多參數(shù)MRI對垂體腺瘤評估的研究進(jìn)展

耿鵬飛 朱洪章 楊智云*

垂體腺瘤是由腺垂體祖細(xì)胞或分化完全的腺細(xì)胞起源的腫瘤，其發(fā)病率占顱內(nèi)腫瘤的10%～15%，占中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的 7.5%[1－3]。臨床上，根據(jù)腫瘤大小可將其分為微腺瘤（＜10 mm）及大腺瘤（≥10 mm）；根據(jù)其生物學(xué)行為可分為非侵襲性垂體腺瘤、侵襲性垂體腺瘤及垂體癌；根據(jù)其是否具有內(nèi)分泌功能又分為有功能腺瘤和無功能腺瘤，其中以泌乳素腺瘤及生長激素腺瘤多見[1，4]。內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶入路垂體腺瘤切除術(shù)是臨床治療垂體腺瘤的常用方法[5－7]，但鑒于鞍區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)鏡手術(shù)操作野小，腫瘤往往難以達(dá)到全切，腫瘤術(shù)后殘余則可能導(dǎo)致復(fù)發(fā)[4,7]。臨床上腫瘤質(zhì)地、血供及是否具有侵襲性是決定能否全切的重要因素[4,8]。

MRI對軟組織分辨力高，是垂體腺瘤的主要影像檢查方法。常規(guī)垂體掃描T1WI及T2WI序列采用小視野、薄層、高分辨率的掃描采集方案，能夠顯示垂體腺瘤及其毗鄰解剖結(jié)構(gòu)，提供腫瘤大小、形態(tài)以及有無卒中、囊變出血、視神經(jīng)通路受壓等診斷信息，對臨床制定手術(shù)計劃和評估預(yù)后起到一定的指導(dǎo)作用。由于常規(guī)序列對腫瘤質(zhì)地、血供、視神經(jīng)功能狀態(tài)等生物學(xué)特征無法準(zhǔn)確定量，故無法判斷涉及腫瘤生物學(xué)行為的特征，如是否容易發(fā)生術(shù)中出血、是否容易術(shù)后殘余等，臨床價值相對受限。而功能MRI（fMRI）提供了與腫瘤生物學(xué)行為相關(guān)的定性或定量信息，提高了術(shù)前評估的準(zhǔn)確性，為手術(shù)盡可能安全地切除腫瘤提供了保障。

1 用于垂體腺瘤檢查的MRI序列

1.1 擴(kuò)散成像 擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）是一種在三維空間定量測量水分子布朗運(yùn)動的方法，可以檢測組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散狀態(tài)，并可結(jié)合表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）間接反映組織的結(jié)構(gòu)特征及變化[9]。擴(kuò)散張量成像（DTI）與擴(kuò)散光譜成像（diffusion spectrum imaging,DSI）屬于新型高級的擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)，亦是MRI纖維示蹤技術(shù)的一種，均可顯示神經(jīng)纖維束的走行及方向[10-11]。相較DTI，DSI施加更多的敏感磁場強(qiáng)度，采取足夠的q空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高角度、高分辨力成像，可跟蹤復(fù)雜結(jié)構(gòu)、交叉纖維的走行，能夠?qū)Ω髷?shù)量、更加精細(xì)的纖維束結(jié)構(gòu)成像[12-13]。

1.2 動態(tài)增強(qiáng)（DCE） 可以獲取對比劑在毛細(xì)血管網(wǎng)和組織間隙內(nèi)分布狀況的動態(tài)信息，從而反映病變的微循環(huán)、灌注和毛細(xì)血管通透性的變化；同時還可測量容積轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、速率常數(shù)（kep）、血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)（ve）等定量指標(biāo)，定量反映組織的微血管通透性與血供情況[14]。

1.3 灌注加權(quán)成像（PWI） 目前臨床上常用的PWI方法包括動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)（dynamic susceptibility weighted contrast-enhanced,DSC）成像和動脈自旋標(biāo)記（ASL）成像等，2種成像方法可獲取定量或定性的腦血容量（CBV）、腦血流量（CBF）等灌注參數(shù)，可特異地量化評價組織器官血流灌注狀態(tài)，獲得病變組織微循環(huán)信息[8,15-16]。

1.4 MR彈性成像 （MR elastography,MRE） 是近年來新興的一種無創(chuàng)傷性成像技術(shù)，通過評價機(jī)械波在組織中的傳播來提供組織彈性的信息，可定量測量組織的剪切模量，即硬度，被稱為“影像觸診”[17-18]。

