表觀擴散系數在鑒別皮層受累為主的膠質瘤與亞急性期腦梗死中的應用

張潔，婁昕，冷琦，胡廣中，杜靜波*

表觀擴散系數在鑒別皮層受累為主的膠質瘤與亞急性期腦梗死中的應用

張潔1，婁昕2，冷琦1，胡廣中1，杜靜波1*

目的探討表觀擴散系數在皮層受累為主的膠質瘤與亞急性期腦梗死中的鑒別診斷價值。材料與方法回顧性分析經手術和病理證實的24例皮層受累為主的膠質瘤及經臨床證實的24例皮層受累為主的亞急性期腦梗死的常規磁共振平掃及增強表現和擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)表現，比較皮層受累膠質瘤實性部分、皮層亞急性期腦梗死實質部位及正常腦組織的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值。結果24例皮層受累為主的膠質瘤包含低級別膠質瘤10例，高級別膠質瘤14例，共發現27個病灶，腫瘤實質部分DWI呈稍高或等信號，腫瘤實質部分平均ADC 值為(1.21±0.16)×10-3mm2/s，其中低級別膠質瘤腫瘤實性部分ADC值為(1.28±0.17)×10-3mm2/s，高級別膠質瘤實性成分平均ADC值為(1.01±0.22)×10-3mm2/s，對側正常大腦半球平均ADC 值為(0.84±0.07)×10-3mm2/s，腫瘤與正常腦實質的ADC值差異有統計學意義(P＜0.05)；皮層受累為主的亞急性期腦梗死在DWI上表現為高或稍高信號，其ADC 值明顯低于對側正常腦實質，病變平均ADC 值為(0.49±0.07)×10-3mm2/s，皮層受累為主的膠質瘤實性部分與皮層受累為主的亞急性期腦梗死實質部分平均ADC值差異有統計學意義(P＜0.05)。結論皮層受累為主的膠質瘤與皮層亞急性腦梗死的ADC值及DWI 表現結合常規MRI檢查具有較高的鑒別診斷價值。

神經膠質瘤；腦梗死；磁共振成像

膠質瘤是腦內最常見的腫瘤，為起自于神經上皮組織的腫瘤，它包括星形細胞瘤，少突膠質細胞瘤及室管膜瘤等，占顱內腫瘤的40%左右[1]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)已成為評價膠質瘤的首選影像學檢查方法。典型膠質瘤的MRI主要以腦干、皮質下白質區及小腦受累為主，很少累及大腦皮層，但有些不典型且容易誤診的膠質瘤主要累及大腦皮層，表現為腫瘤彌漫浸潤腦組織、腦內并未形成明確的腫塊，臨床上有時與皮層受累為主的急性或亞急性腦梗死鑒別困難，膠質瘤的誤診常發生在此種類型。腦梗死與腦膠質瘤均是臨床常見病，但二者的治療方案大相徑庭，大多數膠質瘤與腦梗死可以明確診斷，筆者主要針對容易發生誤診的皮層受累為主的膠質瘤及皮層受累為主的亞急性腦梗死，爭取在皮層受累為主的膠質瘤僅累及大腦皮層時明確診斷，爭取早期手術治療，提高生存率。筆者探討皮層受累為主的膠質瘤與亞急性腦梗死的擴散加權特征以及表觀擴散系數對二者的鑒別診斷價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

搜集首都醫科大學大興教學醫院及中國人民解放軍總醫院2014年4月至2016年12月經手術或穿刺證實的膠質瘤同時MRI以皮層受累為主的患者24 例，所有患者均簽署知情同意書，男14例，女10例，年齡37～62歲，中位年齡52歲，臨床表現以頭暈、頭痛、嘔吐、一側或雙側肢體無力及語言障礙為主。24例經臨床證實的亞急性期腦梗死同時磁共振成像以皮層受累為主的患者，男15例，女9例，年齡30～78歲，中位年齡62歲，臨床表現亦以頭暈、一側肢體活動不利及言語不利為主。亞急性期腦梗死定義為腦梗死后腦組織腫脹、軟化，可見占位效應，此期一般持續至梗死后第7～10天，本研究中患者選擇為發病3 d至1周內行MRI檢查。

