SWI 在腦膠質瘤診斷和治療中的應用進展

張小芬，陸依娜，徐千惠，吳雙成，何震杰，陳昱錢

(1.浙江樹人學院樹蘭國際醫學院，浙江 杭州 310015；2.嘉興學院醫學院，浙江 嘉興 314001)

腦膠質瘤（glioma）是由于大腦膠質細胞癌變而產生的一種臨床常見的腦惡性腫瘤，約占中樞神經系統惡性腫瘤的80%[1]，且具有侵襲性生長、預后不良、易復發的特點。磁敏感加權成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是在強外磁場環境下，利用組織間的磁敏感差異和血氧水平依賴效應成像的磁共振檢查新技術。根據腦膠質瘤病灶組織間不同部位的磁敏感差異和血氧水平依賴效應，SWI 成為一項能顯示瘤內新生血管生長狀況、出血病灶及區分鈣化并顯示腫瘤內磁敏感信號強度的無創性磁共振成像技術[2]。目前，SWI 在臨床腦膠質瘤的診斷和治療上提供了相當重要的臨床價值。本文主要對SWI在腦膠質瘤的瘤內出血和鈣化、分級和鑒別診斷以及治療中的應用進行綜述，以期為該病的診斷、治療以及預后評估提供一定的參考依據。

1 SWI 對腦膠質瘤內出血和鈣化的識別或者鑒別

SWI 較傳統磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）更能夠檢測到病灶內包括鐵、鈣化、小靜脈、血液和骨骼等組織結構和化合物，從而構建顱內病灶出血成像，將血液制品和瘤內微小血管形成及評估大腦中的鐵沉積實現可視化的磁敏感成像。

常規影像學檢查如MRI 在T1和T2加權成像顯示的信號強度中，很難識別鈣化區域，已不能作為檢驗鈣化的第一標準。SWI 在鑒別瘤內病灶出血和鈣化具有重要臨床意義。在SWI 幅度圖像中，瘤內低信號顯示為出血，鈣化區域表現為高信號，周邊的暗環結構由于血腦屏障破壞，有出血現象而呈現低信號。Berberat J 等[3]對11 例腦膠質瘤患者用SWI 進行病理組化檢驗，高達86%的實驗對象可經SWI 準確鑒別瘤內病灶內的鈣化與出血。

2 SWI 在腦膠質瘤診斷中的應用

2.1 SWI 在腦膠質瘤分級診斷中的應用 腦膠質瘤為神經上皮組織內的膠質細胞病變而來，屬于臨床上常見的顱內惡性腫瘤，預后差[4]。腫瘤的分級對腦膠質瘤臨床治療有重要指導作用，高級腦膠質瘤手術切除的同時必須配合放療或輔助化療，而低級別腦膠質瘤僅通過手術切除就可以治愈[5]。同時，不同級別的膠質瘤發展速度及預后狀況均存在差異，級別越高的腦膠質瘤往往預后越差，并且分級結果與患者存活率吻合度高[6]。因此，術前進行腦膠質瘤級別的鑒定對臨床治療（包括治療方案的制訂、手術成功率、預后效果、腫瘤復發率）具有重要意義。

目前，SWI 已應用于臨床腦膠質瘤的分級診斷，這主要歸功于腫瘤內磁敏感性信號（intratumoral susceptibility signals，ITSS）。ITSS 為SWI 上腫瘤內磁敏感性低信號區，代表腫瘤內部的靜脈血管或微出血，形態上呈點狀、細線樣及點線樣結構，大小無規律，分布不均勻，伴或不伴有聚集，上下層面不連續。在MIP 圖像上找出腫瘤內低信號區最多的層面，采用視覺評估，通過觀察低信號數量及形態判斷腫瘤的級別，即腫瘤內部聚集或不聚集、成簇低信號的細微線狀或點狀結構，在SWI 圖像上可明顯觀察到。根據ITSS 的發生率和具體形狀分為以下4 級：0級：無低信號；1 級：1～5 個點狀或細線狀ITSS；2 級：6～10 個點狀或細線狀ITSS；3 級：大于11 個點狀或細線狀ITSS，且在腫瘤連續區域內。若整個病灶或病灶的大部分區域呈塊狀低信號，則認為是3 級，這是由于鐵質沉積過多而造成的偽影。

