T2-FLAIR增強在腦及腦膜病變中的應用

孫丹丹，陳昆濤，梁迪

(遵義醫科大學第五附屬(珠海)醫院放射科，廣東 珠海 519100)

腦及腦膜病變大多在T2加權成像呈高信號，當病變相對較小且靠近腦脊液時(如皮質病變、腦室旁病變)，呈略高信號或高信號的病變往往被更高信號的腦脊液掩蓋，而T2液體衰減翻轉恢復序列(T2-fluid attenuated inversion recovery，T2-FLAIR)可有效抑制腦脊液信號而突顯其鄰近的病變，已廣泛應用于中樞神經系統疾病的診斷[1]。磁共振增強是通過人為引入對比劑提高組織間弛豫時間差別而形成影像對比，反映病變的血流動力學及組織學改變，為提高病灶的檢出和定性診斷提供幫助。常規磁共振增強檢查應用T1加權成像(T1 weighted imaging,T1WI)序列，但存在強化的血管干擾病變的顯示、對乏血供病變強化不明顯等局限性[2]。增強T2-FLAIR具有流空效應，可將常規T1WI增強上明顯強化的血管抑制為低信號，從而提高腦皮質、腦室旁、腦膜病變的檢出率[3]，有望成為磁共振增強檢查的重要補充序列。近年來T2-FLAIR增強越來越多地應用于腦膜炎的診斷，對病灶有較高的敏感性，可作為首選序列[4]。此外，T2-FLAIR增強對腦膜轉移瘤的顯示明顯優于T1WI增強[5]，但在腦轉移瘤、腦創傷等方面的應用不多。現就T2-FLAIR增強序列在腦及腦膜病變中的應用予以綜述。

1 T2-FLAIR增強掃描序列

1.1T2-FLAIR增強掃描的機制及優勢 磁共振增強常用的造影劑釓噴酸葡胺是靜脈型細胞外間隙造影劑，可縮短T1、T2的效應，主要以縮短T1時間為主，在T2加權成像、質子加權成像序列均具有輕度T1效應[6]；此外，T2-FLAIR脈沖序列為先施加 180°的反轉脈沖，然后再90°射頻脈沖，最后180°重聚脈沖，由于其施加了180°反轉脈沖，具有部分T1效應，在注射釓對比劑后T2-FLAIR可出現強化，因此在常規T1WI增強上顯示增強的病變，在增強T2-FLAIR圖像上也有強化[7]。同時，T2-FLAIR增強具有較長的重復時間、回波時間和反轉時間，反轉時間可特異地將含有自由水的腦脊液信號抑制為低信號[8]，較長的重復時間可將皮質血管及靜脈竇呈現流空信號[9]，可以將異常強化的腦膜或接近腦表面的病變與在常規T1WI增強上正常強化豐富的皮質血管鑒別出來，是腦膜病變或者腦表面病變檢出的理想序列。

1.2T2-FLAIR增強強化的特點 在病變區域造影劑的濃度不同，T2-FLAIR增強強化的程度不同。相對于常規T1WI增強，T2-FLAIR增強對低對比度濃度的靈敏度是常規T1WI增強的10倍[10]。當造影劑濃度較低時，T2-FLAIR增強對造影劑縮短T1時間的效應較敏感，對于常規T1WI增強序列上的微弱強化病變在T2-FLAIR增強圖像上表現得更清晰，從而對低造影劑濃度的病灶的檢出率更高[11]。日本學者通過解剖發現，多次使用釓對比劑進行增強掃描后，患者的基底節區存在釓沉積[12]，未來減少對比劑劑量是發展所趨。當病變區高濃度釓對比劑聚集時，T2-FLAIR增強序列上的強化程度已到達峰值，組織的T2效應會掩蓋強化引起的T1縮短效應，同時釓對比劑會縮短T2時間，因此在常規T1WI明顯強化的病變伴大劑量釓沉積的區域呈現無強化，這就是在常規T1WI增強上明顯強化的病變而在常規T2-FLAIR增強呈輕度或無強化的原因[13]。在較低造影劑濃度下，T2-FLAIR增強序列對T1縮短效應較常規T1WI增強更敏感，而在較高造影劑濃度時，T2-FLAIR增強序列對T2效應更敏感[14]。中樞神經系統在T2-FLAIR增強序列出現強化的機制主要包括：腦內病變造成血腦屏障破壞，導致造影劑滲漏細胞外隙出現強化；在顱內腦外血管密度較高的區域出現強化(顱內正常結構強化)；腦膜血管撕裂，對比劑外滲至腦脊液出現強化[15]。

