腦膜瘤增強T2 FLAIR上的周邊弧線狀強化特征及其病理基礎(chǔ)

吳詩熳，方紫薇，張華，芮文婷，金騰，任彥，唐穎，姚振威

腦膜瘤占原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的36.6%，是最常見的中樞系統(tǒng)腫瘤[1]。治療方式主要為手術(shù)切除和硬腦膜修補術(shù)[2]。腦膜瘤經(jīng)常有腦外和腦內(nèi)的雙重血供，腦外血供來源于腦膜動脈，腦內(nèi)血供來源于穿行于腦實質(zhì)的軟腦膜動脈，并且以前者占主要。但是如果術(shù)中發(fā)現(xiàn)它有豐富的腦內(nèi)動脈供血(幕上腦膜瘤由頸內(nèi)動脈供血多見)，手術(shù)前結(jié)扎頸內(nèi)動脈才能避免術(shù)中大出血的風(fēng)險。但金標(biāo)準(zhǔn)診斷方法數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)為有創(chuàng)檢查，并非每個患者都有條件采用，因此無創(chuàng)用MRI技術(shù)判斷術(shù)前對腦膜瘤血供的來源有重要的臨床意義?？焖僖后w衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)(fast fluid-attenuated inversionrecovery，F(xiàn)LAIR)序列能抑制長T2信號的腦脊液和等T2信號的腦組織的信號，因此理論上增強T2 FLAIR會比傳統(tǒng)增強T1加權(quán)成像(T1 weighted image after contrast，T1WI+C)更易顯示腦膜上的病灶實際情況。而因為FLAIR序列對低劑量的釓劑更敏感[2]，只需在常規(guī)T1WI增強掃描后補充T2 FLAIR序列掃描，僅增加了患者的掃描時間(約3 min)，而不增加對比劑用量和經(jīng)濟負擔(dān)。

近年來有相關(guān)研究[3]指出，腦膜瘤邊緣在MRI上的不同表現(xiàn)能對應(yīng)結(jié)締組織、血管或腦脊液，將有效揭示術(shù)中腫瘤與腦實質(zhì)表面的粘連情況、指導(dǎo)手術(shù)方案的確定，但尚未有研究將腦膜瘤周邊的血供情況和特定的MRI表現(xiàn)對應(yīng)起來。本研究回顧性分析的89例腦膜瘤病例均是在常規(guī)T1WI增強掃描后增加T2 FLAIR序列，通過影像-病理對照研究、結(jié)合組織病理學(xué)表現(xiàn)和定量微血管(microvessels density，MVD)計數(shù)，以闡明增強T2 FLAIR上腦膜瘤周邊弧線形強化產(chǎn)生機制。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2017年6月至2018年6月在我院手術(shù)證實的89例腦膜瘤MRI資料。89例患者均使用GE 3.0 T掃描儀，8通道頭部線圈，進行磁共振檢查。 進行T1WI、T2WI和T2 FLAIR序列掃描后，靜脈注射劑量為0.1 mmol/kg的釓對比劑(馬根維顯，北陸藥業(yè)，中國北京)后進行T1WI增強掃描，最后加掃T2 FLIAR。圖像從矢狀位、軸位獲取，截面厚度=5 mm，層面間距=1 mm。所有病例腫瘤術(shù)后均進行組織病理學(xué)檢查、行HE染色和CD34免疫組織化學(xué)方法。

1.2 影像學(xué)評價

由兩名分別有5年和4年經(jīng)驗的放射科醫(yī)師評估。腫瘤直徑測量于腫瘤在各方位上圖像中的最大截面。若腫瘤存在腦膜尾征，則增強后“腦膜尾征”的T1和T2強化程度分3種類型統(tǒng)計：增強后T1WI顯示更佳，增強后T1WI和增強后T2 FLAIR顯示效果相差不大，增強后T2 FLAIR顯示更佳，統(tǒng)計這3種類型的病例數(shù)。

1.3 腫瘤邊緣部分的微血管密度測定

免疫組織化學(xué)染色檢測標(biāo)本中CD34的表達，一抗為兔抗人CD34單克隆抗體(1∶200)。CD34主要在細胞膜和細胞質(zhì)，染色呈棕黃色顆粒者為陽性。先在低倍鏡(×40)下確定腦膜瘤邊緣部分，200倍顯微鏡下計算3個視野下的微血管數(shù)(見圖1)，求平均值。微血管數(shù)的具體判定方法：任何被染色為棕黃色的內(nèi)皮細胞團或者單個內(nèi)皮細胞都統(tǒng)計為一條獨立的血管，是否形成管腔或有無紅細胞存在不能成為判斷標(biāo)準(zhǔn)，只要它們與鄰近的腫瘤細胞、微血管以及其他結(jié)締組織形成清楚的分隔，即是1個可計數(shù)的微血管。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件分析，采用單樣本非參數(shù)檢驗計算數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布。非正態(tài)分布數(shù)據(jù)用Mann-Whitney非參數(shù)檢驗。正態(tài)分布數(shù)據(jù)之間的比較采用t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

