DWI對腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的鑒別價(jià)值

張國晉，馬莉，王丹，張文娟，周俊林

多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM)是星形細(xì)胞瘤中惡性度與致死率最高的一類，屬WHO Ⅳ級(jí)，約占膠質(zhì)瘤的54%，占顱內(nèi)腫瘤的10.2%左右[1]。本病可發(fā)生于任何年齡，以50歲以上常見，男性多于女性。發(fā)生部位以額葉多見，其次為顳、頂葉。腫瘤呈浸潤性生長，常累及幾個(gè)腦葉，并侵犯深部結(jié)構(gòu)，也可跨過胼胝體侵襲對側(cè)大腦半球[2]。腫瘤可原發(fā)于腦實(shí)質(zhì)內(nèi)，也可呈繼發(fā)性，后者多由間變性膠質(zhì)瘤惡變而來，少部分可由少突膠質(zhì)瘤、間變性室管膜瘤或混合性膠質(zhì)瘤惡變而來[3]。其影像學(xué)表現(xiàn)與腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤存在一定的交叉，不易鑒別。本研究通過對比分析多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤的MRI征象及擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)，探討其MRI征象及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值在兩者中的鑒別價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

搜集我院2014年1月1日至2017年2月1日間經(jīng)手術(shù)及病理證實(shí)的多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤患者的資料。25例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，男16例，女9例，年齡20～70歲，平均52.2歲；18例間變性室管膜瘤中，男11例，女7例，年齡6～65歲，平均33.2歲。臨床表現(xiàn)大部分患者有頭痛、癲癇、視盤水腫等顱高壓表現(xiàn)，部分患者還伴有意識(shí)障礙與言語障礙。以上病例均行MRI平掃及增強(qiáng)檢查。

1.2 設(shè)備與方法

采用西門子Skyra 3.0 T超導(dǎo)磁共振機(jī)進(jìn)行頭顱平掃及增強(qiáng)掃描，層厚5～6 mm，層間距1 mm，視野(FOV) 230 mm×230 mm，矩陣256×256。自旋回波(spin echo，SE) T1WI TR 250 ms，TE 2.48 ms，快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE) T2WI TR 4000 ms，TE 96 ms，回波時(shí)間10 ms，回波鏈長度為8，激勵(lì)次數(shù)為2。DWI TR 4500 ms，TE 102 ms，b值分別為0、1000 s/mm2。增強(qiáng)掃描經(jīng)肘靜脈團(tuán)注Gd-DTPA對比劑，劑量為0.1 mmol/kg，行多平面掃描。

1.3 DWI圖像后處理及統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Siemens后處理工作站，將感興趣區(qū)(region of interest，ROI)手動(dòng)放置于強(qiáng)化最明顯且在ADC圖上信號(hào)相對較低的腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)域，b值為1000 s/mm2。ROI選擇16～20 mm2，以同樣大小ROI在相同區(qū)域測量3次并取平均值。腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的ADC值行Mann-Whitney U秩和檢驗(yàn)，P＜0.01認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic，ROC)曲線。

2 結(jié)果

2.1 兩組腫瘤的MRI征象(表1)

25例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，額部7例，顳部10例，額顳部同時(shí)累及4例，頂枕部2例，額頂部2例；分葉狀或不規(guī)則形21例，4例呈類圓形或橢圓形。T1WI上呈等低信號(hào)、混雜低信號(hào)，T2WI上呈等高信號(hào)、混雜高信號(hào)。5例出現(xiàn)流空血管影，14例有瘤內(nèi)出血灶，病灶內(nèi)有囊變壞死者23例，瘤腦界限不清者23例，瘤周水腫輕度者6例，中重度水腫19例。19例增強(qiáng)掃描表現(xiàn)為不規(guī)則花環(huán)狀強(qiáng)化，均勻強(qiáng)化者6例(圖1)。

