DWI和最小ADC值對成人顱內(nèi)室管膜瘤分級診斷的價值

韓蕾，柯曉艾，周青，周俊林

室管膜瘤(ependymoma)是一種原發(fā)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的少見的腫瘤，來源于脊髓中央管與腦室的室管膜細胞或者腦室之間腦白質(zhì)的室管膜細胞巢[1]。雖然好發(fā)于兒童和青少年，但成人也可發(fā)生，并且發(fā)生于成人的室管膜瘤與間變性室管膜瘤容易誤診。2016版WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類當(dāng)中，將室管膜腫瘤分為：黏液乳頭型室管膜瘤、室管膜瘤、室管膜下瘤、室管膜瘤(RELA融合基因陽性)和間變性室管膜瘤[2]。間變性室管膜瘤的惡性程度比室管膜瘤高[3]，成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤的臨床表現(xiàn)與影像學(xué)特征比較相似，術(shù)前診斷存在一定困難。擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一種功能成像技術(shù)，相比其它技術(shù)而言，表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值能夠?qū)δ[瘤進行有效評估，并且ADC值的定量評估已經(jīng)廣泛應(yīng)用于腦腫瘤的鑒別診斷當(dāng)中[4-6]。但是DWI聯(lián)合最小ADC值在鑒別成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤國內(nèi)鮮見報道，筆者旨在對比分析成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤的臨床表現(xiàn)及影像特征，并研究DWI和最小ADC值對兩者的鑒別診斷價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析蘭州大學(xué)第二醫(yī)院2015年1月至2019年3月經(jīng)手術(shù)病理證實的成人顱內(nèi)15例室管膜瘤與10例間變性室管膜瘤患者的臨床資料，15例室管膜瘤中，男8例，女7例，發(fā)病年齡21～65歲，平均年齡45歲；10例間變性室管膜瘤中，男7例，女3例，發(fā)病年齡25～68歲，平均年齡41歲；臨床表現(xiàn)為頭痛伴惡心嘔吐19例，肢體活動障礙4例，視物模糊2例。所有患者在術(shù)前均進行MR平掃、增強掃描、DWI、ADC檢查。

1.2 儀器與方法

采用西門子3.0 T超導(dǎo)MR掃描儀，患者取仰臥位進行頭顱MR平掃及增強掃描。掃描參數(shù)：T1WI (GRE序列) 層厚5 mm，層間距1.0 mm，TR 250 ms，TE 2.48 ms，視野(FOV) 22 cm×22 cm，矩陣256×256；T2WI (TSE序列) 層厚5 mm，層間距1.0 mm，TR 4000 ms，TE 96 ms，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，矩陣256×256。DWI掃描(SE序列)，層厚5 mm，層間距1 mm，TR 4500 ms，TE 102 ms，矩陣256×256，b=0、1000 s/ mm2。采用德國拜耳先靈(Gd-DTPA)經(jīng)肘靜脈團注，劑量為0.1 mmol/kg，流率3.0 ml/s，分別進行軸位、冠狀位及矢狀位T1WI掃描，掃描參數(shù)同平掃。

1.3 圖像分析和測量

所有圖像均由2名高年資神經(jīng)專業(yè)診斷醫(yī)師進行盲法閱片。DWI掃描結(jié)束后，根據(jù)DWI原始圖像經(jīng)計算機后處理得到相應(yīng)ADC圖像，后期將ADC圖像調(diào)入西門子后處理器測量腫瘤實性部分的ADC值。在連續(xù)多個層面的ADC圖上選擇腫瘤實體區(qū)域手動放置感興趣區(qū)(ROIs)，面積為15～20 mm2。測量時，避開壞死、出血、囊變及水腫部位。每一層面上放置ROI為10～15個，在所有ROIs中選擇ADC值最低的ROI，將該ROI所對應(yīng)的ADC值視為最小ADC值，然后將2名放射科醫(yī)師的最小ADC值的平均值作為最終結(jié)果。