1.2 儀器與方法

48例患者均采用GE DISCOVERY MR750 3.0 T超導型磁共振，使用32通道相控陣頭線圈，頭正中仰臥位，頭先進，掃描矩陣(224～256)×(256～288)，視野(FOV) 22 cm×24 cm，橫斷面6 mm/1 mm；矢狀面5 mm/1 mm；常規MRI平掃掃描矢狀位T1WI及橫斷位T1WI、T2WI及磁共振擴散成像(diffusion weighted imaging，DWI)(b值=1000)，部分病例增加掃描橫斷面T2FLAIR；增強常規掃描橫斷面、冠狀面及矢狀面脂肪抑制T1WI，對比劑使用釓-噴酸葡胺(Gd-DTPA)，0.2 mmol/kg體重，經肘前靜脈團注，速率為3 ml/s左右，之后以稍低速率跟注10～20 ml生理鹽水。

1.3 圖像分析及后處理分析

常規MRI征象分析，觀察皮層受累為主的膠質瘤的發生部位、形態及大小，腫瘤的信號特征，腫瘤內部均勻度，腫瘤周圍的水腫情況，增強掃描后病灶實質部位的強化特征，同樣觀察皮層受累為主的亞急性期腦梗死灶的發生部位、形態特點，病灶的信號特征，病灶內部信號均勻度，病灶周圍水腫情況及增強掃描后梗死灶的強化特征；DWI信號后處理分析，將DWI原始圖像輸入GE ADW 4.6工作站，運用Functool軟件分析獲得ADC圖，在ADC圖像上測量ADC值，分步選取皮層受累為主的膠質瘤病灶實質(避開囊變及壞死、出血及周圍水腫)、對側正常位置的大腦皮層，皮層受累為主的亞急性腦梗死及對側正常腦實質皮質區3個感興趣區(regions of interest，ROI)，每一個ROI面積不小于30 mm2，得到每個部位的ADC平均值。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 常規MR征象

24例皮層受累為主的膠質瘤患者中，低級別膠質瘤(Ⅰ～Ⅱ級)10例，高級別膠質瘤(Ⅲ級4例，Ⅳ級10例)14例，共發現27個病灶，多同時累及多個腦葉，其中累及額葉13例、顳葉10例、頂葉4例、島葉4例、枕葉3例，以額葉及顳葉皮層受累為主，其中2例高級別膠質瘤和1例低級別膠質瘤病變累及胼胝體，部分病變因浸潤生長，無法準確測量腫瘤大小，T2WI呈混雜高信號，T1WI呈混雜低信號，8例高級別膠質瘤合并有壞死和囊變，病灶周圍可見斑片狀水腫影，增強掃描14例高級別膠質瘤病灶均呈不均勻明顯強化或邊緣環形強化，周圍水腫未見明顯強化，1例混合性星形少突細胞膠質瘤Ⅱ級病灶呈不均勻腦回樣強化，邊緣少許水腫未見明顯強化，余9例低級別膠質瘤未見明顯強化。

24例皮層受累為主的亞急性腦梗死患者，16例為多發，8例為單發，T2WI呈稍高信號，T1WI呈稍低信號，病灶內部信號多均勻，均未見壞死及囊變，邊緣清晰，病灶短徑從10 mm到7 cm不等，周圍未見明顯水腫，皮層受累為主的腦梗死病灶多呈楔形，與供血動脈分布形態一致。增強掃描17例病灶呈斑點或腦回樣輕度強化，7例病灶未見明顯強化。

