表觀彌散系數(shù)對(duì)腦淋巴瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的鑒別診斷

張德輝，王麗君，魏 強(qiáng)，宋清偉，苗延巍*

腦內(nèi)淋巴瘤是少見的顱內(nèi)原發(fā)腫瘤，占4%～7%[1-3]，盡管其典型的MR表現(xiàn)具有一定的特征性，如多位于腦實(shí)質(zhì)深部；信號(hào)多均勻，多呈T2等信號(hào)；增強(qiáng)后顯著強(qiáng)化等，但是，仍有部分淋巴瘤因發(fā)生在較表淺部位、伴發(fā)囊變等而診斷相對(duì)困難，尤其需要與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma multiforme,GMB)進(jìn)行鑒別。淋巴瘤對(duì)放化療比較敏感，手術(shù)后的生存期與GMB不同，因此對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確地術(shù)前診斷十分必要。近年來功能磁共振技術(shù)的發(fā)展，尤其是彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI) 的較廣泛應(yīng)用為該疾病的鑒別診斷提供了新的思路。本研究擬對(duì)病理確診的腦淋巴瘤及GMB的DWI表現(xiàn)和表觀彌散系數(shù)值(apparent diffusion coeffi cient,ADC) 進(jìn)行對(duì)照分析，以探討ADC值對(duì)兩者的鑒別診斷價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析經(jīng)病理證實(shí)的腦內(nèi)淋巴瘤12例，男8例，女4例，年齡35～72歲，平均59歲；GMB15例，男9例，女6例，年齡41～62歲，平均51歲。臨床癥狀包括頭痛(淋巴瘤8例，GMB 11例)、頭昏(淋巴瘤3例，GMB 7例)、記憶力下降(淋巴瘤3例，GMB 6例)、肢體運(yùn)動(dòng)或感覺障礙等(淋巴瘤3例，GMB 7例)等。

1.2 MR掃描

所有患者均行顱腦MR掃描，采用GE Signa MR/i 1.5 T超導(dǎo)型掃描儀和正交頭線圈。掃描序列包括：自旋回波序列(SE)的T1WI(矢狀位和軸位)，快速自旋回波序列(FSE)的T2WI(軸位)和軸位DWI掃描，最后行T1WI增強(qiáng)掃描。T1WI增強(qiáng)掃描的對(duì)比劑為釓賁替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，注射量0.1 mg/kg。T1WI：TR=300～400 ms，TE=9 ms，NEX 2；T2WI：TR=3000～4000 ms，TE=90～120 ms，NEX 2。層厚6 mm，層間距1.0 mm，F(xiàn)OV=22～24 cm，矩陣為(192～256)×(256～320)。T1WI增強(qiáng)的掃描參數(shù)與其平掃一致。DWI掃描采用單次激勵(lì)SE-EPI序列，彌散敏感系數(shù)(b值)為0 s/mm2和1000 s/mm2；層厚6 mm，層間距1.0 mm，F(xiàn)OV=23 cm，矩陣為128×128。

1.3 圖像分析

將DWI原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DW4.3工作站，利用Functool 2.0軟件進(jìn)行圖像后處理，得到ADC圖。由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生在不知道病理結(jié)果的情況下對(duì)所有病例圖像進(jìn)行分析、測(cè)量。首先將T1低信號(hào)、T2等或高信號(hào)(與正常腦白質(zhì)相比)以及增強(qiáng)后顯著強(qiáng)化區(qū)域視為腫瘤的實(shí)質(zhì)部分。觀察并分析腫瘤的DWI信號(hào)，信號(hào)高低以對(duì)側(cè)正常白質(zhì)為參照。在腫瘤實(shí)質(zhì)部分中央放置圓形感興趣區(qū)(ROI)進(jìn)行ADC值測(cè)量，每個(gè)ROI直徑約為0.8～1.2 cm，并避免壞死區(qū)、周圍水腫區(qū)以及瘤內(nèi)血管的容積效應(yīng)。在每一腫瘤實(shí)質(zhì)部分分別放置3個(gè)ROI進(jìn)行測(cè)量，記錄均值及標(biāo)準(zhǔn)差，以3次測(cè)量的均值為最終測(cè)量結(jié)果；對(duì)于多發(fā)病灶，分別在每個(gè)腫瘤結(jié)節(jié)的實(shí)質(zhì)部分進(jìn)行測(cè)量(每個(gè)結(jié)節(jié)測(cè)3次)，取同一病例所有結(jié)節(jié)實(shí)質(zhì)部分的平均值為最終值。同時(shí)，分別將同樣大小的3個(gè)ROI移到同一層面的對(duì)側(cè)白質(zhì)區(qū)，測(cè)量其ADC值，也取3次均值為最終測(cè)量值；計(jì)算ADC比值，即rADC=ADC腫瘤實(shí)質(zhì)/ADC對(duì)側(cè)白質(zhì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：以配對(duì)t檢驗(yàn)比較淋巴瘤或GMB腫瘤實(shí)質(zhì)部分與其對(duì)側(cè)白質(zhì)的ADC值；2組腫瘤間的腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值以及rADC值的對(duì)比采用兩樣本t檢驗(yàn)。利用接受者操作特性曲線(ROC)來確定2組間鑒別診斷的ADC和rADC界值。所有結(jié)果均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05為具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)MR及DWI信號(hào)特點(diǎn)