張寶紅等[7]用MRI 常規序列和SWI 同時對36例腦膠質瘤患者進行術前分級發現SWI 序列術前分級與手術標本的病理學分級符合率達75%，而MRI 常規序列僅為55.5%，這說明SWI 在膠質瘤術前分級的診斷中具有有明顯優勢。有學者對經病理證實膠質瘤患者行術前SWI 掃描并對ITSS 級別進行分級判斷與病理結果對照分析，通過Spearman 相關分析顯示ITSS 分級與病理分級呈顯著正相關，腫瘤級別越高，ITSS 值越大，差異有統計學意義[8-11]。不過，杜常月等[12]采用SWI 和3D-ASL 兩種技術，對Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級膠質瘤進行分級研究，發現聯合SWI及3D-ASL 對膠質瘤分級的診斷效能大于單獨應用某一種技術，并且SWI 診斷效能高于3D-ASL。

哈熱勒哈什·安曼太等[13]將按病理學分級標準分為低級別組和高級別組的膠質瘤患者，通過SWI檢測進行ITSS 分級比較，發現高級別膠質瘤ITSS分級明顯高于低級別膠質瘤，并且腫瘤實質區與瘤周水腫區相對腦血容量（relative cerebral blood Volume，rCBV）值高于低級別膠質瘤。Xu J 等[14]通過對49 名神經膠質瘤患者的ITSS 的評估得出腫瘤內的ITSS 程度在高級別膠質瘤中顯著高于低級別膠質瘤。因此，腫瘤內ITSS 的數量和形態可以用于鑒別高、低級別的膠質瘤，SWI 對于膠質瘤低級別與高級別的評估效能較高[15，16]。楊濤等[17]也在實驗研究中提出對ITSS 分級定義0、1 級為低級別膠質瘤，2、3 級為高級別膠質瘤。SWI 可用于膠質瘤分級診斷的原因可能為：①膠質瘤級別越高，瘤內微小血管病變越顯著，瘤血管生長供不應求使瘤細胞分泌血管內皮生長因子，促進血管形成；②高級別膠質瘤內瘤細胞生長迅速，需氧量增加，容易引起缺氧，導致血管內脫氧血紅蛋白增加，表現為SWI 低信號越多。

2.2 SWI 在腦膠質瘤鑒別診斷中的應用 目前腦膠質瘤的影像學檢查主要為MRI 平掃+增強為主，同時MRI 其他序列,例如磁共振彌散加權成像、灌注成像、彌散張量成像等也被用于膠質瘤的鑒別診斷中，但對于一些影像學特征相似疾病的鑒別診斷依然效果不佳。SWI 作為一項新的技術，能較好地顯示顱內腫瘤實體內的血管、微小出血，所以SWI 在膠質瘤的鑒別診斷中具有重要意義。目前SWI 在已逐漸應用于膠質瘤的鑒別診斷中，尤其與腦轉移瘤、腦膿腫、淋巴瘤以及腦膜瘤等鑒別診斷方面取得一定的成果。

2.2.1 與腦轉移瘤的鑒別診斷 高級別腦膠質瘤與腦轉移瘤在在常規MRI 影像表現上有共同之處，尤其當高級別膠質瘤多發或腦轉移瘤單發時，準確鑒別診斷兩者難度較大。SWI 顯示腫瘤內部靜脈及微出血灶具有顯著優勢，因而能較常規MRI 提供更多腫瘤內部信息，有利于腫瘤性質的判斷。周新韓等[18]研究發現，高級別膠質瘤瘤內靜脈在腫瘤內部與邊緣均見分布，甚至可見雜亂細小的吻合支及較粗大引流靜脈，而腦轉移瘤血管較為細小，吻合支少見，并且前者瘤內靜脈明顯多于后者。劉芳等[19]也同樣發現腦膠質瘤患者的瘤內靜脈數值高于腦轉移瘤患者，二者差異有統計學意義（P<0.05）。另外，王嬌燕等[20]對21 例膠質母細胞瘤和21 例單發腦轉移瘤的SWI 指標比較分析發現，兩者在ITSS 評分以及出血個數無差異，但膠質母細胞瘤靜脈數目明顯高于腦轉移瘤，出血指數明顯低于腦轉移瘤，對兩者的鑒別診斷具有一定價值。