1.5 穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像序列 該序列具有良好的液體與軟組織對比度，適用于觀察腦脊液周圍細(xì)小結(jié)構(gòu)的形態(tài)，目前常用于顯示神經(jīng)的走行或神經(jīng)根的形態(tài)[19]。若同時行釓劑增強(qiáng)掃描還可以增加腦池或靜脈竇內(nèi)顱神經(jīng)的對比度，更清晰顯示顱底腫瘤與其周圍結(jié)構(gòu)的邊界[19-21]。

1.6 MR波譜成像 （MRS） 是無創(chuàng)性評估活體器官、組織代謝、生化、病理生理改變的一種方法，它可以在分子水平定量分析組織代謝產(chǎn)物，從而反映組織器官的代謝狀態(tài)[22]。

2 垂體腺瘤的MRI診斷應(yīng)用

2.1 評估垂體腺瘤質(zhì)地 垂體腺瘤的質(zhì)地是影響內(nèi)鏡下腫瘤全切的重要因素，質(zhì)地較軟的腺瘤全切率較高，而質(zhì)地較硬的腺瘤往往由于纖維化程度較高、與周圍組織粘連等，術(shù)中難以完全切除。同時，如果盲目地“全切”還可能損傷鄰近視交叉、海綿竇等重要結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。因此，術(shù)前了解腺瘤本身質(zhì)地及纖維化程度對手術(shù)的實(shí)施非常重要。

一些研究者[23-24]提出可以應(yīng)用T2WI評估腫瘤的質(zhì)地。他們認(rèn)為含有較多膠原纖維的腺瘤具有更低的T2WI信號；相反，若T2WI信號較高，可能提示腺瘤的質(zhì)地偏軟。Smith等[24]分析了T2WI上36例垂體腺瘤的腺瘤內(nèi)與參照（小腦腳）同等大小興趣區(qū)（ROI）面積的比值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，質(zhì)軟的腺瘤比值均＞1.5，質(zhì)硬的腺瘤比值均＜1.8，比值位于兩者之間的腺瘤質(zhì)軟或質(zhì)硬均可出現(xiàn)。但也有研究者認(rèn)為常規(guī)T2WI信號高低與垂體腺瘤質(zhì)地之間的相關(guān)性有待商榷，如Bahuleyan等[25]對80例腺瘤的T2WI信號分析后發(fā)現(xiàn)，質(zhì)硬組（12例）無一例表現(xiàn)為均質(zhì)低信號，T2WI上表現(xiàn)為均質(zhì)等信號的僅4例，7例表現(xiàn)為不均勻混雜信號，1例則表現(xiàn)為均質(zhì)高信號。因此，T2WI的信號表現(xiàn)與腺瘤的質(zhì)地并不具有相關(guān)性。

另一方面，Romano等[26]嘗試采用動態(tài)增強(qiáng)掃描定性評估垂體腺瘤本身的質(zhì)地，對21例垂體大腺瘤行術(shù)前DCE檢查，并結(jié)合手術(shù)及術(shù)后病理對照分析后認(rèn)為術(shù)前動態(tài)增強(qiáng)掃描可以評估垂體腺瘤質(zhì)地。當(dāng)垂體腺瘤內(nèi)同一ROI的增強(qiáng)前后信號強(qiáng)度比值（signal intensity ratio,SIR）＞1.92 時，提示腺瘤質(zhì)地較軟，此類腺瘤血管豐富，出血少，腺瘤本身及血管周纖維化程度均較低，與之相反的結(jié)果則提示腺瘤的質(zhì)地較硬。但由于目前DCE用于評估腺瘤質(zhì)地的報道較少，樣本量小，且ROI的測量存在隨機(jī)誤差，相關(guān)結(jié)論仍需進(jìn)一步更大樣本含量數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。

