以增強T2-FLAIR為參照測量近瘤周區(qū)ADC值在腦轉(zhuǎn)移瘤與高級別膠質(zhì)瘤鑒別診斷中的價值

王 曼 楊 宇

1.湖南中醫(yī)藥大學，湖南省腦科醫(yī)院放射科 (湖南 長沙 410015)

2.湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院放射科 (湖南 長沙 410021)

高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤是顱內(nèi)常見的惡性腫瘤，均表現(xiàn)出高致殘率、致死率的特點，人類的生命健康嚴重受此疾病威脅。行常規(guī)磁共振增強T1序列均表現(xiàn)為腫瘤實性占位，在影像上鑒別困難，尤其部分膠質(zhì)瘤及來源不明的多發(fā)轉(zhuǎn)移瘤等因影像表現(xiàn)重疊極容易誤診，兩者的相互誤診率達60%[1]，根據(jù)兩者的生長方式及瘤周水腫病理組織成分存在差異，高級別膠質(zhì)瘤為浸潤性生長，因其生長方式的特點可在其瘤周水腫區(qū)發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的存在，而轉(zhuǎn)移瘤的生長速度較高級別膠質(zhì)瘤迅速，呈現(xiàn)膨脹性生長特點，瘤周水腫區(qū)往往為血管源性水腫。以往多數(shù)學者以T1WI增強為參照在瘤周測量ADC值來鑒別二者。有研究顯示通過合理選擇TI時間增強T2-FLAIR序列能有效顯示病灶及結(jié)合水信號，進而提高轉(zhuǎn)移病灶的檢出率，同時也能比較好的顯示瘤周水腫[2]，本研究探討以T2-FLAIR增強為參照通過測量瘤周水腫區(qū)的ADC值及rADC值來鑒別兩種腫瘤。

1 資料與方法

1.1 研究對象收集2020年9月至2022年10月在本院經(jīng)MRI檢查診斷為腦轉(zhuǎn)移瘤的患者30例和高級別膠質(zhì)瘤患者34例。

納入標準：高級別膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤均經(jīng)外科手術(shù)及術(shù)后病理證實；根據(jù)WHO病理分級高級別膠質(zhì)瘤診斷為≥Ⅲ級；所有病人均在術(shù)前行磁共振平掃增強、擴散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)、T2-FLAIR增強，圖像均清晰。

1.2 檢查的設備及方法本文的64例病人掃描均在聯(lián)影1.5T磁共振進行，采用標準4通道頭顱正交線圈，均完成冠狀位、矢狀位及軸位平掃、DWI掃描并使用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)對比劑行增強掃描，MRI平掃包括軸位T1WI(TR＝210ms，TE＝3.66ms)、T2WI(TR＝3000ms，TE＝110ms)，冠狀位T2WI(TR＝6300ms，TE＝122.88ms)，增強后行橫斷位T2-FLAIR掃描。FLAIR參數(shù)：TR=400ms，TE=140ms，TI=2400ms，層厚6.5mm，間隔1.8mm；增強對比劑為釓噴酸葡胺，劑量0.15～0.2mL/kg，經(jīng)前臂靜脈注射。掃描層厚6mm，層間距1.8mm，矩陣230mm×200mm。DWI成像FOV、層厚、層間距、矩陣均與常規(guī)掃描相同(T2-FLAIR，T1WI增強)一致，擴散敏感梯度場同時施加在頻率、相位編碼及層面選擇3個方向上，分別取b=0s/mm2和b=1000s/mm2，激勵次數(shù)均為1次。

1.3 圖像處理將所有原始的DWI及T1WI、T2-FLAIR增強MRI圖像導入聯(lián)影后處理工作站進行分析來判定腫瘤邊界及水腫邊界。瘤周水腫區(qū)在T2W及T2W-FLAIR表現(xiàn)高信號，增強掃描不強化，根據(jù)以上特點瘤周水腫區(qū)范圍定義為實質(zhì)強化病灶邊緣外10mm，然后在DWI圖像上找出相對應的位置,在生成的 表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖上于瘤周水腫區(qū)及對側(cè)正常腦實質(zhì)區(qū)找到相對應的位置分別取一個同等范圍大小的區(qū)域繪制感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI選取避開囊變、壞死、出血等區(qū)域，感興趣區(qū)(ROI)大小約10mm2，記錄ADC值,以上兩組均行重復測量3次，結(jié)果取3次測量的平均值，用所得ADC值除以對側(cè)正常組織的ADC值，即獲得相對表觀擴散系數(shù)(relative apparent diffusion coefficient，rADC)。