因此，當高級別膠質瘤與腦轉移瘤利用常規MRI 方法難以鑒別時，應用SWI 觀察瘤內靜脈對二者的鑒別診斷具有輔助意義。當瘤內無靜脈或靜脈少，血管細小，以邊緣分布為主且較為稀疏時，或者未見明確細小吻合支等情況時，出血指數較高時，應首先考慮腦轉移瘤腦轉移瘤，高級別膠質瘤的診斷應放在次位。

2.2.2 與腦膿腫的鑒別診斷 腦膿腫和腦膠質瘤在常規磁共振中都呈現伴有周圍水腫的環形加強圖像通常難以區分，但腦膿腫形成后期膿腫內部壞死物質被炎癥細胞吞噬、溶解會形成膿腔，加上膠原纖維包裹病灶難以形成新生血管，因此腦膠質瘤在SWI 圖像中磁敏感信號檢出率會遠高于腦膿腫。馬倫等[21]對23 例壞死性腦膠質瘤患者以及16 例腦膿腫患者研究，通過判斷SWI 是否檢出ITSS，研究發現23 例壞死性膠質瘤患者中22 例（95.7%）患者檢出ITSS，16 例腦膿腫患者中6 例（37.5%）檢出ITSS，利用ITSS 區分壞死性膠質瘤和腦膿腫敏感性為96%，特異性為63%，且壞死性腦膠質瘤患者ITSS 檢出率大于腦膿腫患者（=36.67，=0.002）。這可能與腦膿腫病灶內缺乏新生血管和出血成分有關，由此可見，SWI 在壞死性腦膠質瘤與腦膿腫的鑒別診斷中具有重要價值。

2.2.3 與腦淋巴瘤的鑒別診斷 腦淋巴瘤和高級別膠質瘤均為臨床上顱內惡性腫瘤，對于腦淋巴瘤與高級別膠質瘤的治療臨床上也有較大區別，前者主要采用放化療為主，后者主要以手術治療為主。因此對原發性腦淋巴瘤和高級別膠質瘤準確鑒別對治療方案的選擇和病人預后具有重要意義。由于兩種腫瘤均具有明顯的侵襲性生長方式，在常規MRI 序列上兩者表現較為相似，不易區分。然而，SWI 利用其對微血管結構的顯示優勢，基于其直觀顯示腫瘤內的磁敏感信號，對于鑒別腦淋巴瘤和高級別膠質瘤具有重要的臨床價值[22]。王敏等[23]通過對15 例原發性腦淋巴瘤和22 例高級別膠質瘤的常規MRI 及SWI 影像學表現進行觀察，SWIminIP 圖像上的腫瘤內血管結構及半定量評分顯示原發性腦淋巴瘤組腫瘤內血管結構半定量評分明顯低于高級別膠質瘤組，證實SWI 血管結構半定量評分有助于原發性腦淋巴瘤與高級別膠質瘤的鑒別診斷。這主要歸因于腦淋巴瘤是一種乏血供，顱內淋巴瘤的微血管密度明顯低于高級別膠質瘤，可利用SWI 中ITSS 對淋巴瘤與膠質瘤進行較好的鑒別診斷。Di IA 等[24]應用腫瘤內SWI 信號的體積分數和分形維數對78 例腦腫瘤患者研究后發現，淋巴瘤和高級腦膠質瘤在分形維數上具有明顯差異，從而證明SWI 對兩者的鑒別診斷具有重要作用。