12例淋巴瘤，病理學(xué)結(jié)果均為彌漫性B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)；單發(fā)9例，多發(fā)3例，總共16個(gè)結(jié)節(jié)灶；發(fā)生在顳葉8個(gè)，頂葉3個(gè)，額葉3個(gè)，枕葉2個(gè)。12個(gè)結(jié)節(jié)信號(hào)均勻(75%)，在T1WI、T2WI上信號(hào)與腦白質(zhì)相似，DWI上呈稍高或高信號(hào)(圖1～3)，ADC圖為稍低或低信號(hào)；4個(gè)結(jié)節(jié)信號(hào)不均(25%)，呈囊實(shí)混合信號(hào)，實(shí)質(zhì)部分為等T1、等T2信號(hào)及稍高DWI信號(hào)，囊變區(qū)呈T1低、T2高信號(hào)，DWI為腦脊液樣高信號(hào)。15例GMB，均為單發(fā)，發(fā)生在顳葉4個(gè)，頂葉6個(gè)，額葉5個(gè)；瘤體均呈囊實(shí)混合性(100%)，實(shí)性部分為T1低、T2高信號(hào)，DWI為等或稍低或稍高信號(hào)(圖4～6)，ADC圖呈稍高信號(hào)，囊性部分相對(duì)于淋巴瘤更加顯著，信號(hào)與腦脊液相近。

2.2 ADC值及rADC值

淋巴瘤組與GMB組的對(duì)側(cè)正常表現(xiàn)白質(zhì)的ADC值(×10-3mm2/s)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(0.773±0.057,0.768±0.077,t=1.92,P=0.85)。由表1所示，淋巴瘤瘤體實(shí)質(zhì)的ADC值為0.593±0.176，顯著低于對(duì)側(cè)正常表現(xiàn)白質(zhì)(t=3.45,P=0.006)；而GMB瘤體實(shí)質(zhì)部分的ADC值(0.975±0.118)明顯高于其正常表現(xiàn)的白質(zhì)(t=3.83,P＜0.001)。淋巴瘤的rADC值為0.77±0.15，GMB為1.27±0.19，具有明顯差異(t=3.83，P＜0.001)。

圖1～3 男，59歲；右額葉淋巴瘤。T2WI上瘤體呈等-稍高混雜信號(hào)，周圍伴以明顯的高信號(hào)水腫帶(圖1)，T1增強(qiáng)后病灶實(shí)質(zhì)為明顯強(qiáng)化，中央有弱強(qiáng)化區(qū)(圖2)，DWI顯示瘤體呈高信號(hào)(圖3，ADC值=0.612×10-3 mm2/s)。圖4～6：男，55歲，右額葉GMB。T2WI顯示瘤體呈中央高(提示壞死囊變)、外周等信號(hào)(腫瘤實(shí)質(zhì))，瘤周水腫明顯(圖4)，增強(qiáng)后瘤體為顯著不均勻環(huán)狀強(qiáng)化(圖5)，DWI上瘤體中央為低信號(hào)，周圍圍以稍高信號(hào)(圖6，腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值=0.884×10-3 mm2/s)Fig 1-3.A 59-year-old man with lymphoma in right frontal lobe.On T2-weighted image,the lesion is isointense and slight hyperintense relative to the normal-appearing white matter (NAWM) with obvious edema region (Fig 1).Contrast-enhanced T1-weighted image shows a ring-like enhanced lesion (Fig 2).On DWI,the lesion is hyperintense relative to the NAWM.(Fig 3),and ADC value was 0.612×10-3 mm2/s.Fig 4-6.A 55-year-old man with GMB in right frontal lobe.On T2WI,the mass is a round,iso- and hyperintense lesion with obvious edema region (Fig 4).After injection of Gd-DTPA,the lesion shows a heterogeneous ring-like enhancement (Fig 5).On DWI,the lesion is central hypointense with peripheral slight-hyperintense relative to the NAWM.(Fig 6).Its ADC value was 0.884×10-3 mm2/s.