1.4 統(tǒng)計學分析應用SPSS 26.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理。高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫計量所得各參數(shù)ADC、rADC值采用t檢驗和Wilcoxon檢驗，結(jié)果均以(±s)表現(xiàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)收集情況收集的64例患者中，其中轉(zhuǎn)移瘤30例。高級別膠質(zhì)瘤34例，年齡25-89歲，平均年齡60.2歲，男生41例，女生23例。轉(zhuǎn)移瘤原發(fā)病源胰腺癌1例、肝癌2例、乳腺癌3例、結(jié)腸癌3例、卵巢癌2例、甲狀腺癌1例其余均18例均為肺癌，高級別膠質(zhì)瘤有膠質(zhì)母細胞瘤19例間變性星形細胞瘤10例，頂葉3例，枕葉1例，橋腦腳區(qū)1例，額葉11例，其余病灶均位于顳葉，其中64例患者中有41例在T2-FLAIR增強序例上表現(xiàn)出強化(圖1-圖2)。

圖1A-圖1E 右側(cè)顳葉高級別膠質(zhì)瘤圖2A-圖2E 左側(cè)額葉轉(zhuǎn)移瘤

2.2 近瘤周水腫區(qū)ADC值及rADC值的分析高級別膠質(zhì)瘤相應數(shù)值的ADC值、rADC值均小于腦轉(zhuǎn)移瘤，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)(表1)。

表1 高級別膠質(zhì)瘤與腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)ADC值與rADC值比較

3 討論

3.1 T2-FLAIR增強序列的原理及臨床優(yōu)勢液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR)是一個比較特殊的反轉(zhuǎn)恢復序列，該序列在產(chǎn)生信號的90°激勵脈沖前先使用一個 180°的反轉(zhuǎn)脈沖，經(jīng)過一定的弛豫時間，使得游離水的信號幾乎為零，T1值為零，不能獲得磁共振信號；于此同時因不同組織的T1值不同，此時再次施加一個180°脈沖，可以獲得不斷恢復中的磁共振信號[3]。腦脊液的T1值靠近自由水，由此獲得一個腦脊液信號被抑制的極度重T2WI,導致腦灰白質(zhì)對比度較低,背景受到抑制,但是病灶與背景的對比度較T2WI顯著增加,更好地顯示腫瘤的邊界與周圍水腫，使得組織對比度增強，提高了腫瘤邊界的顯示率。T2-FLAIR該序列使用180°反轉(zhuǎn)脈沖，反轉(zhuǎn)恢復時間(IR)比較長，使得其具有輕微的T1效應，利用此效應用于增強檢查，相對于T1增強序列，T2-FLAIR增強序列對低濃度造影劑更加敏感，特別是使用小分子造影劑時，其對病灶的強化效率可以達到4倍以上[4]。行增強檢查，對比劑釓噴酸葡胺的使用大大縮短了病變組織的T1值，使得T1效應的病灶得到明顯強化，表現(xiàn)為高信號，然而正常情況下對比劑是不能進入血腦屏障，引起病灶實質(zhì)性強化，因而T1增強不能顯示腫瘤邊界的浸潤程度，只是反應血腦屏障的破壞[5]。有研究表明在增強T2-FLAIR 序列上瘤周水腫區(qū)與灰白質(zhì)、腦脊液的信號強度值均高于增強T1WI序列[6]。

3.2 高級別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤的瘤周水腫的病理機制瘤周水腫(peritumoral brain edema.PTBE)是指腫瘤周圍出現(xiàn)的神經(jīng)內(nèi)液體含量的增加，是腫瘤發(fā)生的一種繼發(fā)性病理改變，是膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤的常伴征象。瘤周水腫的形成機制目前尚不明確，但大多研究表明血腦屏障(Blood-Brain Barrier，BBB)在其形成過程中起著重要的作用[7]。腫瘤毛細血管的通透性通常大于正常的毛細血管，新生的腫瘤血管呈現(xiàn)管壁薄弱，排列稀疏等不規(guī)則特性，腫瘤細胞容易穿透血腦屏障，引起細胞間隙內(nèi)電解質(zhì)、無機鹽等大分子物質(zhì)含量增加，液體的過多聚集導致瘤周細胞外間隙變窄，另外，瘤體分泌一系列活性因子，癌栓堵塞引流靜脈且瘤體壓迫周圍腦實質(zhì)導致引流靜脈閉塞，不斷聚集的液體，引發(fā)血管源性的瘤周水腫形成。腫瘤浸潤性生長，由于膠質(zhì)瘤細胞與白質(zhì)纖維度的高度親和性，在腫瘤生物學行為上表現(xiàn)為腫瘤沿白質(zhì)纖維的擴散及血管間隙向鄰近的正常腦組織蔓延，使得其瘤周水腫帶不僅僅表現(xiàn)與出血管性水腫相關(guān)[8]，而且根據(jù)Kelly等研究發(fā)現(xiàn)其周圍還有腫瘤細胞的分布，通常導致其邊界不清；腦轉(zhuǎn)移瘤為膨脹性生長，瘤周水腫區(qū)無新生毛細血管及腫瘤細胞的浸潤，常常表現(xiàn)為單純性的血管原性水腫，其形成可能是與一些腫瘤因子有關(guān)，如腫瘤壞死因子、血管內(nèi)皮生長因子[9]，根據(jù)STRUGER的研究表明，血管內(nèi)皮因子表達的多少與其水腫的范圍有正相關(guān)[10]。