2.2 DWI特征

本研究皮層受累為主的膠質瘤的實性部分DWI多呈稍高或高信號，10例皮層受累為主的低級別膠質瘤中有6例DWI呈等信號，ADC圖中呈稍高信號，余4例低級別及14例皮層受累為主的高級別膠質瘤呈稍高或高信號，ADC圖呈稍高或高低混雜信號。8例皮層受累為主的高級別膠質瘤囊變壞死區ADC圖呈明顯高信號，皮層受累為主的膠質瘤腫瘤實性部分平均ADC 值為(1.21±0.16)×10-3mm2/s，對側正常大腦半球平均ADC 值為(0.84±0.07)×10-3mm2/s，腫瘤實性部分與正常腦皮層的ADC值差異具有統計學意義(P＜0.05；圖1～4；表1)。其中皮層受累為主的低級別膠質瘤腫瘤實性部分平掃ADC值為(1.28±0.17)×10-3mm2/s，高級別膠質瘤實性成分平均ADC值為(1.01±0.22)×10-3mm2/s。皮層受累為主的亞急性期腦梗死DWI呈明顯高信號，ADC圖呈低信號，病灶實性部分平均ADC值為(0.49±0.07)×10-3mm2/s，對側正常腦實質的ADC值為(0.85±0.08)×10-3mm2/s，兩者間的差異具有統計學差異(P＜0.05；圖5～8)。皮層受累為主的膠質瘤、皮層亞急性期腦梗死ADC值差別亦有統計學意義(P＜0.05)。

圖1～4 左額島葉膠質瘤Ⅲ級，病變呈團片狀稍長T2(圖1)、稍長T1(圖2)信號，DWI (圖3)呈稍高信號，ADC圖(圖4)呈稍高及低混雜信號，平均ADC值為0.83×10-3 mm2/s 圖5～8 左枕葉亞急性腦梗死，病變呈斑片狀稍長T2(圖5)、稍長T1 (圖6)信號， DWI (圖7)呈明顯高信號，ADC圖(圖8)呈低信號，ADC值為0.46×10-3 mm2/sFig. 1—4 Grade Ⅲ glioma of the left frontal-insula lobe, the lesion showed higher signal on T2WI (Fig.1), lower signal on T1WI (Fig.2), higher signal on DWI(Fig.3), higher and lower signal on ADC (Fig.4), average ADC value was 0.83×10-3 mm2/s. Fig. 5—8 Subacute infarction of left occipital lobe, the lesion was higher signal on T2WI (Fig.5), lower signal on T1WI (Fig.6), higher signal on DWI (Fig.7), lower signal on ADC (Fig.8), ADC values was 0.46×10-3 mm2/s.

表1 病變組與對照組ADC值結果比較(×10-3 mm2/s，x±s)Tab. 1 Comparison of ADC values between the lesion group and the control group (×10-3 mm2/s, x±s)

3 討論

3.1 表觀擴散系數原理

DWI是目前唯一能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的無創方法[2]，已成為頭顱MRI的常規成像序列，但是受病變組織T2穿透效應的影響，DWI上病變的信號高低與病變內水分子擴散的慢快并不一致[3]，而ADC圖能消除病變組織T2穿透效應的影響，因此筆者認為ADC值的測量成為必要。ADC值除受b值的影響外，其他的因素主要是細胞的數目、排列及細胞間隙[4-6]。本研究中的膠質瘤分為低級別膠質瘤和高級別膠質瘤兩組，高級別膠質瘤的腫瘤實質部分ADC值較低級別膠質瘤的ADC值有下降趨勢，正好與此種理論一致，隨著腫瘤惡性度增高，細胞增殖活躍，細胞間隙減小，限制了水分子擴散，ADC值降低，但是本研究中的高級別膠質瘤與低級別膠質瘤二者的ADC值差異不存在統計學差異，可能與腫瘤的異質性有關，有待于后續增加樣本量進一步研究。目前臨床上DWI應用最多的是對早期腦梗死的診斷，急性及亞急性腦梗死由于細胞毒性水腫，使得細胞外間隙狹窄，DWI呈明顯高信號[7]，本研究中的皮層受累為主的亞急性期腦梗死與文獻報道一致。DWI對腫瘤也有重要的診斷價值[8]。本研究中，筆者發現皮層受累為主的膠質瘤實性部分DWI上信號可以表現為略高信號或等信號，但是ADC值多較正常腦組織升高，其原因可能是腫瘤細胞間隙較正常腦組織細胞間隙增大，因此水分子擴散受限程度較正常腦組織擴散受限程度低，其可能的機制是腫瘤細胞間隙存在血管源性水腫，增大了細胞外間隙，因此腫瘤組織的ADC值較正常腦組織的ADC值增高。