2.2.4 與腦膜瘤的鑒別診斷 腦膜瘤是中樞神經系統最常見的軸外腫瘤，腫瘤供血血管和腫瘤微血管的顯示對腦膜瘤的鑒別診斷及臨床治療具有指導意義。腦膜瘤為良性腫瘤，但其血管十分豐富，且大部分為成熟的腫瘤血管，因此，在SWI 上主要表現為分布有規律的網格狀的低信號靜脈血管影像，血管間的腫瘤組織為均勻的等信號[25]。而高級別腦膠質瘤血管同樣豐富，但大多不成熟、通透性高，容易出現壞死和出血，因此在SWI 上表現為點狀、線狀的低信號區，與腦膜瘤的影像表現明顯不同。研究發現[24]，通過腫瘤內SWI 信號的體積分數和分形維數，可以很好地鑒別低級別膠質瘤，Ⅲ級、Ⅳ級膠質瘤和腦膜瘤。

3 SWI 在腦膠質瘤治療中的應用

3.1 手術切除時確定腫瘤大小和邊緣 手術切除仍是膠質瘤綜合治療的基礎，因而檢測和確定腫瘤的位置、大小和邊緣顯得尤為重要。目前，通過常規影像檢查確定瘤體大小非常困難，隨著SWI 在膠質瘤診斷中的應用，取得了一定的進展。有學者通過對64 例腦膠質瘤患者研究發現[13]，和常規序列相比，SWI 序列對于腫瘤邊界的顯示更為清晰，同時可呈現腫瘤微小血管病變信息，膠質瘤腫瘤實質區rCBV值均高于瘤周水腫rCBV 值，這說明SWI 可在一定程度上指導術中腦膠質瘤切除。任可偉等[26]也同樣認為SWI 在顯示膠質瘤邊界、病理靜脈、出血灶情況方面具有優勢，對膠質瘤手術的制定具有指導意義。另外，有研究提出膠質瘤ITSS 的變化與它的位置和體積具有相關性，ITSS 的形態隨著腫瘤體積的變化而改變[27]。Blasiak B 等[28]使用超順磁納米氧化鐵作為造影劑，向患有膠質瘤的大鼠注射，使在SWI圖像上腫瘤邊界與正常組織交界處磁敏感性差異增大，從而準確確定膠質瘤邊緣和大小。造影在腫瘤邊緣更明顯的原因可能與巨噬細胞和小膠質細胞在腫瘤邊緣聚集有關[29，30]。這些研究表明SWI 聯合納米氧化鐵造影劑可確定腫瘤邊緣，大大提高手術切除的精度。

3.2 判斷腫瘤預后和療效 不同級別的膠質瘤發展速度及預后狀況均存在差異，級別越高的腦膠質瘤往往預后越差。SWI 圖像對腫瘤內靜脈血管結構十分敏感，因此可顯示腫瘤內血管結構以及檢測體內抗血管生成治療的效果，為腦膠質瘤治療療效的評估提供輔助。研究發現[31]，治療前SWI 顯示更多低信號區域的膠質母細胞瘤患者在手術切除后同時接受抗血管生成治療、化療以及放療后具有更好的療效。Fellah S 等[32]對1 例復發的膠質母細胞瘤進行藥物治療，同時用SWI 評價不同時期腫瘤內血管變化情況來判定治療效果。可見，SWI 是一個進行隨訪的有效放射學工具，可通過其良好顯示腦質瘤內的血管結構變化來輔助評估治療效果。

4 總結與展望

SWI 在腦膠質瘤分級評估、鑒別其它顱內疾病以及治療較常規影像學檢測具具有重要意義。根據ITSS 的發生率和具體形狀有利于腦膠質瘤分級診斷。通過瘤內靜脈、新生血管、微出血的觀察，有助于與其它顱內腫瘤的鑒別診斷。當SWI 與其它技術的聯合時，可更加精細地反映病灶信息，為腦膠質瘤的治療、評估等提供更多依據。不過，SWI 在腦膠質瘤中的應用也存在部分不足，例如腫瘤出血產物沉積帶來的磁敏感偽影會使病灶的低信號區域常常被夸大，影響病灶內其它結構的顯示。隨著技術的不斷改進，相信SWI 可顯示膠質瘤更加細微的血管結構變化從而為膠質瘤的研究提供更多的信息和依據。