DWI及ADC值對垂體腺瘤質(zhì)地的評估也具有重要的意義。質(zhì)地較軟的腺瘤腫瘤細(xì)胞分布密集，DWI上呈高信號，ADC值較低；相反，質(zhì)硬的腺瘤則由于低細(xì)胞數(shù)且膠原纖維量增多而使DWI信號減低，相應(yīng)ADC值較高[27]。Mohamed等[28]綜合分析30例垂體腺瘤影像與手術(shù)資料后認(rèn)為，質(zhì)軟的垂體腺瘤平均ADC值約為0.482×10-3mm2/s，質(zhì)硬的腺瘤平均ADC值約為0.992×10-3mm2/s，并提出將ADC值等于0.6×10－3mm2/s定為確定腺瘤質(zhì)地的閾值，結(jié)果顯示使用ADC值評估腫瘤質(zhì)地的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為100%、88%、62.5%及 100%。但 Mahmoud等[29]和 Alimohamadi等[30]分別對24例和19例垂體腺瘤的質(zhì)地分析后認(rèn)為DWI和ADC圖與質(zhì)地并無相關(guān)性。盡管如此，Alimohamadi等[30]認(rèn)為DWI信號的高低可以評估腫瘤的纖維化程度并能預(yù)測腫瘤切除率，而且提出ADC 值處于（0.600～0.740）×10－3mm2/s 區(qū)間的腫瘤更適合行部分切除術(shù)，但殘余腫瘤體積常大于20%。另外，常規(guī)DWI序列空間分辨力較低，易受到顱底骨質(zhì)及含氣腔隙影響而引起較大的偽影[8]，使其應(yīng)用受到限制。近年來，高分辨DWI克服了常規(guī)DWI在成像中受顱骨及含氣腔系附近產(chǎn)生的磁敏感偽影，成像質(zhì)量得到很大提升[31]，可望在垂體腺瘤的臨床評估中得到更廣泛的應(yīng)用。

MRE可以通過機(jī)械波在組織中的傳播，得到其彈性的有關(guān)信息，從而定量測定組織的硬度。Hughes等[18]對10例垂體大腺瘤經(jīng)MRE進(jìn)行硬度測定，并對照術(shù)中所見腺瘤質(zhì)地情況分析，質(zhì)軟的腺瘤平均硬度值為（1.38±0.36）kPa（1.08～1.86kPa），而質(zhì)地中等的腺瘤平均硬度值為（1.94±0.26） kPa（1.72～2.32 kPa），腺瘤的硬度值與術(shù)中所得結(jié)論相符合。但目前MRE在鞍區(qū)腫瘤臨床應(yīng)用的研究較少，且垂體結(jié)構(gòu)深在，機(jī)械波的傳播可能受到顱底骨質(zhì)的干擾，而對MRE的結(jié)果產(chǎn)生影響，MRE對垂體腺瘤的臨床應(yīng)用需更大樣本量、更加深入的研究。

2.2 評估垂體腺瘤血供情況 垂體腺瘤的血供是影響內(nèi)鏡下經(jīng)蝶竇手術(shù)腫瘤切除率的另一重要因素。富血供的腫瘤可能導(dǎo)致大量的術(shù)中出血，掩蓋正常手術(shù)視野，導(dǎo)致腫瘤切除失敗。因此，術(shù)前評估血供情況是手術(shù)成功、優(yōu)化手術(shù)進(jìn)程的重要因素。

鄭等[14]在運(yùn)用DCE－MRI技術(shù)對正常垂體及垂體腺瘤血供定量分析后發(fā)現(xiàn)，垂體腺瘤的Ktrans、kep、ve指標(biāo)均低于正常垂體，這可能是由于腺瘤內(nèi)某些過度分泌的激素抑制了血管內(nèi)皮因子的表達(dá)，而正常垂體不受影響。還有研究者[32]則認(rèn)為這與腫瘤總體微血管密度較正常垂體減低有關(guān)。劉等[33]通過時間－強(qiáng)度曲線發(fā)現(xiàn)垂體大腺瘤的強(qiáng)化模式表現(xiàn)為快速上升（Ⅰ型）、平緩上升（Ⅱ型）及不上升（Ⅲ型），以Ⅰ型多見，Ⅲ型最少見，且Ⅰ型腺瘤的血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子及堿性成纖維細(xì)胞生長因子的mRNA表達(dá)較Ⅲ型顯著增高，提示富血供的腺瘤可能具有更豐富的血管數(shù)量及血管通透性。

Ma等[8]采用DSC成像對48例垂體腺瘤進(jìn)行分析，結(jié)果顯示富血供腺瘤平均rCBV值為16.92；質(zhì)地中等的腺瘤平均rCBV為4.26；乏血供腺瘤平均rCBV為2.0。因此認(rèn)為CBV值能夠反映腫瘤的血管情況，與腺瘤的血供明顯相關(guān)，術(shù)中可能具有更高的出血風(fēng)險；但同時DSC成像易受顱底骨質(zhì)磁化偽影干擾，對體積相對較小的腺瘤血供評估結(jié)果不滿意。

