closed ring with tension. 23 cases with closed loop ring with no tension, 4 cases with open ring. ②26 cases presented low perfusion, perfusion in 1 case and edge part high perfusion in 4 cases. ③Rings of 17 cases reduced with time while 11 enlarged and 3 cases had no change. Besides,9 cases had no morphological changes while 22 cases had. ④DWI signal:high signal of 11 cases is located in the inner ring, 17 cases showed high signal and 3 cases were like patchy high signal.ConclusionThe CBF present low perfusion in MRI mostly; The brain damage caused by brain external lesions showed the DWI high signal is located in the inner enhancement ring, it can increased with time, but the shape didn't change.

Radiation-induced Brain Injury; Ring Enhancement; Perfusion Imaging

R651.1+5

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.06.001

李 平

2016-05-09