本研究中89例病例包括 56名女性，33名男性。年齡17～83歲，平均年齡(57.14±13.98)歲，其中＜40歲10例，40～60歲33例，＞60歲46例。位于大腦半球凸面最多(65例，73.03%)，小腦凸面9例(10.11%)，側(cè)腦室后角7例(7.86%)，大腦鐮旁4例(4.49%)，顱底(鞍結(jié)節(jié)、橋小腦腳、蝶骨嵴、嗅溝)4例(4.49%)。

常規(guī)MRI所見腦膜瘤表現(xiàn)為以硬腦膜為基底生長的腦外腫瘤，平掃T1WI序列表現(xiàn)為等或略低信號，瘤周水腫比腫瘤實質(zhì)信號更低；平掃T2 FLAIR序列表現(xiàn)為等或稍高信號，瘤內(nèi)囊性成分和瘤周水腫為高信號。增強掃描后，89例中所有腦膜瘤都顯示強化，T1、T2 FLAIR表現(xiàn)為不均勻強化較多(64.7%、71.8%)；腫瘤T1強化方式：均勻強化34例，不均勻強化55例；腫瘤T2強化方式：均勻強化24例，不均勻強化65例。腫瘤直徑大小為9.85～91.84 mm，平均(35.29±17.59) mm，其中＜20 mm 20例，20～40 mm 37例，＞40 mm 32例。

2.2 腦膜瘤增強T2 FLIAR周邊弧線狀強化征象與腫瘤實際血供的關(guān)系

在增強后T2 FLAIR上，62例(69.7%)腦膜瘤顯示出周邊弧線狀強化，其中12例DSA證實為顱內(nèi)外動脈雙重血供(見圖2)。25例患者術(shù)中腫瘤與腦實質(zhì)的交界面表現(xiàn)為更多的粘連和出血傾向，術(shù)中可見顱內(nèi)動脈血供為多。

2.3 病理結(jié)果分析

2.3.1 MRI影像與HE染色表現(xiàn)的對應(yīng)關(guān)系

在增強后T2 FLAIR上，62例(69.7%)腦膜瘤顯示出周邊弧線狀高信號，其中25例病例僅在增強T2 FLAIR后顯示該征象(在平掃T2 FLAIR序列或增強T1加權(quán)像上都未見該征象)，該25例腫瘤術(shù)后HE染色可見腫瘤邊緣 部分、腫瘤與腫瘤表面的腦膜含有豐富微血管腔(見圖

