DWI和MRS對腦轉移瘤瘤周水腫的診斷價值

劉 鑫，付俊淇，孟凡榮

（1.佳木斯大學附屬第一醫院醫學影像中心，黑龍江 佳木斯 154002；2.佳木斯市中心醫院骨科，黑龍江 佳木斯 154002；3.佳木斯大學第一附屬醫院影像科，黑龍江 佳木斯 154002）

腦轉移瘤（metastatic tumor of brain）是成年人常見的顱內惡性腫瘤，為單發腦轉移瘤時，其臨床及常規影像學與多發轉移瘤較為相似，難以鑒別[1]，且這兩種腫瘤的處理方式存在差異，因此明確診斷對于改善患者預后具有重要價值。常規磁共振成像，對于大多數典型特征腦轉移瘤具有較高的敏感度和特異度[2]，但部分腦轉移瘤臨床特征和影像學征象缺乏特異性，與腦部腫瘤具有一定的相似性，增加了臨床鑒別難度[3]。隨著MRI 技術的不斷發展，腦功能成像技術日漸成熟和完善，擴散加權成像（DWI）、擴散張量成像（DTI）、磁共振波譜成像（MRS）等腦功能成像技術逐漸應用于臨床，特別是DWI 和MRS 對中樞神經系統疾病的診斷與鑒別診斷價值具有顯著優勢[4]。本研究結合2018 年6 月～2021 年1 月佳木斯大學附屬第一醫院進行檢查并經手術病理證實的80 例腦轉移瘤患者臨床資料，探討DWI 和MRS 對腦轉移瘤瘤周水腫的鑒別診斷價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年6 月～2021 年1 月佳木斯大學附屬第一醫院進行檢查并經手術病理證實的腦轉移瘤患者80 例為研究對象，其中男45 例，女35 例；年齡49～63 歲，平均年齡（52.10±2.01）歲；腦轉移瘤原發病灶中肺癌21 例、乳腺癌16 例、肝癌15 例、結腸癌10 例、卵巢癌17 例、膀胱癌3 例、2 例未找到原發部位。本研究經過醫院倫理委員會批準，患者自愿參加本研究，并簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標準

1.2.1 納入標準 ①均符合腦轉移瘤診斷標準[5]；②均經手術病理確診[6]；③均伴有頭暈、頭痛、肢體乏力、記憶力減退、嗜睡、嘔吐、癲癇發作等表現。

1.2.2 排除標準 ①合并肝、腎、心血管等嚴重系統疾病者；②接受過化療或放療、合并腦外傷或腦部手術史者；③依從性較差，不能配合者；④隨訪資料不完善者。

1.3 方法

1.3.1 檢查方法 先行常規MR 掃描，包括軸位T1、T2、T2-FLAIR、T2矢狀位、DWI 序列冠狀位，增強掃描。在進行常規MR 掃描后，采用Siemens 公司3.0T機，采用8 通道的頭線圈進行1H-MRS 成像常規MR 成像序列及參數，掃描范圍為全顱頂至枕骨大孔[7]。1H-MRS 成像掃描參數：采用單體素的點分辨波譜序列（PRESS）進行定位，進行勻場，水抑制及信號采集均為自動完成。TR=1700 ms，TE=135/40 ms，Averages=3 次，采集時間約為4 min 50 s。1H-MRS檢查首先選擇感興趣區（ROI），ROI 包括水腫區及對側鏡面正常腦組織區。

1.3.2 圖像后處理及數據測量 腫瘤實質周圍區（瘤周區）定義為T1WI 圖像上呈現均勻低信號、T2WI 圖像上呈現均勻高信號，未見確切明顯強化且盡量靠近腫瘤實質邊緣的區域。DWI 的圖像后處理及數據測量：將所得原始數據導入到西門子工作站，利用后處理軟件得到b 值相應的ADC 圖，對照平掃及增強圖像，選擇瘤周區最大層面，根據病變信號均質性、位置及大小在每個區域取1～3 個ROI，在對應正常腦質區取1 個ROI。在b=1000 s/mm2時，DWI 所對應的ADC 圖上畫好瘤周區及對側正常腦質區的所有圓形ROI，面積均為20 mm2，然后記錄下ROI 的ADC 值[8]。1H-MRS 圖像后處理及數據測量：將原始數據導入西門子后處理工作站，通過波譜分析軟件對原始數據進行時間域預處理、傅里葉轉換、頻率域預處理、譜線的定量計算等步驟后生成擬合譜線。對照平掃及增強圖像，在波譜圖像層面分別于腫瘤實質周圍區及對應正常腦組織區2 個部位選擇譜線質量良好的體素作為ROI，主要觀測指標包括NAA、Cho、Cr、、Lac 代謝物濃度，反應在曲線上表現為峰值的改變[9]，并記錄相應ROI 的NAA、Cho、Cr值，計算Cho/Cr 值、NAA/Cr 值。

1.4 統計學方法 采用統計軟件包SPSS 21.0 版本對數據進行處理，計量資料以（）表示，采用t檢驗；計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗；采用Pearson相關性分析腦轉移瘤ADC 值與Cho/Cr 比值的關系，以P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 單發腦轉移瘤瘤周水腫與對側正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較 單發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 大于對側正常腦組織，Cho/Cr、NAA/Cr 比值低于對側正常腦組織（P＜0.05），見表1。