表1 淋巴瘤與GMB實(shí)質(zhì)部分的ADC值、rADC值Table 1 ADC and rADC of lymphomas and GMB

圖7散點(diǎn)圖可以顯示，淋巴瘤瘤體實(shí)質(zhì)的ADC值顯著低于GMB的(P＜0.001)。通過ROC對(duì)所有病例進(jìn)行分析，設(shè)立以ADC=0.805×10-3mm2/s為鑒別淋巴瘤與GMB的界值，其診斷的靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性分別為100%、92%和96%(曲線下面積AUC=0.91)；而rADC的界值為1.08(靈敏度100%，特異性95%，準(zhǔn)確性100%，AUC=0.98)。

3 討論

原發(fā)性腦淋巴瘤是一種少見顱內(nèi)腫瘤，可以發(fā)生在免疫缺陷人群，也可發(fā)生于免疫功能正常人群。目前，隨著AIDS病的出現(xiàn)及器官移植的廣泛開展，免疫抑制劑和化療藥物應(yīng)用的逐漸增多，腦淋巴瘤發(fā)病率也相應(yīng)增加[1-3]。腦淋巴瘤血供豐富，可以浸潤生長，可能發(fā)生小的囊變，很少有出血。GMB是常見的星形細(xì)胞瘤高級(jí)別亞型(WHO IV級(jí))，腫瘤侵襲性強(qiáng)，血供較豐富，容易發(fā)生壞死、囊變、出血[4]。雖然這兩種腫瘤均具有明顯的惡性腫瘤特征，但是，兩者治療方法以及預(yù)后不一樣，術(shù)前對(duì)其準(zhǔn)確診斷是非常必要的。

這兩種腫瘤的常規(guī)MR特征不盡相同：與GMB相比，腦淋巴瘤的T2WI圖像信號(hào)上與腦灰質(zhì)相近，而且比較均勻；增強(qiáng)掃描時(shí)病灶呈較均勻的顯著強(qiáng)化[1,2,5]。這些常規(guī)MR征象為兩者的鑒別提供了有意義的信息。但是，在臨床工作中，由于這兩種腫瘤可能存在高細(xì)胞密度、高血供以及伴發(fā)的囊變壞死等相似的特質(zhì)，常規(guī)MR鑒別診斷仍存在難度。本研究中，16個(gè)淋巴瘤結(jié)節(jié)灶中，4個(gè)(25%)出現(xiàn)囊變壞死區(qū)，給確切診斷造成了一定困難。

DWI是不同于常規(guī)MRI 技術(shù)的序列，可提供組織微觀水分子運(yùn)動(dòng)的信息，補(bǔ)充了傳統(tǒng)成像方法的不足[6]。本組病例中，淋巴瘤均表現(xiàn)為相對(duì)于正常白質(zhì)的稍高或高信號(hào)，而GMB的DWI信號(hào)變化相對(duì)繁多。Akter等[7]研究發(fā)現(xiàn)，淋巴瘤的DWI信號(hào)多為高或部分高信號(hào)(81%)，少數(shù)為等信號(hào)(19%)，而DWI信號(hào)高低明顯受腫瘤的表觀彌散系數(shù)(ADC)和T2信號(hào)影響。以往研究發(fā)現(xiàn)，DWI圖像信號(hào)除了受上述因素影響外，還受組織的彌散敏感梯度(b)以及各向異性等影響。ADC值受的影響相對(duì)較少，能夠比較準(zhǔn)確的反映病變的彌散狀況[8]。本研究即采用ADC值來量化分析淋巴瘤和GMB腫瘤實(shí)質(zhì)部分狀況；同時(shí)，為了進(jìn)一步消除測(cè)量時(shí)存在的系統(tǒng)誤差，本研究以對(duì)側(cè)正常白質(zhì)的ADC值為對(duì)照，計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)的相對(duì)ADC值(rADC)，以力求提高測(cè)量分析的準(zhǔn)確性。

圖7 由散點(diǎn)圖可見，淋巴瘤腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值分布明顯低于GMBFig 7 ADC values were lower in the solid areas of lymphomas than in those of GMB according to scatterplot disturbance.

本組病例測(cè)量的對(duì)象為腫瘤實(shí)質(zhì)，盡量避免可能的干擾因素，如大的壞死囊變區(qū)、出血灶以及腫瘤內(nèi)血管結(jié)構(gòu)等。文獻(xiàn)報(bào)道，影響腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值的因素主要包括細(xì)胞數(shù)目、大小和排列、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的數(shù)目和大小、細(xì)胞間隙以及微囊變、微出血等[9]。相對(duì)于正常腦組織，淋巴瘤ADC值顯著降低，分析原因可能為淋巴瘤細(xì)胞密集，細(xì)胞密度大，細(xì)胞外間隙小；同時(shí)細(xì)胞核大，核漿比高，染色質(zhì)呈顆粒狀，細(xì)胞器缺乏；再者，瘤內(nèi)乏有微囊變，均導(dǎo)致水分子彌散受限[4,10]。GMB雖然也有高細(xì)胞密度，但瘤內(nèi)較易發(fā)生微囊變及微出血，影響ADC值，導(dǎo)致ADC值相對(duì)較高[11-13]。從本研究可以看到，通過測(cè)量腫瘤實(shí)質(zhì)部分的ADC值，對(duì)于淋巴瘤與GMB的鑒別具有較高的效能，這與Toh[14]等的研究結(jié)果相近。本研究組以往的工作也發(fā)現(xiàn)，腫瘤實(shí)質(zhì)和周圍水腫區(qū)ADC值的測(cè)量，也為腫瘤良惡性的評(píng)估提供了新的方法[15,16]。