1.4 病理分析

所有手術(shù)切除的腫瘤所得標(biāo)本用4%的福爾馬林固定24 h，常規(guī)脫水，浸蠟包埋，切片，進行HE染色和免疫組化染色。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 23.0統(tǒng)計學(xué)分析軟件，經(jīng)正態(tài)分布檢驗后，采用獨立樣本t檢驗比較室管膜瘤與間變室管膜瘤的最小ADC值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。繪制ROC曲線，分析室管膜瘤與間變性室管膜瘤的最佳診斷閾值以及相應(yīng)敏感度與特異度。

2 結(jié)果

2.1 兩組腫瘤的影像征象(表1)

15例室管膜瘤中，位于第四腦室6例，側(cè)腦室4例，小腦2例，斜坡1例，頂葉1例，額葉1例；8例呈囊實性，7例呈實性。腫瘤實性部分T1WI呈等或稍低信號，T2WI呈等或稍高信號，瘤內(nèi)出血2例。無瘤周水腫3例，瘤周輕度水腫8例，瘤周中重度水腫4例。增強掃描腫瘤呈輕中度強化8例(圖1)，呈明顯強化7例。3例伴腦積水。

10例間變性室管膜瘤中，位于第四腦室3例，側(cè)腦室5例，小腦1例，斜坡1例，額葉1例；7例呈囊實性，3例呈實性。腫瘤實性部分T1WI呈等或稍低信號，T2WI呈等或稍高信號，瘤內(nèi)出血1例。無瘤周水腫2例，瘤周輕度水腫5例，瘤周中重度水腫3例。增強掃描腫瘤呈輕中度強化4例，呈明顯強化6例(圖2)。4例伴腦積水。

2.2 兩組腫瘤的DWI信號強度及ADC值對比分析

15例室管膜瘤中，在DWI上有9例腫瘤實質(zhì)部分呈斑片狀稍高信號，6例呈等低信號；10例間變性室管膜瘤中，在DWI上有7例腫瘤實質(zhì)部分呈斑片狀稍高或高信號，3例呈略低信號；室管膜瘤的最小ADC值為(0.992±0.191)×10-3mm2/s，間變性室管膜瘤的最小ADC值為(0.725±0.101)×10-3mm2/s (表2)，兩組腫瘤實質(zhì)部分的最小ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=4.563，P＜0.001)。ROC曲線結(jié)果顯示：最小ADC值鑒別診斷室管膜瘤與間變性室管膜瘤的AUC值為0.883，以最小ADC值=0.872×10-3mm2/s為臨界值，鑒別診斷兩種腫瘤的敏感度為80%，特異度為90%(圖3)。

2.3 病理表現(xiàn)

圖1 男，38歲，室管膜瘤，第四腦室-左側(cè)小腦半球-橋小腦腳區(qū)不規(guī)則腫塊。A：T1WI橫斷面病灶呈不均勻等低信號；B：T2WI橫斷面病灶呈混雜高信號；C：DWI橫斷面病灶呈等高信號；D：ADC橫斷面病灶呈稍高信號；E：增強掃描病灶呈中度不均勻強化；F：瘤組織見假菊形團、菊形團結(jié)構(gòu)，部分區(qū)域假菊形團中央微血管增生，瘤細胞中等密度排列，細胞核增大，核分裂像少見(HE ×200) 圖2 男，56歲，間變性室管膜瘤，右側(cè)側(cè)腦室不規(guī)則腫塊。A：T1WI橫斷面病灶呈等低信號；B：T2WI橫斷面病灶呈等或稍高信號；C：DWI橫斷面病灶呈稍高信號；D：ADC橫斷面病灶呈等信號；E：增強掃描病灶呈明顯不均勻強化；F：瘤細胞排列密集，核異型深染，圍繞血管形成假菊形團結(jié)構(gòu)，血管周圍見無核區(qū)，見壞死及微血管增生(HE ×200)Fig. 1 Male, 38 years old, ependymoma, fourth ventricle-left cerebellar hemisphere-irregular small mass in the cerebellar foot area. A: T1WI cross-sectional lesions showed uneven low signal. B: T2WI cross-sectional lesions were mixed high signal. C: DWI cross-sectional lesions showed a contour signal. D: ADC cross-sectional lesions showed a slightly higher signal. E: Enhanced scan lesions showed moderate uneven enhancement. F: Tumor tissue see false daisy-shaped, daisy-shaped structures in some areas, the central microvascular proliferation of the pseudo-Chrysanthemum group, the tumor cells are densely arranged, the nucleus is enlarged, and the mitotic figures are rare (HE ×200). Fig. 2 Male, 56 years old, anaplastic ependymoma, irregular mass in the right lateral ventricle. A: T1WI cross-sectional lesions with equal low signal. B: T2WI cross-sectional lesions with equal or slightly higher signal. C: DWI cross-section lesion showed a slightly higher signal. D: ADC cross-sectional lesions showed equal signals. E: Enhanced scan lesions showed obvious uneven enhancement. F: Tumor cells were densely packed, nuclear dysplasia was deeply stained, and pseudo-meteoroid structures were formed around blood vessels, blood vessels see the nuclear-free area around, see necrosis and microvascular proliferation (HE ×200).