18例腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤，額顳部7例，額部5例，顳部4例，頂部2例；類圓形或圓形12例，6例呈不規(guī)則形或分葉狀。15例呈部分囊性型，3例呈完全實(shí)質(zhì)性。實(shí)性病灶T1WI均呈等低信號(hào)，T2WI呈等高信號(hào)。4例出現(xiàn)流空血管影，瘤內(nèi)出血3例，病灶內(nèi)有囊變壞死者14例，瘤腦界面模糊5例，5例無瘤周水腫，輕度者7例，中重度4例。增強(qiáng)掃描15例輕中度強(qiáng)化，3例明顯強(qiáng)化(圖2)。

2.2 兩組腫瘤的DWI信號(hào)強(qiáng)度及ADC值比較分析

25例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的實(shí)性部分在DWI高b值(b=1000 s/mm2)上，19例呈斑片狀高信號(hào)，ADC圖呈稍低信號(hào)(圖1D、E)，6例呈等低信號(hào)，相應(yīng)ADC圖呈等低信號(hào)，ADC值范圍為(0.63～1.24)×10-3mm2/s，均值為(0.87±0.06)×10-3mm2/s。

表1 多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與間變性室管膜瘤的MRI影像征象(例)Tab. 1 The imaging signs of MRI findings in GBM and anaplastic ependymoma (n)

圖1 男，45歲，右額葉多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，右額葉囊實(shí)性占位，大小約5.4 cm×5.3 cm×7.1 cm，邊界不清。A：T1WI軸位病灶呈稍低信號(hào)為的混雜信號(hào)；B：T2WI軸位病灶呈稍高信號(hào)為主的混雜信號(hào)，周圍見指套樣水腫；C：增強(qiáng)示病灶不規(guī)則環(huán)形明顯強(qiáng)化；D：DWI序列病灶呈輕-中度不均勻擴(kuò)散受限；E：ADC圖病灶呈等低信號(hào)；F：病理圖見瘤細(xì)胞彌漫分布，具有異型性，核大、深染，核分裂多見，伴柵狀壞死(HE ×200) 圖2 男，56歲，左頂葉間變性室管膜瘤，左頂葉囊實(shí)性占位，大小約5.1 cm×6.3 cm×6.7 cm，邊界尚清。A：T1WI軸位病灶呈等低混雜信號(hào)；B：T2WI軸位病灶呈等高混雜信號(hào)；C：增強(qiáng)示病灶不均勻中度強(qiáng)化；D：DWI序列病灶呈輕度不均勻擴(kuò)散受限，囊性部分呈低信號(hào)；E：ADC圖病灶呈等低信號(hào)；F：病理圖見瘤細(xì)胞呈梭形，分布疏密不均，排列于血管周圍，形成假菊形團(tuán)狀結(jié)構(gòu)(HE ×200)Fig.1 Male, 45 years old, right frontal GBM solid cystic lesion of right frontal lobe, size is about 5.4 cm×5.3 cm×7.1 cm, not well-defined. A: T1WI cross-sectional shows slightly lower signal for mixed signal. B: T2WI cross-sectional shows mixed signal mainly high, found around the finger like edema.C: T1WI planum sagittal shows irregular circular reinforcement. D: DWI shows inhomogeneous restricted diffusion. E: ADC figure lesions in low signal.F: Pathology shows tumor cell diffuse distribution, atypia, nuclear, deep staining, fission, with grating necrosis (HE ×200). Fig. 2 Male, 56 years old, left parietal anaplastic ependymoma left parietal cystic solid lesions, size is about 5.1 cm ×6.3 cm×6.7 cm, well-defined. A: T1WI cross-sectional shows lowmixed signals. B: T2WI cross-sectional shows high-mixed signals. C: T1WI planum sagittal shows inhomogeneous medium reinforcement. D: DWI shows in mild inhomogeneous restricted diffusion, cystic part is low. E: ADC figure lesions in low signal. F: Pathology shows tumor cells in fusiform, uneven distribution of density, are arranged around the blood vessels, forming a fake chrysanthemum group structure (HE ×200).