圖1 高清視野下(× 200)統(tǒng)計腦膜瘤邊緣部分CD34的表達，染色陽性的單個內(nèi)皮細胞或內(nèi)皮細胞團計數(shù)為MVD。A～C為取材于同一個腦膜瘤的邊緣部分CD34染色的3個不同視野，A：n=18；B：n=53；C：n=24，該腫瘤的MVD=(18+53+24)/3=31.67 圖2 患者男，43歲，左矢狀竇旁腦膜瘤。A：DSA；B：增強后T1WI (矢狀位)；C：增強后水平位T2 FLAIR。DSA顯示顱內(nèi)顱外動脈雙重血供。增強后可見T1WI上有均勻強化，T2 FLAIR序列見周邊弧線狀強化征，瘤周水腫明顯。術(shù)中見腫瘤大小為3 cm×4 cm×4 cm，腫瘤呈鮮紅色，表面微血管豐富，與腦實質(zhì)較難分離 圖3 患者男，45歲，右大腦鐮旁腦膜瘤。A：平掃T1WI；B：增強后T1WI；C：平掃T2 FLAIR；D：增強后T2 FLAIR；E：術(shù)后取腦膜瘤行HE染色后顯微鏡放大4×10倍所見；F：術(shù)后取腦膜瘤行HE染色后顯微鏡放大10×10倍所見。病灶大小為4.2 cm×3.8 cm，平掃表現(xiàn)為T1WI等低信號、T2 FLAIR等高信號。瘤周可見T1WI等信號、T2WI高信號的水腫區(qū)域。增強后可見T1WI上有不均勻的厚壁強化，見腦膜尾征。增強T2 FLAIR序列見周邊弧線狀強化征。術(shù)中見腫瘤大小為4 cm×4 cm×4 cm，黃白相見，包膜完整，質(zhì)韌，邊界尚清，術(shù)后病理證實腦膜上皮細胞型(WHO I 級)。腫瘤實質(zhì)表面微血管豐富Fig. 1 The expression of CD34 in the marginal part of meningiomas was counted in the 200× HD field of view. The single endothelial cells or endothelial cell clusters stained in brown were counted as MVD. A—C show three different f ields of CD34 staining from the marginal part of the same meningioma, A: n=18; B: n=53; C: n=24, MVD=(18+53+24)/3=31.67. Fig. 2 A 43-year-old male with a left parasagittal meningioma. A: DSA; B: Post-contrast T1WI (sagittal); C: Postcontrast T2 FLAIR (axial). It is shown a double blood supply (meningeal and pial) on DSA scan (A). After gadoliunium injection, the lesion showed homogeneous enhancement on TIWI (B) and rim-enhancement sign on T2 FLIAR (C). The edema around the tumor is obvious. During the excession, the tumor size was measured as 3 cm×4 cm×4 cm. The surface of tumor is mainly bright red and its microvessels were abundant. At surgery, markedly strong tumor-brain adhesion is observed. Fig. 3 A 45-year-old male with right parafalcine meningiomas, measuring 4.2 cm×3.8 cm. A: T1WI; B: T2WI; C: Post-contrast T1WI; D: Post-contrast T2 FLAIR; E: Hematoxylin-eosin staining (4×10); F: Hematoxylin-eosin staining (10×10). On T1WI scan the meningioma is iso-hypointense (A); on T2 FLAIR it is mostly high intensity (B). The para-tumor edema is shown isointense on T1WI and hyperinterse on T2 FLAIR. Thick enhancement at the periphery aspect of the mass and well def ined “tail sign” on T1WI scan, and thin rim enhancement along it superior margin. At surgery, the mass was yellow-white and tough and little adhesion was observed.

表1 腦膜瘤周邊弧線形強化征與MVD的統(tǒng)計Tab. 1 The MVD results for the meningioma and its correlated rim enhancement

圖4 患者女，65歲，左顳葉腦膜瘤。A：平掃T1WI；B：增強后T1WI；C：平掃T2 FLAIR；D：增強后T2 FLAIR；E：術(shù)后取腦膜瘤組織行HE染色后顯微鏡放大4×10倍所見；F：術(shù)后取腦膜瘤組織行HE染色后顯微鏡放大10×10倍所見。病灶大小為4.1 cm×3.7 cm，平掃表現(xiàn)為T1WI等低信號、T2 FLAIR等高信號。瘤周可見T1WI低信號、T2WI高信號的水腫區(qū)域。增強后可見T1WI上有不均勻的強化。增強T2 FLAIR序列獲取的圖像上未見病灶弧線狀強化征。術(shù)后病理證實腦膜瘤(WHO Ⅲ級)，鏡下所見腫瘤實質(zhì)表面可見少量血管和受壓的蛛網(wǎng)膜 圖5 患者男，77歲，右額頂葉凸面腦膜瘤。A：平掃T1WI；B：增強后T1WI；C：平掃T2 FLAIR；D：增強后T2 FLAIR。病灶大小為6.7 cm×5.6 cm，平掃表現(xiàn)為T1WI低信號、T2 FLAIR稍高信號。瘤周水腫中度。增強后可見T1WI上有不均勻的厚壁強化。增強T2 FLAIR序列見周邊弧線狀強化征，病灶前、后方均見高信號“腦膜尾征”；D：箭所指增強T2 FLAIR與腦膜尾征顯示較增強T1WI更清楚Fig. 4 A 65-year-old female with a left convexity meningiomalocated in the temporal lobe, measuring 4.1 cm×3.7 cm. A: T1WI; B: T2WI; C: Post-contrast T1WI; D: Post-contrast T2FLAIR; E: Hematoxylin-eosin staining (4×10); F: Hematoxylin-eosin staining (10×10). On T1WI scan the meningioma is iso-hypointense (A); on T2 FLAIR it is mostly high intensity (B). The para-tumor edema was shown hypointense on T1WI and hyperinterse on T2 FLAIR. The mass was enhanced heterogenously on T1WI scan while not enhanced on post-contrast T2 FLAIR scan. Histological specimen shows modest vacularity at the tumor-brain interface and the compressed arachnoid nearby. The mass was confirmed as meningioma (WHO Ⅲ). Fig. 5 A 77-year-old male with a right frontal-parietal convexity meningioma, measuring 6.7 cm×5.6 cm. A: T1WI; B: T2WI; C: Post-contrast T1WI ; D: Post-contrast T2 FLAIR. On T1WI scan the meningioma is hypointense (A); on T2 FLAIR it is modestly high intensity (B). Moderate surrounding edema. Thick burr-like enhancement at the periphery aspect of the mass on T1WI scan, and thin rim enhancement along its margin. The “tail sign” was best discerned on the T2 FLAIR after contrast.

