多模態磁共振技術診斷膠質瘤放射性腦損傷與復發的臨床價值

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膠質瘤是顱腦最常見的原發性腫瘤，約占全部顱內腫瘤的40%[1-2]。膠質瘤多呈現浸潤性生長，與周圍正常腦組織沒有可分辨的界限，手術徹底切除的概率比較小，且手術對于病人的創傷比較大，比如采用擴大性切除病灶常會損傷正常腦組織，造成嚴重手術并發癥[3-4]。放療為當前膠質瘤的主要治療方法，能夠抑制殘余腫瘤的生長，但是也可引起腦組織的放射性損傷[5-6]。并且膠質瘤復發和放射性損傷都多出現在手術切除區域周圍，在臨床上進行鑒別比較困難[7]。磁共振成像技術檢查具有多方位、多參數成像等優點，在膠質瘤的定位和定性診斷中發揮著重要作用[8]。特別是增強掃描能夠顯示膠質瘤的血液循環供給狀況，觀察腫瘤的血管生成特征。但不強化的低級別膠質瘤通常很難評估，對強化區以外的腦水腫是否存在腫瘤細胞的浸潤也很難進行鑒別診斷[9-10]。磁共振功能成像序列[擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)與灌注加權成像(perfusion weighted imaging，PWI)]能夠反映組織、病變生理和代謝變化，能夠提供水分子擴散的幅度信息，從而可以立體反映活體組織的空間結構，可以獲得優良的高空間分辨的圖像信息，使得對膠質瘤復發與放射性損傷的鑒別成為可能[11-12]。本研究探討多模態磁共振技術在膠質瘤放射性腦損傷與復發診斷中的價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2009年2月—2017年2月在北京中醫醫院順義醫院診治的膠質瘤病人72例作為研究對象。納入標準：臨床資料完整；經臨床手術、組織病理證實為膠質瘤；臨床表現為頭暈、頭痛、肢體麻木、肌力減低等；病人知情同意本研究；術前均未作放療、化療及其抗腫瘤性治療。排除標準：妊娠與哺乳期婦女；有明顯的顱內高壓或腦疝；帶金屬支架、過濾器或線圈分流器；帶有神經刺激器或導線、電子植入物等。其中男40例，女32例；體質指數(23.10±2.19)kg/m2；年齡15～69(45.22±4.20)歲；發病到就診時間(1.55±0.44)個月；疾病類型：間變性星形細胞瘤14例，膠質母細胞瘤20例，間變性少突膠質瘤38例；病變部位：額葉28例，顳葉22例，頂葉12例，枕葉10例。本研究得到醫院倫理委員會的批準。

1.2 多模態磁共振技術檢查 使用1.5T西門子超導磁共振(Siemens TRIO)掃描儀與部專用線圈，MR對比劑釓-噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA，先靈拜耳公司生產)。在常規MRI檢查中，病人均取仰臥位，頭先進，雙上肢置于身體兩旁，保持制動，掃描前選擇苯巴比妥鈉5 mg/kg靜脈注射鎮靜，增強掃描采用MRI專用高壓注射器，經肘前正中靜脈注射MR對比劑，劑量為0.1 mmol/kg行橫軸位自旋回波(SE-T1WI)序列[重復時間(TR)200 ms，回波時間(TE) 2.46 ms]、液體抑制反轉恢復(FLAIR)序列[TR 8 500 ms，TE 93 ms，反轉時間(TI)2 000 ms]、TSE-T2WI(TR 4 394 ms，TE 96 ms)、增強后SE-T1WI掃描，掃描層厚5 mm，層間距30%，視野(FOV) 250 mm，掃矩陣256×320，掃描層數18層。

DWI掃描采用回波平面成像(EPI)，TR=2 150 ms，TE=56 ms；梯度磁場從x、y、z軸3個方向上施加，b值700 s/mm2，矩陣512×512，視野220 mm×220 mm，層厚3 mm。PWI掃描采用梯度平面回波脈沖序列，激勵次數1次，采集時相50次，TR=1 400 ms，TE=32 ms，FOV 250 mm，層厚5 mm，矩陣128×128，掃描時間77 s。

1.3 觀察指標

1.3.1 膠質瘤復發和放射性腦損傷發生情況 ①膠質瘤復發診斷標準：病灶存在占位效應并在連續2次或2次以上MRI顯示強化灶有進行性增大，腦組織活檢或二次手術后組織學檢查有活性的腫瘤細胞。②放射性腦損傷診斷標準：連續影像學隨診觀察強化病灶無變化或逐漸縮小，強化病灶周圍水腫及占位效應逐漸減輕，臨床表現穩定或好轉，組織學檢查未見活性腫瘤細胞。

1.3.2 DWI圖像測量 將DWI原始圖像傳至西門子后處理工作站，每個部位選擇2～3個感興趣區測值，面積平均30 mm2，避開出血、血管及壞死區域，測量表觀擴散系數(apparent diffusion coefficients，ADC)值。

1.3.3 PWI測定 將PWI原始數據調入西門子后處理工作站，依據腦動脈的時間-信號曲線，每個部位選擇2～3個感興趣區測值，面積約為0.16 cm2，測量強化實質區與對側正常腦實質區相對腦血容量中位數(CBV)最大值(rCBVmax)，rCBVmax=CBVmax病灶/CBVmax對側正常腦實質。