18例腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤的實(shí)性部分在DWI高b值(b=1000 s/mm2)上，14例呈斑片狀稍高信號(hào)，ADC圖呈低信號(hào)(圖2D、E)，4例呈等低信號(hào)，相應(yīng)ADC圖呈等低信號(hào)，ADC值范圍為(0.94～1.53)×10-3mm2/s，均值為(1.15±0.12)×10-3mm2/s，高于前者，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.43，P＜0.001)。以ADC值0.96×10-3mm2/s作為腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的診斷閾值時(shí)，ROC曲線下的面積為0.92±0.04，95%可信區(qū)間為0.84～1.00，靈敏度90%，特異度95%，準(zhǔn)確率90% (圖3)。

2.3 病理特點(diǎn)

多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤：大體上，切面呈灰紅色，無包膜，邊界不清。腫瘤中心常伴有囊變、壞死、出血，部分腫瘤壞死液化后形成大囊腔。瘤周水腫明顯。光學(xué)顯微鏡下核異型性顯著，細(xì)胞呈多形性，有絲分裂活躍；血栓形成，內(nèi)皮細(xì)胞增生，可見大量不成熟血管及壞死血管。

圖3 ADC值鑒別診斷腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的ROC曲線。曲線下面積為0.92±0.04Fig. 3 ROC value in differential diagnosis of ADC curves of brain anaplastic ependymoma and GBM. The area under the curve was 0.92±0.04.

間變性室管膜瘤：大體上，切面呈灰紅色，邊界清晰。腫瘤內(nèi)成分混雜，囊變多見，可有鈣化、出血。光學(xué)顯微鏡下瘤細(xì)胞核大并深染，核分裂象少見，可見腫瘤細(xì)胞緊密圍繞小血管壁形成特征性的“假玫瑰結(jié)”。電鏡下瘤細(xì)胞呈典型的纖毛狀或微絨毛樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

3 討論

GBM和間變性室管膜瘤同屬于神經(jīng)上皮組織來源的腫瘤。根據(jù)2016版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)[4]，將GBM分為：(1)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，IDH-野生型(約占90%)，包括三個(gè)亞型：巨細(xì)胞型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、上皮樣膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和膠質(zhì)肉瘤；(2)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，IDH-突變型(約占10%)；(3)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，NOS型，是指缺乏相關(guān)基因改變檢測的腫瘤。在2007版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類中[5]，室管膜瘤包括四個(gè)亞型：(1)細(xì)胞型；(2)乳頭狀型；(3)透明細(xì)胞型；(4)伸長細(xì)胞型；還包括間變性室管膜瘤；新版(2016版)分類中根據(jù)基因特征對室管膜腫瘤新增一個(gè)亞型，即“室管膜瘤，RELA融合-陽性”(Ⅱ或Ⅲ級(jí))。另外，細(xì)胞型室管膜瘤與典型室管膜瘤很大程度上存在重疊，新版分類標(biāo)準(zhǔn)已將其刪除[4，6]。

多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和間變性室管膜瘤的經(jīng)典治療方案均為手術(shù)切除，前者術(shù)后做放療、化療[7]。因此術(shù)前正確診斷對于手術(shù)方案的選擇具有重要意義。