Sakai等[34]采用ASL對11例垂體腺瘤分析后認(rèn)為，腺瘤ROI內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化血流量（normalized tumor blood flow,nTBF）與病理切片所見組織微血管量呈正相關(guān)；同時，手術(shù)證實(shí)的富血供腺瘤其nTBF也較高，并具有更大的出血風(fēng)險，這為評估垂體腺瘤血供信息提供了依據(jù)。但ASL亦受到顱底磁敏感偽影干擾，且空間分辨力較低，不適于對體積較小的腺瘤評估。

2.3 顯示視神經(jīng)通路及評估受損程度 當(dāng)垂體腺瘤突破鞍隔向鞍上池生長時，可使視交叉或視束受推壓移位，最常見的類型是視交叉向后方或后上方推移，然后逐漸出現(xiàn)視野缺損，其中又以雙側(cè)顳葉視野缺損常見[20]。術(shù)前準(zhǔn)確地評估視神經(jīng)與腺瘤的關(guān)系，可減少術(shù)中對視神經(jīng)的損傷，并且還可根據(jù)相關(guān)技術(shù)判斷術(shù)后視神經(jīng)功能恢復(fù)情況，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[19]。

增強(qiáng)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像技術(shù)空間分辨力高，能夠使視神經(jīng)與腫瘤及腦脊液具有良好的組織對比，從而清晰地顯示視神經(jīng)的走行。Hisanaga等[20]對53例垂體腺瘤病人的視神經(jīng)扭曲角 （optic nerve kinking angle,ONKA）進(jìn)行測量分析，結(jié)果表明ONKA是預(yù)測術(shù)后視力恢復(fù)的獨(dú)立因素，對于術(shù)后視力下降及視野缺損恢復(fù)的評估特異性較高。他們提出，當(dāng)ONKA＜114.5°時，病人可能出現(xiàn)不可逆性視神經(jīng)的損害。這可能是由鐮狀韌帶在視神經(jīng)管口壓迫視神經(jīng)造成的；或是由視神經(jīng)扭曲引起的血流動力學(xué)改變所致。Boland等[35]則提出，視野受損同時也應(yīng)該關(guān)注解剖學(xué)的特征改變，如測量視神經(jīng)顱內(nèi)段的長度，了解視神經(jīng)通路與垂體的初始空間關(guān)系等，這些均可能是造成視神經(jīng)功能減低的危險因素。

DTI技術(shù)可直觀顯示視神經(jīng)纖維束因腺瘤壓迫、侵犯等而導(dǎo)致的移位、變薄或中斷的情況，反映臨床相應(yīng)的視野損害，還可經(jīng)由參數(shù)分析，判斷視神經(jīng)發(fā)生的微觀病理改變[36]。Lilja等[37]研究發(fā)現(xiàn)，前視路纖維束各向異性分?jǐn)?shù)（FA）與視野缺損呈負(fù)相關(guān)，徑向擴(kuò)散值（radial diffusivity,RD）則與之呈正相關(guān)，軸向擴(kuò)散值（axial diffusivity,AD）減低可能反映前視路纖維束的萎縮，RD值增加則反映腫瘤壓迫引起的前視路纖維束的脫髓鞘。DSI技術(shù)因其具有顯示交叉纖維束走行的優(yōu)越性，對于視覺通路的成像效果優(yōu)于傳統(tǒng)DTI。Yoshino等[13]采用高角度、高分辨DSI，可以對視神經(jīng)鼻側(cè)及顳側(cè)神經(jīng)束、視交叉、視束及完整的視輻射清晰成像。目前，DSI在臨床尚未完全應(yīng)用，因此文獻(xiàn)中對于DSI在垂體腺瘤引起的視路改變的應(yīng)用評估報道較少，然而DSI可對視路，尤其是視交叉等交叉纖維束能夠清晰、完整地成像，較DTI具有更高的臨床應(yīng)用價值，可能成為今后臨床研究視神經(jīng)通路的新方法、新方向。

2.4 評估垂體腺瘤侵襲性 垂體腺瘤的侵襲性亦是決定其是否能夠完全切除的重要因素。侵襲性較高的腫瘤常因周圍組織侵犯、粘連而難以全切，需選擇其他術(shù)式或?qū)嵤U(kuò)大手術(shù)[38]；同時，有研究者[39]提出，頸內(nèi)動脈的侵襲性可能是造成垂體腺瘤卒中的危險因素，故術(shù)前準(zhǔn)確評估腺瘤的侵襲性，對腺瘤治療方案的選擇具有重要意義。