表2 “腦膜尾征”在增強T1WI和T2 FLAIR強化表現(xiàn)比較(例)Tab. 2 The comparison of T1WI+C and T2 FLAIR+C on the tail sign of meningioma (case)

3)。27例未顯示出周邊弧線形強化征的腦膜瘤中，腫瘤表面僅見少量血管和受壓的蛛網(wǎng)膜(見圖4)。

2.3.2 統(tǒng)計學(xué)分析

按照有無周邊弧線形強化征分為4組(表1)：①增強T1WI、增強T2 FLAIR可見；②僅增強T1 FLAIR可見；③僅增強T2 FLAIR可見；④增強T1WI、增強T2 FLAIR均不可見。每組MVD平均值先用用單樣本非參數(shù)檢驗方法進行正態(tài)性檢驗。組②、組③、組④MVD數(shù)值都符合正態(tài)分布，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；組①不符合正態(tài)分布，用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示。組②、組④分別與組③兩兩采用兩獨立樣本t檢驗統(tǒng)計方法；組①與組3進行Mann-Whitney非參數(shù)檢驗。統(tǒng)計結(jié)果如表1，表示4種不同類型的影像學(xué)表現(xiàn)均表現(xiàn)出腦膜瘤邊緣MVD的不同情況。而且分組③僅增強后T2 FLAIR顯示周邊弧線形強化征的腫瘤邊緣MVD計數(shù)明顯大于分組④周邊弧線形征陰性腫瘤邊緣MVD。

52例腦膜瘤患者的MR圖像中增強T1WI或增強T2 FLAIR上可見腦膜尾征，該征象多數(shù)在增強T2 FLAIR比T1WI增強序列更明顯(圖5)。由兩名分別有5年和4年工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師評估該52例腦膜瘤患者MR圖像上“腦膜尾征”在不同序列的表現(xiàn)(結(jié)果見表2)，可見該部分腦膜瘤患者增強T2 FLAIR的圖像比增強T1WI更能清晰地顯示腦膜瘤的“腦膜尾征”。

3 討論

3.1 增強T2 FLAIR檢出腦膜瘤的理論基礎(chǔ)

臨床上通常對腫瘤的診斷來源于對增強后T1WI圖像識別，但腦皮層上的病灶常因高亮血管影或血管流空效應(yīng)的影響而被掩蓋。而FLAIR序列反轉(zhuǎn)時間較長、具有輕微T1效應(yīng)，能抑制腦脊液偽影和背景腦組織的信號，從而突出顯示具有皮層表面、腦室周圍長T2特性病灶組織[4]，即T2 FLAIR 作為一個T2加權(quán)序列卻可用于釓劑的增強掃描，凸顯病灶。SE類序列對高濃度的釓對比劑量更敏感，而IR類序列對低濃度的對比劑顯影更靈敏，3D-T2 FLAIR序列在常規(guī)和低劑量的對比劑掃描中會有更大的臨床應(yīng)用價值[5]。

當(dāng)注射對比劑釓劑后行T2 FLAIR掃描，腫瘤的富血供部分釓劑濃度比周圍組織高，所以該富血供部分會迅速恢復(fù)到較大的縱向向量，而正常腦組織因為血腦屏障，弛豫速度保持不變，實現(xiàn)富血供腫瘤的成像。因此，腦膜瘤中血管密度較低、血流相對緩慢的的軟腦膜動脈或其他腦內(nèi)動脈供血的部分因?qū)Ρ葎┖可?，在常?guī)的增強T1 SE序列中難以與腦外動脈供血部分區(qū)分，但若加掃T2 FLAIR序列，則存留于軟腦膜動脈中對比劑會因輕微的T1效應(yīng)而顯示出來。因此，F(xiàn)LAIR序列容易區(qū)分軟腦膜、皮質(zhì)血管，在常規(guī)增強檢查后增加T2 FLAIR序列應(yīng)用于腦原發(fā)腫瘤的診斷可以增加更多的信息，有助于鑒別診斷。