3.1 兩組腫瘤的MRI征象分析

本組25例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤均位于幕上，形態(tài)不規(guī)則，邊界不清。MRI平掃，T1WI呈不均勻低信號(hào)，中心信號(hào)更低；T2WI呈不均勻高信號(hào)，中心可見更高信號(hào)，提示壞死、囊變(圖1A、B)。腫瘤周圍見明顯的指套樣水腫。一般認(rèn)為水腫的產(chǎn)生是由于血-腦屏障破壞后血管源性與細(xì)胞毒性共同作用的結(jié)果[7-8]。增強(qiáng)掃描，實(shí)性部分可見明顯強(qiáng)化，膨脹性生長者表現(xiàn)為囊壁及壁結(jié)節(jié)不規(guī)則環(huán)形明顯強(qiáng)化，壁厚薄不均，靠髓質(zhì)側(cè)較厚，且環(huán)內(nèi)外側(cè)壁不規(guī)則，多有切跡及結(jié)節(jié)(圖1C)。其內(nèi)常伴有出血，有時(shí)可形成液平面。瘤內(nèi)出血是由于瘤細(xì)胞高度間變和不成熟性，造成新生血管結(jié)構(gòu)不良，脆性較大，毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合疏松，易導(dǎo)致血栓形成，引起腫瘤中心血供中斷而發(fā)生囊變壞死或血管破裂出血。

腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤是室管膜細(xì)胞或室管膜殘余組織起源的腫瘤，多見于幕上，發(fā)生于幕上者以囊性多見。MRI信號(hào)不均勻是其特點(diǎn)之一。本組18例以囊性為主，輪廓規(guī)則，邊界清晰。MRI平掃，多表現(xiàn)為T1等-低混雜信號(hào)，T2等-高混雜信號(hào)(圖2A、B)。增強(qiáng)掃描，腫瘤實(shí)質(zhì)部分可輕-中度不均勻強(qiáng)化(圖2C)。兩組腫瘤均可見血管流空信號(hào)，這可能是由于腫瘤供血豐富，新生血管壁較薄，血管阻力較小，致血流速度相對較快導(dǎo)致。

3.2 兩組腫瘤DWI信號(hào)強(qiáng)度及ADC值對比分析

間變性室管膜瘤大多位于腦室內(nèi)，發(fā)生于腦實(shí)質(zhì)者以囊性多見，在常規(guī)MRI上多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和間變性室管膜瘤很多病例非常相似，鑒別診斷有一定的困難，而DWI在鑒別兩者方面較常規(guī)MR具有更高的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率。DWI可從分子影像學(xué)的角度提供水分子微觀運(yùn)動(dòng)的信息，成為常規(guī)MR鑒別二者的必要補(bǔ)充。DWI序列的ADC值能提供病理生理的信息，可區(qū)分腦腫瘤的不同成分。DWI在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的應(yīng)用已成為常規(guī)，通過測量膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的ADC值有助于確定瘤-腦界面、瘤周水腫程度，以及預(yù)測腫瘤的惡性程度，對決定手術(shù)區(qū)域、放療范圍以及定位活檢有一定的臨床指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)報(bào)道[9]，多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的ADC平均值為(0.82±0.13)×10-3mm2/s，而Ⅱ、Ⅲ級(jí)星形細(xì)胞瘤則為(1.14±0.18)×10-3mm2/s。本組25例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的平均ADC值為(0.87±0.06)×10-3mm2/s，18例間變性室管膜瘤的平均ADC值為(1.15±0.12)×10-3mm2/s，高于多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，與文獻(xiàn)報(bào)道相一致。

本組病例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的瘤體實(shí)質(zhì)ADC值低于間變性室管膜瘤的因素主要有[10-14]：(1)腫瘤的細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞大?。憾嘈涡阅z質(zhì)母細(xì)胞瘤瘤細(xì)胞異型性高，細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器數(shù)目較多，體積較大，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受到限制；(2)多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的細(xì)胞構(gòu)成增加，細(xì)胞外間隙減小，致水分子運(yùn)動(dòng)受限，擴(kuò)散系數(shù)降低，ADC值也隨之降低；(3)多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤內(nèi)部合并囊變、壞死及出血較常見，這些因素均會(huì)引起水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變。

總之，多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤的影像表現(xiàn)相比，具有一定的特征性，但也存在一定的交叉。本研究結(jié)果顯示，兩組腫瘤的ADC值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，當(dāng)兩者影像學(xué)相似時(shí)，可通過測定ADC值對多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與腦實(shí)質(zhì)間變性室管膜瘤進(jìn)行鑒別診斷，使其更好地指導(dǎo)臨床并為患者預(yù)后評(píng)估提供依據(jù)。

[References]

[1] Ohgaki H, Burger P, Kleihues P. Definition of primary and secondary glioblastoma-response. Clin Cancer Res, 2012, 19(4): 764.