3.3 DWI技術(shù)在近瘤周區(qū)鑒別高級別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤的價值DWI是目前能夠準確且敏感反應活體水分子運動擴散情況且進行定量的唯一方法，無創(chuàng)且成像速度快。該項技術(shù)能夠反映病理狀態(tài)下組織水分子的自由度，觀察組織水分子的微觀運動。DWI靜止的組織由于無散相位，其信號強度不受影響，由于布朗運動，分子所處位置發(fā)生變化，在普通自旋回波基礎(chǔ)上施加的彌散敏感梯度場使得相位無法完全重聚，組織信號發(fā)生減低，在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號，反之則表現(xiàn)為低信號，然而由于受組織T2穿透效應的影響，DWI圖像不能真實的反應病理組織內(nèi)水分子的擴散快慢程度[11]。但是通過DWI檢查所獲得的ADC值能夠定量的反應組織內(nèi)水分子的擴散程度，ADC值的大小與水分子的擴散能力成正相關(guān)，有研究表明其與腦組織的含水量的增加成明顯的線性關(guān)系[12]，ADC值越大，表明水分子的擴散能力越強，在ADC圖像上表現(xiàn)為高信號，反之則表現(xiàn)為低信號。本研究通過由DWI技術(shù)生出的ADC圖上測量高級別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫區(qū)10mm范圍內(nèi)的ADC值及相應對側(cè)的ADC值，計算出rADC。研究中，高級別膠質(zhì)瘤的瘤周水腫的ADC值rADC均低于腦轉(zhuǎn)移瘤，兩者有顯著差異，主要是因為兩者瘤周水腫形成的病理組織機制不一樣，前者因為腫瘤新生血管的生成，血管通透性增加、周圍血腦屏障的破壞，導致水腫區(qū)多數(shù)會出現(xiàn)腫瘤細胞的浸潤，這些腫瘤細胞因其細胞核大，漿液少且排列緊密，引起細胞外組織間隙變小，阻礙了水分子的運動，導致彌散受限，ADC值降低，在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號(見圖一)；后者轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫則為血管原性水腫，無腫瘤細胞浸潤。水腫區(qū)組織細胞間隙增大，水分子自由度高，水分子擴散能力增強，ADC值升高，DWI圖像上表現(xiàn)為低信號[13](見圖2)。有研究顯示瘤周水腫區(qū)的ADC值、瘤體的最大徑和最小徑都具有統(tǒng)計學差異，但是從ROC曲線的診斷效能來判，瘤周水腫區(qū)ADC值的診斷價值最大，腦轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫平均 ADC值要高于高級別膠質(zhì)瘤，且特定的ADC值對轉(zhuǎn)移瘤有診斷價值[14]，本研究結(jié)果顯示高級別膠質(zhì)瘤瘤周水腫的平均ADC值為1.35±0.16x10-2mm2/s(見表1)，轉(zhuǎn)移瘤瘤周水腫的平均DC值為1.83±0.13x10-2mm2/s(見表1)，兩者的ADC值具有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)，與饒麟等[15]研究結(jié)果一致；本研究結(jié)果顯示高級別膠質(zhì)瘤的rADC值為1.88±0.26x10-2mm2/s(見表1)，腦轉(zhuǎn)移瘤的rADC值為2.39±0.21x10-2mm2/s(見表1)，這2種腫瘤近瘤周水腫區(qū)的rADC值的差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)[16]，祝翠玲等研究顯示近瘤周水腫區(qū)的rADC值在高級別膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤方面有診斷價值[17]，田星宇等研究結(jié)果也表明rADC值可以一定程度上反應膠質(zhì)瘤瘤周浸潤情況與本研究結(jié)果一致[18]。

本研究尚存有不足之處：(1)選取樣本時間跨度大、樣本容量相對不是足夠的大；(2)T2-FLAIR增強序列病灶強化數(shù)量有限.

綜上所述，在診斷高級別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤結(jié)論中，其瘤周水腫區(qū)以T2-FLAIR增強序列為參照獲得的ADC值及rADC值均具有診斷效能且一定程度地提高了鑒別效率。另外增強T2-FLAIR序列對低濃度造影劑敏感，可以一定程度的保護患者。