MRI是評估垂體腺瘤侵襲性的重要依據(jù)。常規(guī)MRI及增強(qiáng)冠狀面成像是判斷腺瘤侵襲性的常用方法。目前，臨床對侵襲性的診斷標(biāo)準(zhǔn)主要采用Knosp分級[40]，即通過測量冠狀面MRI海綿竇層面腫瘤與頸內(nèi)動脈床突上段 （C2段）及海綿竇段（C4段）管徑的連線之間的關(guān)系，依據(jù)腫瘤是否達(dá)到或超過兩者連線的內(nèi)切線、中心連線、外切線乃至完全包繞海綿竇將其依次分為0～4級，并認(rèn)為分級越高的腫瘤，侵襲性越高，同時具有更低的手術(shù)全切率。Micko等[41]結(jié)合內(nèi)鏡下術(shù)前及術(shù)后增強(qiáng)掃描MRI結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，1級腺瘤的術(shù)后全切率為83%，2級、3a級、3b級腺瘤則逐步減低，全切率分別為71%、85%、64%，而4級腺瘤的全切率則為0，故腺瘤的侵襲性對于手術(shù)后殘余的判斷具有臨床意義。Cottier等[42]通過增強(qiáng)掃描冠狀面MRI對垂體腺瘤研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腺瘤對頸內(nèi)動脈包繞超過67%時，判斷其侵襲性的陽性預(yù)測值達(dá)100%；腺瘤超過頸內(nèi)動脈海綿竇段和床突上段外側(cè)壁連線，陽性預(yù)測值為85%；頸動脈溝靜脈間隙消失，陽性預(yù)測值為95%。

唐等[43]嘗試采用常規(guī)MRI聯(lián)合DWI判斷腺瘤的侵襲性。通過對6例非侵襲性垂體腺瘤與29例侵襲性垂體腺瘤的影像數(shù)據(jù)對比研究發(fā)現(xiàn)，侵襲性垂體腺瘤MRI常表現(xiàn)為形態(tài)不規(guī)則、分葉、大瘤體及鞍旁結(jié)構(gòu)累及，并提出將低于0.903×10－3mm2/s的ADC值作為侵襲性垂體瘤的診斷指標(biāo)，其臨床診斷符合率、敏感度及特異度達(dá)97%、83%及91%。但目前DWI應(yīng)用于垂體腺瘤侵襲性評估的報道尚較少，其臨床價值尚需進(jìn)一步的臨床驗(yàn)證與研究。

MRS能夠根據(jù)組織內(nèi)氫質(zhì)子波譜的變化定量評估組織的生理、生化改變。楊等[22]對36例侵襲性垂體腺瘤及20例非侵襲性垂體腺瘤MRS數(shù)據(jù)進(jìn)行測量分析，結(jié)果顯示病變區(qū)的膽堿（Cho）/N－乙酰天門冬氨酸（NAA）、Cho/肌酸（Cr）與腺瘤的侵襲性具有相關(guān)性，且當(dāng) Cho/NAA＞2.045時，診斷侵襲性垂體腺瘤的敏感度為89.9%，特異度為80%，準(zhǔn)確度為88.5%；當(dāng)Cho/Cr＞1.900時，診斷侵襲性垂體腺瘤的敏感度為86.1%，特異度為65%，準(zhǔn)確度為83.6%。MRS是無創(chuàng)性評估腺瘤侵襲性的檢查手段，也為臨床治療提供了新的參考依據(jù)。但受制于顱底磁敏感效應(yīng)影響，目前MRS對于垂體腺瘤的應(yīng)用報道仍較少，對垂體腺瘤相關(guān)理化特性的評估仍有待進(jìn)一步探索。

3 小結(jié)

垂體腺瘤是常見的顱內(nèi)腫瘤，MRI是評估垂體腺瘤大小、結(jié)構(gòu)及周圍組織關(guān)系的重要檢查方法，垂體腺瘤本身的質(zhì)地、血供、侵襲性等是決定其手術(shù)是否完全切除的重要因素。隨著MRI的不斷發(fā)展，MRS、DTI、DSI及 MRE 等新技術(shù)在一定程度上可以對垂體腺瘤的質(zhì)地、硬度以及對視神經(jīng)損害程度等特性進(jìn)行定量或定性評估，這有望成為垂體腺瘤相關(guān)臨床研究新的思路和發(fā)展方向，為臨床完全切除腫瘤、改善腫瘤治愈率、降低腫瘤術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥及復(fù)發(fā)風(fēng)險提供更加完備、精確的評估信息。