室管膜瘤：鏡下所見瘤細胞中等密度排列，呈長梭形，胞漿嗜酸性，核圓形，圍繞血管形成假菊形團，血管周圍無細胞區(qū)。免疫組化：GFAP (+)，Vimentin (+)，S-100 (+)，Ki67＜5%。

間變性室管膜瘤：鏡下所見瘤細胞密集排列，彌漫分布，胞漿嗜酸性，核異型深染，圍繞血管形成假菊形團結(jié)構(gòu)，血管周圍見無核區(qū)，微血管增生，并可見壞死。免疫組化：GFAP (+)，Vimentin (+)，S-100(+)，Ki67＞40%。

表1 室管膜瘤與間變性室管膜瘤的影像征象(例)Tab. 1 Imaging signs of ependymoma and anaplastic ependymoma (n)

表2 室管膜瘤與間變性室管膜瘤的DWI信號特征和最小ADC值Tab. 2 DWI signal characteristics and minimum ADC values of ependymoma and anaplastic ependymom

圖3 最小ADC值鑒別診斷室管膜瘤與間變性室管膜瘤的ROC曲線Fig. 3 Minimum ADC value for differential diagnosis of ependymoma and anaplastic ependymoma ROC curve.

3 討論

室管膜瘤是一種起源于腦白質(zhì)室管膜細胞巢或脊髓中心室管膜細胞的罕見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，占顱內(nèi)腫瘤的3%～9%，75%發(fā)生在幕下，25%發(fā)生在幕上[7]。主要發(fā)病人群為青少年，成年人也可發(fā)病。發(fā)病部位以第四腦室和側(cè)腦室多見，也可見于小腦、頂葉、額葉，男性多于女性[8]。室管膜瘤呈膨脹性生長方式，間變性室管膜瘤是由室管膜瘤惡變而來，其惡性程度大為提高，需要更完整的手術(shù)切除，因此術(shù)前對室管膜瘤與間變性室管膜瘤鑒別診斷非常重要。MRI是顱內(nèi)腫瘤的常用檢查方法，但常規(guī)MRI掃描對室管膜瘤與間變性室管膜瘤無明顯特征性表現(xiàn)，術(shù)前誤診率較高。目前，ADC值已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)腫瘤的鑒別診斷當(dāng)中[9]，常用的ADC值參數(shù)包括相對ADC值、平均ADC值、最小ADC值。有研究表明細胞間隙、腫瘤細胞密度、腫瘤基質(zhì)會影響ADC值，腫瘤細胞密度以及良惡性程度與ADC值密切相關(guān)[10]。另有研究表明ADC值可以用來鑒別診斷第四腦室腫瘤[11]。就平均ADC值而言，容易受到腫瘤內(nèi)出血、囊變、壞死等影響，會導(dǎo)致平均ADC值增高或偏低[12]；相對ADC值測量方法繁瑣，而最小ADC值測量方法簡單，容易操作。因此，術(shù)前正確診斷成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤對臨床具有重要意義。筆者回顧性分析經(jīng)手術(shù)病理證實的15例室管膜瘤和10例間變性室管膜瘤的MRI影像特征，并對其DWI信號特征及最小ADC值進行分析，進而提高術(shù)前診斷準(zhǔn)確率。