[2] Kanu OO, Hughes B, Di C, et al. Glioblastoma multiforme oncogenomics and signaling pathways. Clin Med Oncol, 2009, 3(3): 39.

[3] Wu YQ, Lin Q, Lan YH, et al. Glioblastoma multimodal MRI manifestations and pathologic histology foundation. Chin J Magn Reson Imag, 2013, 4(3): 196-200.吳裕強(qiáng), 林祺, 蘭玉華, 等. 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤多模式MRI表現(xiàn)及其病理組織學(xué)基礎(chǔ). 磁共振成像, 2013, 4(3): 196-200.

[4] Louis DN, Perry A, Reifenberger G, et al. The 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system: a summary. Acta Neuropathol, 2016, 131(6): 803.

[5] Louis DN, Ohgaki H, Wiestler OD, et al. The 2007 WHO classification of tumoursof the central nervous system. Acta Neuropathol, 2007, 114(2): 97-109.

[6] ?vajdler M, Rychly B, Záme?n-ík J, et al. Update on the 2016 WHO classification of tumors of the central nervous system-Part 1:Diffusely infiltrating gliomas. Cesk Patol, 2017, 53(1): 12.

[7] Jiang H, Cui Y, Liu X, et al. Patient-Specific Resection Strategy of Glioblastoma Multiforme: Choice Based on a Preoperative Scoring Scale. Ann Surg Oncol, 2017, 24(7): 2006-2014.

[8] Kim HS, Goh MJ, Kim N, et al. Which combination of MR imaging modalities is best for predicting recurrent glioblastoma? Study of diagnostic accuracy and reproducibility. Radiology, 2014, 273(3):831-843.

[9] Huang WY, Yu YQ, Qian YF, et al. MR diffusion weighted imaging tumor edema region ADC values in brain tumors in the differential diagnosis value. J Clin Radiol, 2010, 29(1): 27-30.黃薇園, 余永強(qiáng), 錢銀峰, 等. MR擴(kuò)散加權(quán)成像瘤周水腫區(qū)ADC值在腦腫瘤鑒別診斷中的價(jià)值. 臨床放射學(xué)雜志, 2010, 29(1): 27-30.

[10] Lang ZJ, Miao YW, Wu RH, et al. Magnetic resonance imaging (MRI)of the application of new technologies and in the central nervous system tumors. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press,2015: 19 -20.郎志謹(jǐn), 苗延巍, 吳仁華, 等. MRI新技術(shù)及在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的應(yīng)用. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2015: 19-20.

[11] Toh CH, Castillo M, Wong AM, et al. Primary cerebral lymphoma and glioblastoma multiforme: differences in diffusion characteristics evaluated with diffusion tensor imaging. AJNR Am J Neuroradiol,2008, 29(3): 471.

[12] Kwee TC, Galbán CJ, Tsien C, et al. Intravoxel water diffusion heterogeneity imaging of human high-grade gliomas. NMR Biomed,2010, 23(2): 179-187.

[13] Elson A, Bovi J, Siker M, et al. Evaluation of absolute and normalized apparent diffusion coefficient (ADC) values within the post-operative T2/FLAIR volume as adverse prognostic indicators in glioblastoma. J Neuro Oncol, 2015, 122(3): 1-10.

[14] Wang H, MA JX, Jia WX, et al. Application of magnetic resonance diffusion tensor imaging in intracranial tumor. Chin Comput Med Imaging, 2011, 17(4): 299-303.王紅, 馬景旭, 賈文霄, 等. MR擴(kuò)散張量成像在顱內(nèi)腫瘤病變中的應(yīng)用. 中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志, 2011, 17(4): 299-303.