1.3T2-FLAIR增強顱內正常結構的強化 一般缺乏血腦屏障的組織在T2-FLAIR增強上會出現強化。在T2-FLAIR增強上呈現強化的正常結構主要包括脈絡叢、垂體柄和松果體，第四腦室外側隱窩靜脈往往呈雙側對稱強化[16]；皮質靜脈及硬腦膜強化較少見，以顳葉島蓋區硬腦膜強化為主，且不同部位的強化各有特點[17]。由于T2-FLAIR增強成像僅具有輕微的T1效應，因此在T2-FLAIR增強序列上正常顱內結構的強化程度均不及常規T1WI增強。

2 T2-FLAIR增強在腦及腦膜病變中的應用

2.1腦轉移瘤 腦轉移瘤是成人最常見的顱內腫瘤類型。據估計，在美國所有新診斷的癌癥患者中有2.0%在診斷時已出現腦轉移，每年有2.1萬～43萬人患腦轉移瘤[18]。最常見的腦轉移瘤的原發性腫瘤是肺癌，特別是小細胞肺癌，其次是非小細胞肺癌、乳腺癌、腎癌和黑素瘤等[19]。原發腫瘤轉移至腦是免疫系統和中樞神經系統微環境復雜的、相互作用的結果[20]，化療藥物無法通過血腦屏障對腦實質內的轉移灶起作用，一般采用放療。腦轉移瘤除原發腫瘤癥狀外，還會引起中樞神經系統癥狀(如共濟失調、癲癇發作、視覺和言語問題、頭痛和認知障礙等)，影響患者的生活質量，同時會降低患者生存率，增加經濟負擔[21]。為了成功準確地治療轉移性腦腫瘤，影像學診斷就顯得至關重要。腦轉移灶在影像上具有小病灶、大水腫的特點，增強時呈環形強化。磁共振增強具有良好的組織分辨率，可準確定位轉移灶，并通過分析病灶信號特點間接推測腫塊成分，是診斷腦膜轉移瘤的首選方法[22]。常規T1WI增強與T2-FLAIR增強因病變位置、轉移灶大小不同而顯示不同的效果，兩種序列互補結合使用可以降低病變的漏檢率[23]。T2-FLAIR增強對于腦皮質表面顯示效果好[23-27]，對位于側腦室旁及側腦室內病灶的檢出優于常規T1WI增強，但對大腦半球及第四腦室內病灶的顯示不如常規T1WI增強[25]，T2-FLAIR增強對小轉移灶顯示更敏感[26-27]。此外，T2-FLAIR增強既可顯示腫塊強化的實性成分，又可顯示周邊的水腫區，從而顯示腫瘤的真實邊界，這對于手術方案的選擇及術后評估具有重要意義[28]。對于腦膠質瘤與單發腦轉移瘤的鑒別，T2-FLAIR增強也具有獨特的優勢。在T2-FLAIR增強上高級別膠質瘤瘤周水腫區信號的強化程度高于常規T1WI增強，且腦膠質瘤瘤周水腫區強化例數多于腦轉移瘤，這可能與膠質瘤沿腦白質神經纖維束及血管間隙生長的特性有關，瘤周水腫區在T2-FLAIR增強強化的部分可能為腫瘤細胞[6]。當臨床中腦轉移瘤與腦膠質瘤在常規影像鑒別困難時，應加掃T2-FLAIR增強序列，并通過增強前后剪影，更加直觀地顯示瘤周水腫區有無強化及強化例數，從而對疾病診斷提供更多信息。