3.2 T2 FLAIR序列對腦膜瘤的術(shù)前指導(dǎo)作用

3.2.1 腫瘤血供判定

本研究觀察到增強T2 FLAIR序列上約69.7%的腦膜瘤可顯示腫瘤周邊弧線形強化征象，部分病例亦有DSA證實軟腦膜動脈供血，病理染色見此區(qū)域的微血管密度明顯高于此征象陰性的腦膜瘤，可見T2 FLAIR周邊弧線形強化征能夠反映腫瘤的軟腦膜供血情況，從而指導(dǎo)臨床醫(yī)生采取相關(guān)術(shù)前準(zhǔn)備。

3.2.2 腫瘤周圍情況判斷

盡管腦膜尾征不是腦膜瘤的唯一特征，可能在轉(zhuǎn)移灶或血管外皮細胞瘤中看到，通常用于腦膜瘤和神經(jīng)鞘瘤[6]的鑒別診斷。但Qi等[7]指出腦膜尾征的顯示對腦膜瘤切除范圍的手術(shù)方案制訂密切相關(guān)，若腦膜尾征表現(xiàn)為光滑型，則切除范圍距腫瘤2.5 cm的腦膜；若為結(jié)節(jié)型或平滑-結(jié)節(jié)狀混合型，則至少應(yīng)切除更大范圍的腦膜甚至視腫瘤位置酌情廣泛切除；若有腫瘤多個不同方向的“尾征”，術(shù)前骨瓣設(shè)計也要相應(yīng)調(diào)整。而本研究通過放射學(xué)醫(yī)師評分，發(fā)現(xiàn)對腦膜瘤的“尾征”在增強T2 FLAIR比增強T1對腦膜瘤的“尾征”。瘤周水腫在增強T2 FLAIR中更容易被辨認，該部分腫瘤可能為分泌性腦膜瘤的亞型或侵及腦實質(zhì)的腫瘤[6]，瘤周水腫與高水平的膠原蛋白XVIII和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothlial growth factor，VEGF)表達呈相關(guān)關(guān)系[8]。

3.2.3 腫瘤纖維含量預(yù)測

FLAIR序列中，低信號的腫瘤組織會比高信號的腫瘤組織質(zhì)地更硬，因其含有更多的纖維組織[9]，有助于提示纖維性腦膜瘤的可能，而纖維性腦膜瘤與術(shù)后顱神經(jīng)缺損風(fēng)險明顯相關(guān)[10]。但信號強度、FLAIR的增強模式與組織學(xué)病理并無明顯相關(guān)性[11]。

3.3 增強T2 FLAIR序列的臨床應(yīng)用展望

增強T2 FLAIR序列的研究目前主要應(yīng)用于腦膜炎[12]、腦轉(zhuǎn)移瘤[13-15]、多發(fā)性硬化[16]，以及內(nèi)耳系統(tǒng)疾病(如梅尼埃病[17]、聽神經(jīng)炎[18]等)，其他方面的應(yīng)用并沒有引起重視。除了原發(fā)性神經(jīng)元疾病外，腦內(nèi)的其他器官如正中隆起和松果體，也被證實在增強后T2 FLAIR中有更顯著的強化[19]。

增強T2 FLAIR序列也有其局限性，T2 FLAIR上觀察到濃度相關(guān)的變化圖像不太突出，因此更小的腦膜瘤可能看起來是均勻的。但是，若能更改參數(shù)配置還能進一步提供其精確度，張德生等[20]發(fā)現(xiàn)0.35 T場強的FLAIR序列T2WI上，當(dāng)TR超過5000 ms時，采用的TE越長，能檢出腦脊液中的釓劑濃度越低。增強后T2 FLAIR在腦膜瘤診斷中的臨床應(yīng)用仍待更大樣本量、更深入的研究。

4 結(jié)論

本文通過對增強T2 FLAIR在腦膜瘤的臨床應(yīng)用進行歸納，發(fā)現(xiàn)增強T2 FLAIR序列上腦膜瘤表現(xiàn)出的周邊弧線形強化特征能預(yù)測雙重血供和更多表面微血管的可能性，闡述在常規(guī)增強MRI的基礎(chǔ)上增加T2 FLAIR序列的必要性。隨著增強T2 FLAIR的進一步推廣應(yīng)用，將會發(fā)現(xiàn)其更多的臨床應(yīng)用價值。

利益沖突：無。