表1 單發腦轉移瘤瘤周水腫與正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較（）

表1 單發腦轉移瘤瘤周水腫與正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較（）

2.2 多發腦轉移瘤瘤周水腫與對側正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較 多發腦轉移瘤瘤周水腫ADC、Cho/Cr 大于對側正常腦組織，NAA/Cr 低于對側正常腦組織（P＜0.05），見表2。

表2 多發腦轉移瘤瘤周水腫與對側正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較（）

表2 多發腦轉移瘤瘤周水腫與對側正常腦組織ADC、Cho/Cr、NAA/Cr 比值比較（）

2.3 瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值相關性 多發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值呈負相關（r=-0.678，P=0.025）；建立回歸方程為Y（Cho/Cr 值）＝-0.717X（ADC 值）＋2.712（圖1）；單發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值無相關性（r=-0.126，P=0.956）。

圖1 瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值相關性

3 討論

DWI 值能敏感、準確地反映更加微小的水分子運動。水分子在活體組織內的擴散與組織的空間結構有關，細胞膜、基底膜等膜結構的分布均可影響組織內水分子的擴散。有研究指出[10]，腫瘤細胞會阻礙水分子的運動，擴散受限，導致瘤周水腫ADC 值也會發生相應變化。而轉移瘤瘤周水腫區域無腫瘤細胞浸潤，其主要受腫瘤因子，如腫瘤壞死因子、血管內皮生長因子等以及瘤體壓迫引流靜脈所致的血管源性水腫，水腫時細胞外液和組織間液增多，水分子擴散，ADC 值發生變化。而瘤周水腫是由于毛細血管通透性增高，血腦屏障結構、功能受損，血液內蛋白質等大分子物質滲透到細胞外間隙，從而引起過多的液體在腦腫瘤周圍腦組織間隙積聚及細胞外液容量的增多，是顱內腫瘤的一種繼發性病理改變，也是腫瘤的生物學效應之一，其形成是一個十分復雜的過程，對顱內腫瘤的臨床表現、診斷、治療及預后有著重要影響[11]。臨床關于其發生機制和相關因素也進行了很多研究，盡管仍未能完全闡明其發生機理，但研究表明多種因素參與了瘤周水腫的形成，而且在不同類型的腦腫瘤中，瘤周水腫發生機制也有所不同[12]。

ADC 值是反映水分子平均彌散能力大小的參數，水分子的彌散特性較為復雜，與腦組織含水量的增加呈明顯的線性關系，是評價血管源性腦水腫的重要參數[13]。以上這些功能信息的改變并不能被常規MRI 所顯示[11]，因此通過對瘤周水腫ADC 值的測量來輔助鑒別轉移瘤，特別是對單發和多發轉移瘤瘤周水腫的研究，對部分難以鑒別的單發轉移瘤與多發轉移瘤中可發揮作用[14]。瘤周水腫區的MRS 曲線不同，高級別腦轉移瘤瘤周區可見Cho 峰異常增高，經代謝物測定，可對單發和多發腦轉移瘤進行鑒別診斷。但DWI 和1H-MRS 對腦轉移瘤診斷的具體價值尚未完全明確，有待臨床進一步探索。本研究結果顯示，單發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 大于對側正常腦組織，Cho/Cr、NAA/Cr 比值低于對側正常腦組織（P＜0.05），提示與正常對側腦組織比較，單發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 值增大，而Cho/Cr、NAA/Cr 比值降低，該結論可為臨床鑒別單發和多發腦轉移瘤提供一定的參考依據，可一定程度縮小篩查范圍。因為單發腦轉移瘤周水腫區神經代謝降低，Cho 含量降低，從而造成Cho/Cr、NAA/Cr 比值的降低。而多發腦轉移瘤瘤周水腫ADC、Cho/Cr 大于對側正常腦組織，NAA/Cr 低于對側正常腦組織（P＜0.05），提示多發腦轉移瘤瘤周水腫ADC、Cho/Cr 升高，NAA/Cr 降低，與鐘林花[15]研究報道一致，進一步表明瘤周水腫區ADC 值對鑒別單發和多發腦轉移瘤有一定的診斷價值，分析認為多發腦轉移瘤瘤周區存在異常增殖腫瘤細胞，局部細胞膜代謝異常旺盛，導致局部Cho 含量增加，促進Cho/Cr 升高。此外，多發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值呈負相關（P＜0.05），單發腦轉移瘤瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值無相關性（P＞0.05），提示多發和單發轉移瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值存在差異，且多發與其呈負相關，這為其病理學基礎提供了分子影像學依據，可進一步提高單發和多發腦轉移瘤的鑒別診斷準確性。

綜上所述，DWI 聯合MRS 測定ADC 對腦轉移瘤瘤周水腫的鑒別診斷價值具有重要價值，尤其多發腦轉移瘤周水腫ADC 值與Cho/Cr 比值密切相關，可為鑒別單發和多發腦轉移瘤提供影像學依據。