2.2腦膜炎 腦膜由硬腦膜、蛛網膜和軟腦膜組成，蛛網膜和軟腦膜統稱為柔腦膜。腦膜炎因累及腦膜的部位不同可出現3種形式強化，即硬腦膜-蛛網膜、軟腦膜-蛛網膜和全腦膜強化。正常情況下，由于硬腦膜富含缺乏緊密連接的毛細血管網，增強時可呈纖細光滑不連續線樣強化影，腦膜炎時由于各種炎癥因子刺激導致毛細血管充血擴張、通透性增加，造影劑外滲，呈范圍較廣、粗線樣、結節樣強化；軟腦膜-蛛網膜強化表現為沿著腦表面腦溝、腦裂和腦池的曲線樣、腦溝樣強化，主要是由于血腦屏障被破壞，造影劑外滲至血管周圍間隙，而血管周圍間隙與腦脊液存在通道，當造影劑進一步外滲至局部腦脊液內時，可出現局部腦脊液強化[29]。正常強化下，軟腦膜-蛛網膜不會出現強化。腦膜炎根據病原學不同分為化膿性腦膜炎、結核性腦膜炎和病毒性腦膜炎。病毒性腦膜炎和結核性腦膜炎主要為軟腦膜-蛛網膜強化，病毒性腦膜炎的強化范圍小、強化程度低；結核性腦膜炎強化范圍廣、程度高，好發于基底池；化膿性腦膜炎腦膜強化方式包括硬腦膜-蛛網膜、軟腦膜-蛛網膜、全腦膜強化，病變強化范圍介于病毒性腦膜炎與結核性腦膜炎之間[30-31]。

T2-FLAIR增強序列對腦膜感染性病變的檢出率、強化程度、范圍均優于磁共振平掃、常規T1WI增強平掃[32-34]。T2-FLAIR增強在病變的早期階段即可做出正確診斷，這主要是因為腦膜炎早期階段病變區血管充血、擴張相對較輕，只有少量造影劑漏出，其濃度不足以使T1WI信號增強，但T2-FLAIR對低造影劑濃度敏感，使常規T1WI上未出現強化而在T2-FLAIR增強上顯示[35-36]。腦膜炎患者病變區腦脊液可出現強化，表現為腦脊液信號比率增高，且強化的腦脊液僅在T2-FLAIR顯示[29]。T2-FLAIR增強序列對腦膜炎病變顯示的局限性主要包括：當腦膜炎病變嚴重時，血腦屏障破壞嚴重，導致病變區造影劑漏出增多，當造影劑濃度過高時，T2-FLAIR增強序列上腦膜強化不如常規T1WI增強[34]；當腦膜炎并發腦實質微小病灶時(如小梗死灶)，T2-FLAIR增強對病變顯示不如常規T1WI增強[32]；T2-FLAIR增強上出現的高信號，可由病變強化造影劑T1的縮短效應引起，也可由病變區組織T2延長所致，因此，T2-FLAIR增強必須結合造影前T2-FLAIR對比觀察增強前后信號的變化，以確定病變有無強化[31]。

2.3腦膜瘤 腦膜瘤起源于蛛網膜顆粒帽狀細胞或硬膜內的上皮細胞，屬于顱內腦外腫瘤，是最常見的原發性中樞神經系統腫瘤，大多附著于硬腦膜，少數附著于軟腦膜，也可發生于腦室內貼附于側腦室的脈絡叢[37]。腦膜瘤與腦組織間的腦-瘤界面為腫瘤包膜[38-39]，增強T2-FLAIR上對于腫瘤包膜的顯示具有重要意義，邊緣呈明顯環狀強化，中心呈中低程度強化[40-41]。腦膜瘤腫瘤包膜出現環形強化的機制可能是由于腫瘤中心和邊緣供血不同引起的，病灶中心由富血供的頸外動脈供血，對比劑濃度高，而腫瘤包膜由軟腦膜血管和皮質新生小血管供血，造影劑濃度相對較低[38-41]。T2-FLAIR增強掃描對濃度差異敏感，中央高濃度造影劑區呈低強化，而邊緣低濃度造影劑區呈高強化，將腫瘤包膜與中心區別開來，但常規T1WI增強對造影劑濃度差異不敏感，表現為均勻強化[38]。T2-FLAIR增強也存在局限性，在顯示腫瘤本身及“腦膜尾征”時不及常規T1WI增強[39]。

