磁共振灌注成像在膠質瘤復發與放射性壞死鑒別診斷中的應用

黃 偉，任曉輝，林 松

（首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科，北京100050）

磁共振灌注成像在膠質瘤復發與放射性壞死鑒別診斷中的應用

黃 偉，任曉輝，林 松

（首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科，北京100050）

隨著放化療成為膠質瘤標準治療的一部分，放射性壞死成為了臨床醫生需要處理的棘手問題.放射性壞死與膠質瘤復發在增強核磁影像中均表現為不均勻增強的病灶，因此鑒別困難.隨著影像學的發展，影像技術的涌現，給兩者的鑒別提供了多種途徑.本文就磁共振灌注成像在腦膠質瘤復發與放射性壞死鑒別診斷進行綜述.

膠質瘤；復發；放射性壞死；磁共振灌注成像

0 引言

膠質瘤是起源于神經上皮組織的腫瘤統稱，是顱內最常見的惡性腫瘤，超過顱內原發惡性腫瘤的50%［1］，包括少突膠質細胞瘤、星形細胞瘤、膠質母細胞瘤、髓母細胞瘤等.按照世界衛生組織（WHO）分級系統分為Ⅰ～Ⅳ級，其中Ⅲ級和Ⅳ級膠質瘤稱為惡性膠質瘤.膠質瘤的標準治療是保護功能的前提下最大范圍的腫瘤組織切除及術后的輔助治療，即放療和化療.放療導致的放射性損傷在核磁影像中呈現為異常強化灶，表現與復發膠質瘤類似，鑒別非常困難.

1 磁共振灌注成像的原理

磁共振灌注成像（perfusion?weighted imaging，PWI）是反映組織微血管分布和血流灌注情況的一種功能性成像方法，能提供組織血流動力學信息，具有高空間分辨率和時間分辨率.近些年在臨床上廣泛應用于膠質瘤診斷和鑒別診斷［2－5］.

磁共振灌注加權成像其常用序列包括：T2加權磁敏感動態增強（dynamic susceptibility contrast，DSC）磁共振成像、T1加權動態增強 （dynamic con?trast enhancement，DCE）磁共振成像和動脈自旋標記增強（arterial spin labeling，ASL）磁共振成像.DSC、DCE需要注射外源性對比劑，而ASL則無需注射外源性對比劑.腦腫瘤的PWI多采用DSC法.其方法是靜脈注順磁性對比劑后，對比劑在首過腦組織微循環過程中引起局部磁場的短暫變化導致圖像上的信號強度下降［6］.信號下降的程度與局部腦血流量和對比劑濃度呈正比.通過測量信號的變化可獲得時間?信號強度曲線，并可進一步計算相對腦血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）、相對腦血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）、相對平均通過時間（relative mean transit time，rMTT）等血流動力學參數.

2 膠質瘤復發的表現與原理

血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是目前最重要的血管生長刺激因子，而膠質瘤的血管內皮生長因子往往高表達［7］，因此，膠質瘤血管眾多，血供豐富.但其血管結構與正常組織血管結構具有顯著區別.膠質瘤新生血管不僅密度大，而且血管結構不成熟缺乏周圍平滑肌層和外皮層，基底膜不完整，腫瘤區域血腦屏障（blood brain barrier，BBB）結構和功能嚴重破壞，因此膠質瘤血管的通透性較高［8－9］.當腫瘤復發時，患者癥狀往往明顯，出現惡心嘔吐、癲癇發作等，磁共振影像表現為不均一的增強病灶，且病變血管眾多，血供豐富，血流量大.

3 放射性壞死的表現與原理

放射性壞死是放射治療嚴重的并發癥之一，它既可以是無癥狀的，也可以是有癥狀的，比如頭疼、神經功能障礙等，臨床上難以診斷，影響早期診斷和治療.放射治療既可產生即刻的組織損傷，亦可導致延遲的組織損傷［10］.急性損傷一般發生于照射后數天至數周，可能由輻射誘導的內皮細胞凋亡引起，導致BBB的破壞和腫瘤周圍組織水腫.而內皮重塑的慢性缺氧加劇放射性損傷，進一步導致放射性壞死的微環境變化.BBB的分解也可能增強化療藥物（如替莫唑胺，TMZ）的功效，造成周圍組織損傷的意外后果.這些改變引起造影劑容易通過血腦屏障，出現類似腫瘤復發的進展性病灶.但這種病灶往往血管稀少，血流量低.

有文獻指出，放射性壞死的發生率為 3%～24%［11－12］，且MGMT突變、替莫唑胺化療藥物的應用可能增加其發生率［13－14］.Na等［15］發現腦組織的耐受性放射劑量為45～51 Gy，并且高劑量可增加放射性壞死的風險，潛伏期也明顯縮短.