本研究中，測(cè)量中雖然盡可能避免腫瘤實(shí)質(zhì)內(nèi)出血、壞死、血管等結(jié)構(gòu)的影響，但是由于部分容積效應(yīng)的存在，實(shí)質(zhì)內(nèi)的這些結(jié)構(gòu)或多或少會(huì)降低測(cè)量的精確性；同時(shí)，病例數(shù)尚少，需要進(jìn)一步補(bǔ)充。

總之，定量測(cè)量腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值，并結(jié)合常規(guī)MRI圖像特點(diǎn)有助于對(duì)腦內(nèi)淋巴瘤及GMB做出明確診斷。

[References]

[1]Koeller KK,Smirniotopoulos JG,Jones RV.Primary central nervous system lymphoma:radiologic-pathologic correlation.RadioGraphics,1997,17(6):1497-1526.

[2]Slone HW,Blake JJ,Shah R,et al.CT and MRI findings of intracranial lymphoma.Am J Roentgenol,2005,184(5):1679-1685.

[3]Shenkier T N,Voss N,Chhanabhai M,et al.The treatment of primary central nervous system lymphoma in 122 immunocompetent patients.Cancer,2005,103(3):1008-1017.

[4]Alexander CG,Thomas JC,Rajesh CD,et al.Lymphomas and high-grade astrocytomas:comparison of water diffusibility and histologic characteristics.Radiol,2002,224(1):177-183.

[5]Lai R,Rosenblum MK,DeAngelis LM.Primary CNS lymphoma:a whole-brain disease? Neurology,2002,59(10):1557-1562.

[6]Dai JP,Shen HC,Li SW.MR pulse sequences in the central nervous system:part Ⅱ.Chin J Magn Reson Imaging,2010,1(4):305-310.戴建平,沈慧聰,李少武.磁共振脈沖序列在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(二).磁共振成像,2010,1(4):305-310.

[7]Akter M,Hirai T,Makinoc K,et al.Diffusion-weighted imaging of primary brain lymphomas:Effect of ADC value and signal intensity of T2-weighted imaging.Comput Med Imaging Graph,2008,32(7):539-543.

[8]de Figueiredo EH,Borgonovi AF,Doring TM.Basic concepts of MR imaging,diffusion MR imaging,and diffusion tensor imaging.Magn Reson Imaging Clin N Am,2011,19(1):1-22.

[9]Schaefer PW,Grant PE,Gonzalez RG.Diffusion weighted MR imaging of the brain.Radiol,2000,217 (2):331-345.

[10]Guo AC,Cummings TJ,Dash RC,et al.Lymphomas and high-grade astrocytomas:comparison of water diffusibility and histologic characteristics.Radiology,2002,224(1):177-183.

[11]Yamasaki F,Kurisu K,Satoh K,et al.Apparent Diffusion Coefficient of Human Brain Tumors at MR Imaging.Radiol,2005,235(3):985-991.

[12]Stadnik Tw,Chaskis C,Michotte A,et a1.Diffusionweighted MR imaging of intracerebral masses:comparison with conventional MR imaging and histologic findings.AJNR Am J Neuroradiol,2001,22 (5):969-976.

[13]Baehring JM,Bi WL,Bannykh S,et al.Diffusion MRI in the early diagnosis of malignant glioma.J Neurooncol,2007,82(1):221–225.

[14]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(2):471-475.

[15]Zhang JW,Wu JL,Miao YW,et al.Diffusion-weighted imaging in diagnosis of peritumoral edema of intracranial tumors.Chin J Med Imaging Technol,2005,21(12):1810-1814.張競(jìng)文,伍建林,苗延巍,等.磁共振彌散加權(quán)成像對(duì)腦腫瘤瘤周水腫的臨床應(yīng)用.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2005,21(12):1810-1814.

[16]Miao YW,He LY,Zhang JW,et al.MR diffusion weighted imaging in the classification of gliomas.Chin J Med Imaging Technol,2005,21(1):57-61.苗延巍,何立巖,張競(jìng)文,等.MR彌散加權(quán)成像對(duì)膠質(zhì)瘤分級(jí)的臨床應(yīng)用.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2005,21(1):57-61.