2 結 果

2.1 發病情況 在72例病人中，放療后復發12例，發生率為16.7%；發生放射性腦損傷8例，發生率為11.1%。

2.2 MRI影像學特征 膠質瘤復發病人MRI圖像為主要雙側或腦室旁中心片狀信號，伴T1WI高信號、T2WI低信號；放射性腦損傷病人MRI圖像為主要雙側或腦室旁中心點狀信號，為T1WI伴或不伴高信號，T2WI信號正常。

2.3 ADC與rCBV值對比 膠質瘤復發與放射性腦損傷病人rCBVmax、ADCmin值比較差異有統計學意義(P<0.05)，ADCmean比較差異無統計學意義。詳見表1。

表1 膠質瘤復發與放射性腦損傷病人ADC與rCBV值比較(±s) ×10-3 mm2/s

2.4 診斷價值 取ADCmin臨界值為1.07×10-3mm2/s，MRI診斷鑒別膠質瘤放射性腦損傷與復發的敏感度與特異度為85.0%和72.0%；ADCmin≥1.07×10-3mm2/s，診斷為放射性損傷；<1.07×10-3mm2/s，診斷為膠質瘤復發，正確診斷62例，誤診10例，診斷準確率86.1%。取rCBVmax臨界值為1.375×10-3mm2/s，MRI診斷鑒別膠質瘤放射性腦損傷與復發的敏感度與特異度為78.0%和100.0%，正確診斷66例，誤診6例，診斷準確率91.7%。

2.5 病例分析(見圖1、圖2)

a：術后MRI右顳葉出現腫塊狀強化病灶；b：DWI圖像顯示病灶呈稍高信號；c：CBV圖像顯示病灶為低灌注區；d：3個月后隨診復查證明為放射性損傷，右側顳葉病灶消失

a：術后MRI顯示出現腫塊強化病灶；b：DWI圖像顯示病灶呈稍高信號；c：CBV圖像顯示病灶為高灌注區；d：手術病理確診為膠質瘤復發，HE染色放大100倍

3 討 論

膠質瘤是腦組織最常見的原發性惡性腫瘤，具有復發率高、發病率高、死亡率高和治愈率低等的特點[13-14]。由于膠質瘤主要呈浸潤性生長，與正常腦組織分界不清，導致單純手術效果不好，且在術后容易復發[15]。當前在臨床上多采用術后放療，但放療也容易導致放射性損傷，為此需要早期進行鑒別診斷。

在膠質瘤的診斷中，普通影像學檢查對腫瘤的邊緣、部位、形態等都能進行判斷，但是在與腦損傷的鑒別上與病理檢查存在誤差[16]。常規MRI增強掃描是膠質瘤切除術后放療隨訪的重要手段，診斷是以其神經病理學改變為基礎的，特別是腦損傷的病理特點主要取決于損傷的嚴重程度及腦組織成熟度，主要為軸突病變和髓鞘合成延遲、星形角質細胞的膠質化改變[17]。本研究顯示膠質瘤復發病人MRI圖像為主要雙側或腦室旁中心片狀信號，伴T1WI高信號、T2WI低信號；放射性腦損傷病人MRI圖像為主要雙側或腦室旁中心點狀信號，為T1WI伴或不伴高信號，T2WI信號正常，由此表明MRI對膠質瘤放射性腦損傷與復發有一定的鑒別診斷價值，但是無法進行定量分析。

DWI為可探測活體組織微觀結構的高級磁共振成像技術，ADC值能全面評估水分子的擴散運動狀況[18]。高級別膠質瘤的瘤體實性部分可使局部腦組織的水分子擴散能力發生變化，使得ADC值降低[19]。同時膠質瘤惡性程度越高，細胞數目越多，導致水分子擴散能力更加受到限制，ADC值越低[20]。PWI是利用MRI技術反映組織微血管分布與血流灌注信息，其中腦血容積(rCBV)等相關參數指標可對目標區域內微血管結構與功能進行定量描述[21]。本研究顯示膠質瘤復發病人rCBVmax、ADCmin值與放射性腦損傷病人比較差異有統計學意義。從機制上分析，膠質瘤復發時腫瘤細胞密集會導致ADC值減低。放射性損傷時，吞噬細胞浸潤、凝固性壞死可導致ADC值升高；另外手術造成的膠質增生、瘢痕形成、局部損傷也可對ADC值造成影響[22]。放射性壞死缺乏新生血管，血管壁纖維素性壞死、血管內皮細胞壞死等改變可使得CBV值下降；而膠質瘤復發由于存在大量新生血管，所以CBV值升高[23-24]。

本研究顯示取ADCmin臨界值為1.07×10-3mm2/s，MRI診斷鑒別膠質瘤放射性腦損傷與復發的敏感度與特異度為85.0%和72.0%。取rCBVmax臨界值為1.375×10-3mm2/s，MRI診斷鑒別膠質瘤放射性腦損傷與復發的敏感度與特異度為78.0%和100.0%，正確診斷66例，誤診6例，診斷準確率91.7%。相關研究發現膠質瘤單純放射性損傷與膠質瘤復發的CBV仍有部分重疊，必須進結合其他檢查技術進行鑒別[25]。ADC值不僅與不同個體生理因素差異有關，也存在一定的認為主觀測量誤差，這些也可導致ADC值的偏差[26]。

總之，MRI DWI與PWI有助于膠質瘤復發與放射性損傷的鑒別診斷，ADC值有助于進行定性鑒別，rCBV值是進行定量鑒別的最佳參數，兩者有很好的聯合應用價值。