2.4腦膜轉移瘤 隨著磁共振檢查技術的高速發展，腦膜轉移瘤也被越來越多的發現[5]。腦膜轉移瘤的轉移途徑包括血行轉移、腦脊液種植播散和直接侵犯，其中以血行播散最常見。全身各部位的惡性腫瘤均可轉移至腦膜，以肺癌腦膜轉移最常見。腦膜轉移瘤可轉移至硬腦膜、軟腦膜、蛛網膜，影像表現與轉移途徑相關。當硬腦膜、柔腦膜局限性增厚或呈結節樣增厚時，常提示血源性轉移；當腫瘤附近腦膜增厚，與腫瘤之間出現“鼠尾征”時，提示直接侵犯；腫瘤細胞進入腦脊液內，隨腦脊液循環播散至蛛網膜下腔或室管膜下，則出現大小不等的結節灶[42]。T2-FLAIR增強對病變范圍、數目及強化程度的顯示均高于常規T1WI增強[43]。在臨床中不同轉移途徑的治療方案不同，當轉移灶處于特殊位置時也會有不同的治療手段。臨床中全面評估患者的病情，對指導治療具有重要意義。對于腫瘤患者懷疑腦膜轉移時，加掃T2-FLAIR增強掃描序列就顯得尤為重要。

2.5腦外傷 據估計，全世界有6 900萬人經歷過創傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)，大多數TBI為輕度TBI，中、重度TBI患者6個月的病死率分別為21%和46%[44]。15%的輕度TBI患者在損傷后幾年內存在神經認知功能缺陷，從長期來看，輕度TBI不是靜態事件，而是進行性損傷，增加了神經退行性疾病的風險[45]。腦創傷影像表現主要包括顱骨骨折、硬膜下出血、硬膜外出血、蛛網膜下腔出血、腦室內出血、腦皮質挫傷、腦內血腫、彌漫性軸索損傷和血管損傷等[46]。CT是腦創傷的首選檢查方法，對顱骨骨折顯示較好，但對顱后窩、腦外出血、微出血的診斷存在一定的局限性。磁共振成像具有軟組織分辨力高、無輻射、無骨偽影及多參數任意成像等特點，各種功能成像逐漸應用于腦創傷的診斷，可用于彌漫性軸索損傷的分級，但對于創傷累及腦表面及腦膜，對腦皮質及腦膜損傷的位置、范圍等具體信息則無明確清晰的顯示。約半數TBI患者的CT和常規磁共振成像檢查均表現正常，但存在不同程度的臨床癥狀，即影像表現與臨床不相匹配[47]，導致不能及時、準確地評估病情，延誤了治療的最佳時機。T2-FLAIR增強序列可發現常規T1WI增強未發現的異常強化腦膜，當T2-FLAIR增強序列上出現硬腦膜強化時，聯合常規序列可額外發現較常規磁共振序列更多的異常病灶(包括硬膜下出血及蛛網膜下腔出血)，意味著比較嚴重的頭部創傷[48]。TBI時出現腦膜強化可能是外力導致硬腦膜血管或者軟腦膜血管損傷，造成血管撕裂或血管通透性增加，引起造影劑外滲。T2-FLAIR增強應用于輕度TBI方面的報道較少，其臨床應用優勢還需進一步研究證實。

3 小 結

T2-FLAIR增強的臨床應用優勢主要包括：對腦內膠質瘤與轉移瘤的鑒別診斷有提示意義；可早期診斷腦膜炎；對腦膜轉移瘤具有較高的敏感性；可幫助TBI患者找到隱匿性硬膜下或蛛網膜下腔出血。因此，T2-FLAIR增強可作為頭顱磁共振增強的重要補充序列，以提高病變的檢出率和診斷的準確率，指導臨床治療，改善患者預后。目前T2-FLAIR增強在頭顱磁共振增強檢查中應用不多，在腦梗死、腦缺血再灌注損傷、糖尿病癲癇等方面的應用還需要深入研究。此外，T2-FLAIR增強掃描參數的優化及使用低劑量對比劑T2-FLAIR增強取代常規T1WI增強的適用條件也均值得探索和研究，為T2-FLAIR增強的臨床推廣應用提供更多依據。