3.2 ADC值結合常規MR表現對皮層受累為主的膠質瘤與皮層受累亞急性期腦梗死的鑒別診斷

皮層受累為主的膠質瘤包含WHOⅠ～Ⅳ級膠質瘤，通常將Ⅰ～Ⅱ級膠質瘤定義為低級別膠質瘤，Ⅲ～Ⅳ級膠質瘤定義為高級別膠質瘤，隨著級別的增高，腫瘤的惡性程度增高，有文獻報道腦低級星形細胞瘤腫瘤細胞相對較少，有絲分裂和血管內皮細胞增殖相對不明顯[9]，同時細胞間存在一定的血管源性水腫，因而細胞外間隙相對較寬，水分子易于擴散，ADC 值較正常腦實質升高。本組24例皮層受累為主的膠質瘤中10例為低級別膠質瘤，低級別膠質瘤腫瘤實性部分平均ADC值為(1.28±0.17)×10-3mm2/s，DWI上有4例呈稍高信號，但病灶ADC值較正常腦實質升高，與文獻報道基本一致，說明了DWI高信號為病變組織T2穿透效應所致，余6例低級別膠質瘤DWI上呈等信號，其病灶ADC值同樣較正常腦實質升高，說明了DWI等信號中摻雜了部分病變組織的T2穿透效應，高級別膠質瘤惡性程度增高，腫瘤細胞核增大，胞漿比例增大，腫瘤細胞密集，細胞外間隙縮小，從而進一步限制了水分子的擴散運動[10]，本研究中14例皮層受累為主的高級別膠質瘤實質部分DWI呈稍高信號，ADC圖呈稍高或等信號，腫瘤實質部分ADC值為(1.01±0.22)×10-3mm2/s，較低級別膠質瘤的ADC值降低。皮層受累為主的低級別膠質瘤常規MR平掃主要表現為彌漫性或結節狀長T1和長T2信號，邊界可以清楚也可以表現不清，占位效應明顯或者不明顯，腦組織可呈輕微腫脹，腦溝、腦裂、腦池變淺，水腫通常不明顯[11]，當皮層受累為主的膠質瘤彌漫生長同時占位效應不明顯時常規MR檢查難以與腦梗死鑒別。增強掃描低級別膠質瘤病灶通常強化不明顯，本研究中10例低級別膠質瘤增強掃描有1例混合型星形少突膠質細胞瘤呈腦回樣強化，而其余Ⅰ～Ⅱ級星形細胞瘤及少突膠質細胞瘤均無明顯強化。本組共3例皮層受累為主的膠質瘤同時累及胼胝體，與膠質瘤的浸潤生長有關，而皮層受累為主的腦梗死則很少累及胼胝體，與血管的分布有關。高級別膠質瘤多明顯強化，多因為血腦屏障破壞嚴重，異常新生血管產生豐富，本組資料中14例高級別膠質瘤均呈不均勻明顯強化及環形強化，與文獻報道一致。本組24例膠質瘤的對照組選擇為對側未見受累的正常大腦皮層，兩者間的差異具有統計學意義。

本研究中選擇發生在3 d到1周以內的亞急性期腦梗死，存在細胞毒性水腫，同時細胞外間隙血管源性水腫較少，在DWI上梗死區呈高信號，在ADC圖上表現為低信號[12]，ADC值降低，本研究中皮層受累為主的亞急性期腦梗死病例平均ADC值為(0.49±0.07)×10-3mm2/s，與對側正常腦實質的ADC值比較二者具有統計學差異。皮層受累為主的腦梗死病灶多呈楔形，與供血動脈分布形態一致。增強后掃描病灶內可有點狀、細線狀或特征性的條狀或腦回狀強化。通常病灶即使很大，而占位效應不明顯，病灶周圍水腫亦不明顯。