4 PWI在復發膠質瘤與放射性壞死的鑒別中的應用

PWI能反應組織微循環的分布及血流灌注情況，評價局部組織活力和功能.最常用的參數是rCBV和rCBF.膠質瘤血管豐富，細胞正常活躍，代謝旺盛，rCBV和rCBF值往往比放射性壞死高.Kong等［16］認為rCBV超過1.47腫瘤進展可能性大.Sugahara等［17］通過20例患者的回顧性研究發現，rCBV＜0.6意味著放射性壞死，rCBV＞2.6代表腫瘤復發.王玉林等［18］研究發現，rCBV比值≤0.77時，診斷放射性壞死的敏感度為100%，當rCBV比值≥2.44時，診斷膠質瘤復發的特異性為100%.Bobek?Billewicz等［19］通過將CBV標準化（即rCBV＝CBV患側／CBV健側）獲取rCBV閾值，當rCBVmax＞1.7或平均rCBVmean＞1.25判定為腫瘤復發，最大rCBVmax＜1.0或平均rCBVmean＜0.5判定為放射性損傷.國內外研究眾多，但rCBV具體的閾值界定還有待進一步研究.不同研究表明，PWI在鑒別膠質瘤復發與放射性壞死的特異性為90%～100%，敏感性為50.0%～91.7%.

5 PWI與多種核磁影像的聯合應用

除了PWI，還有多種成像技術應用于鑒別放射性壞死與復發中，如波譜成像（MR spectroscopy，MRS）、彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）、正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomo?graphy，PET）等［20］.MRS通過定量檢測腦內特定化合物含量而反映局部代謝狀況和生化指標.腫瘤復發時，膽堿（Cho）／N?乙酰天門冬氨酸（NAA）、Cho／肌酸（Cr）比值明顯升高.DWI是以圖像形式顯示水分子布朗運動，能夠提供腦組織結構完整性的部分信息.腫瘤復發時，水分子彌散受限，表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）降低，呈現高信號.PWI反映局部組織血流灌注情況，腫瘤血供豐富，rCBV、rCBF等升高.PET?CT可提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息，腫瘤復發較放射性壞死代謝高.每種技術反映病變的特性不一，各有其優勢.但單個影像診斷區分放射性壞死及腫瘤復發仍然具有挑戰性，靈活使用多種影像學資料綜合診斷能提高診斷的準確性.

Guzmán?De?Villoria等［21］比較顱腦原發腫瘤的PWI、DWI、MRS表現，發現高級別腫瘤rCBV、NAA／Cr、Cho／Cr值較低級別腫瘤高，ADC值比低級別腫瘤低.Matsusue等［22］通過分析20例膠質瘤患者的影像學資料發現，ADC比值＜1.30時，鑒別腫瘤復發與放射性壞死的精確度為86.7%；當rCBV＜2.10時，鑒別精確度也為86.7%；當Cho／Cr＞1.29且Cho／NAA＞1.06時，診斷的精確度為84.6%.當聯合診斷時精確度可達到93.3%，比單獨診斷精確度明顯提高，因此他們也認為聯合多種核磁影像能提高診斷的準確性.

6 討論

隨著膠質瘤術后放療的廣泛應用，放射性壞死與腫瘤復發的鑒別成為了一大難題.不同診斷對應不同的后續治療及預后.關于放射性壞死的病理生理學知之甚少.放射性壞死主要是對癥治療，包括激素、高壓氧、貝伐單抗等.若壞死面積大，患者腦水腫、高顱壓或神經損害癥狀明顯，可采用手術切除病灶.而腫瘤復發，根據腫瘤位置、大小、患者癥狀等，可以選擇手術或者放療、化療.因此，鑒別腫瘤復發與放射性壞死尤為重要.常規MRI序列，包括T1WI、T2WI以及增強，是通過對病變的含水量、血流流空現象和對比劑透過受損壞的血腦屏障進入病灶的情況來分析、評估腦內病變的.曾經，在治療后MRI上的增強病灶被認為是腫瘤復發.但隨著影像學的發展，發現MRI增強體積并不能與腫瘤的體積劃上等號，增強核磁上的異常信號區域主要反映的是血腦屏障受到破壞后范圍.炎癥、腦缺血、放射性損傷等均可呈現類似現象.

PWI用于鑒別也有其局限性.同 MRS、DWI、PWI、PET?CT等檢查一樣，特異性和敏感性均不是太高.膠質瘤異質性大，不同腫瘤生長速度快慢不一.對于生長非常迅速的腫瘤，局部腫瘤出現缺血壞死，也可能出現低灌注的情況.放射性壞死時，血腦屏障亦不完整，局部灌注也會升高.再者，臨床上一些抗血管生成藥物的應用，如貝伐單抗，影響病灶血管的生成，亦可出現假陰性.臨床上應聯合多種影像資料及患者的癥狀體征作出綜合判斷.若此時仍然診斷不清，可活檢進一步確診或者手術［23－27］.

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Application of perfusion MR imagingin differential diagnosis of radiation necrosis and recurrence of glioma

HUANG Wei，REN Xiao?Hui，LIN Song
Department of Neurosurgery，Beijing Tiantan Hospital，Capital Medical University，Beijing 100050，China

With radiotherapy and chemotherapy as part of the standard treatment of glioma，radiation necrosis has become a big problem which needs to solve.It is very difficult to discriminate radiation necrosis and tumor recurrence only rely on enhanced magnetic resonance.With the development of imaging technology，it provides many ways to identify the necrosis and recurrence of glioma.In this article，we reviewed the using of magnetic reso?nance perfusion imaging in differential diagnosis of radiation nec?rosis and tumor recurrence.

glioma；tumor recurrence；radiation necrosis；PWI

R739.41

A

2095?6894（2017）07?80?03

2017－05－13；接受日期：2017－05－28

國家自然科學基金項目（2060603）

黃 偉.碩士.E?mail：huangwei6067＠126.com

林 松.博士，教授.E?mail：linsong2005＠126.com