3.1 兩組腫瘤的影像征象分析

本組15例室管膜瘤中，腫瘤形態(tài)呈類圓形10例，呈不規(guī)則形5例；腫瘤內(nèi)部有流空血管影4例；腫瘤內(nèi)部信號不均勻8例；增強掃描不均勻明顯強化7例；腫瘤實質(zhì)部分在T1WI上等或稍低信號，T2WI上呈等或稍高信號8例，腫瘤實質(zhì)部分在T1WI上呈低信號，T2WI上呈高信號7例；腫瘤實質(zhì)部分在DWI上以稍高信號為主，與文獻報道相一致[13]。

本組10例間變性室管膜瘤中，腫瘤形態(tài)呈不規(guī)則形2例，呈類圓形8例；腫瘤內(nèi)部有流空血管影3例；腫瘤內(nèi)部信號不均勻7例；增強掃描不均勻明顯強化6例；腫瘤實質(zhì)部分在T1WI上等或稍低信號，T2WI上呈等或稍高信號7例，腫瘤實質(zhì)部分在T1WI上呈低信號，T2WI上呈高信號3例；腫瘤實質(zhì)部分在DWI上以稍高或高信號為主，與文獻報道相一致[14]。

3.2 兩組腫瘤的DWI信號強度與ADC值對比分析

常規(guī)MRI對成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤的鑒別診斷存在一定的困難，MRI功能成像對顱內(nèi)腫瘤的診斷與鑒別診斷已有諸多研究，DWI在鑒別診斷室管膜瘤與間變性室管膜瘤方面較常規(guī)MRI具有優(yōu)勢。DWI能夠從分子水平提供水分子微觀運動的信息，可作為常規(guī)MRI鑒別二者的必要補充，DWI序列所對應(yīng)的ADC值能夠提供腫瘤的病理生理信息，可將腦腫瘤的不同成分區(qū)分開。Yamashita等[15]研究表明ADC值的大小與腫瘤細胞核漿比例存在明顯的相關(guān)性，若腫瘤細胞質(zhì)比較豐富，核漿比例較低，則會加快腫瘤細胞內(nèi)外水分子運動。15例室管膜瘤中，DWI上有9例腫瘤實質(zhì)部分呈稍高信號，6例呈等低信號，最小ADC值為(0.992±0.191)×10-3mm2/s；10例間變性室管膜瘤中，DWI上有7例腫瘤實質(zhì)部分呈稍高或高信號，3例呈略低信號，最小ADC值為(0.725±0.101)×10-3mm2/s，兩種腫瘤實質(zhì)部分的最小ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=4.563，P＜0.001)，與文獻報道相一致。

本組病例間變性室管膜瘤的最小ADC值低于室管膜瘤的主要因素有：(1)間變性室管膜瘤的細胞構(gòu)成比增加，擺列緊密，會使細胞外間隙減小，導(dǎo)致水分子運動受限，相應(yīng)的ADC值也隨之降低。(2)腫瘤細胞大小和數(shù)目：間變性室管膜瘤細胞異型性高，基質(zhì)稀少，導(dǎo)致細胞內(nèi)水分子擴散受限。

本研究的局限性：(1)本組研究對象15例室管膜瘤和10例間變性室管膜瘤，樣本量相對較少，可能存在統(tǒng)計學(xué)偏倚；(2)本研究中所選取的感興趣區(qū)域可能包含病理上的微囊變區(qū)域，此區(qū)域在MRI上鑒別困難，最終會影響ADC值的測量，導(dǎo)致統(tǒng)計學(xué)差異。

綜上所述，成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤在常規(guī)MRI上鑒別比較困難。通過本研究分析，兩者最小ADC值的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，當(dāng)兩者影像學(xué)特征相近時，DWI和最小ADC值可作為成人顱內(nèi)室管膜瘤與間變性室管膜瘤的鑒別診斷的有效補充。

利益沖突：無。