皮層受累為主的膠質瘤在DWI可表現為稍高信號，皮層受累為主的亞急性期腦梗死在DWI中可表現為高信號，二者比較，亞急性期腦梗死的DWI信號更高，但是難以衡量，ADC值能夠提供具體量化指標，本研究顯示兩者ADC 值差異有統計學意義(P＜0.05)，既往有文獻報道腦低級別膠質瘤與腦梗死之間的ADC值差異有統計學差異[13]，但是本研究中的關注點在于皮層受累為主的膠質瘤，其中既包含了低級別膠質瘤還包含了高級別膠質瘤，對照研究也選擇的是亞急性期腦梗死，研究結果顯示ADC 值在兩者鑒別診斷上具有重要意義。

從病程發展方面分析，膠質瘤發病較緩慢，本組24例病例有4例以急性發病就診，可能與病灶累及皮層功能區有關，余20例病程半月到半年不等，腦梗塞發病較急，通常在幾小時或幾天內即就診，有助于二者的鑒別診斷。

綜上所述，皮層受累為主的膠質瘤與皮層受累為主的亞急性期腦梗死有時在常規MR掃描表現相似，但是二者的ADC值測量存在差別，有助于兩者的鑒別診斷，對于鑒別困難的不典型的皮層受累為主的膠質瘤，表現形態類似亞急性腦梗死，ADC值的測量值未見明顯減低反而較正常腦實質增高能夠提供很大的幫助，此時要高度懷疑膠質瘤的可能性，為臨床及時手術或內科治療提供重要的指導作用。

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The apply value of apparent diffusion coefficient in the differential diagnosis between cortex-involved gliomas and subacute cerebral infarction

ZHANG Jie1, LOU Xin2, LENG QI1, HU Guang-zhong1, DU Jing-bo1*

1Department of Radiology, Daxing teaching hospital of capital medical university,Beijing 102600, China

2Department of Radiology, China PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Objective:To investigate the value of apparent diffusion coefficient(ADC) in the differential diagnosis between cortex-involved gliomas and subacute cerebral infarction.Materials and Methods:The MRI data including convention MRI and diffusion weighted imaging (DWI) from 24 cases with cortex-involved gliomas confirmed by pathology and 24 cases with subacute cerebral infarction treated by formal medical therapy were retrospectively analyzed. Compare the ADC value of the solid part of cortex-involved gliomas, the central part of subacute cerebral infarction and normal brain tissue.Results:Twenty-seven lesions were detected in 24 cases with cortex-involved gliomas. There were 10 cases with low-grade gliomas and 14 cases with high-grade gliomas. On DWI, tumor substantial part showed slightly higher or medium signal intensity and necrotic area was significantly lower signal intensity.The mean ADC value of tumor substantial part was (1.21±0.16)×10-3mm2/s. The mean ADC value of low-grade gliomas was (1.28±0.17)×10-3mm2/s, and that of highgrade gliomas was (1.01±0.22)×10-3mm2/s, and mean ADC value of corresponding contralateral normal area was (0.84±0.07)×10-3mm2/s, there was significant difference in ADC values between cortex-involved gliomas and nomal tissue (P＜0.05).Subacute cerebral infarction appeared as hyper-intensity on DWI, the mean ADC value was (0.49±0.07)×10-3mm2/s. There was significant differences in ADC value between cortex-involved glioma and subacute cerebral infarction (P＜0.05). Conclusions: It is of significant value to combine ADC value, DWI, conventional MRI appearance and contrast-enhanced appearance in differentiating diagnosis of cortex-involved glioma from subacute cerebral infarction.

Glioma; Brain infarction; Magnetic resonance imaging

1. 首都醫科大學大興教學醫院放射科，北京 102600

2. 中國人民解放軍總醫院放射科，北京 100853

杜靜波，E-mail：djblcj@163.com

2017-01-23

接受日期：2017-06-07

R445.2；R742

A

10.12015/issn.1674-8034.2017.07.003

張潔, 婁昕, 冷琦, 等. 表觀擴散系數在鑒別皮層受累為主的膠質瘤與亞急性期腦梗死中的應用. 磁共振成像, 2017,8(7): 493-498.*Correspondence to: Du JB, E-mail: djblcj@163.com

Received 23 Jan 2017, Accepted 7 June 2017