不同3D MRI增強掃描序列在腦轉移瘤檢出中的價值

［摘要］ 目的：探討3D-T1WI、3D-T2 FLAIR、3D-BrainVIEW-T1黑血增強MRI（CE-MRI）對腦轉移瘤的檢出能力。方法：收集經病理確診或經臨床隨訪證實的25例腦轉移瘤患者，同時行3D-T1WI、3D-T2 FLAIR和3D-BrainVIEW-T1黑血序列增強掃描。按病灶直徑分為3組（≤3 mm、gt;3～lt;10 mm、≥10 mm），比較以上3個序列對腦轉移瘤的檢出數目及對不同直徑病灶的檢出率。結果：25例共檢出246個腦轉移瘤病灶，3D-T1WI、3D-T2 FLAIR和3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描對腦轉移瘤的檢出數目分別為153、183和246個。兩兩比較發現，3D-BrainVIEW-T1黑血序列對病灶的檢出數目顯著高于3D-T1WI和3D-T2 FLAIR（P=0.003，P=0.002）；3種序列對直徑≤3 mm及gt;3～lt;10 mm、≥10 mm病灶檢出情況差異有統計學意義（P=0.034）。結論：相較于3D-T2 FLAIR和3D-T1WI序列，3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描對腦轉移瘤的檢出率更高，尤其是對微小轉移瘤的檢出更有價值，臨床常規應用可早期發現轉移病灶。

［關鍵詞］ 腦轉移瘤；黑血序列；磁共振成像

Evaluating the efficacy of different 3D MRI enhancement sequences in detecting brain metastases

LI Huaihua LIANG Xue TIAN Chuanshuai ZHANG Qinglei WANG Kun CHEN Futao ZHANG Xin ZHANG Bing

1Department of Imaging，Nanjing Drum Tower Clinical College of Nanjing Medical University，Nanjing 210008，China；2Department of Imaging，Nanjing Hospital Affiliated of Nanjing University of Chinese Medicine，Second Hospital of Nanjing，Nanjing 210008，China；3Department of Imaging，Affiliated Drum Tower Hospital of Medical School of Nanjing University，Nanjing 210008，China.

［Abstract］ Objective：To investigate the ability of 3D-T1WI，3D-T2 FLAIR and 3D-BrainVIEW-T1WI black blood contrast enhancement sequences in the detection of brain metastases. Methods：A total of 25 patients clinically or pathologically diagnosed as brain metastases were enrolled. All patients underwent 3D-T1WI，3D-T2 FLAIR，and 3D-BrainVIEW-T1WI black blood sequences. According to the detected lesions’ diameter，the brain metastases were divided into three groups （≤3 mm，3—10 mm，≥10 mm）. The number of brain metastases detected by the above three sequences and the detection rate of lesions with different diameters were compared. Results：A total of 246 brain metastases were detected in 25 cases. The numbers of metastases detected by 3D-T1WI，3D-T2 FLAIR and 3D-BrainVIEW-T1WI black blood sequences were 153，183 and 246，respectively. Pairwise comparisons revealed that the 3D-BrainVIEW-T1WI black blood sequence detected more lesions than 3D-T1WI and 3D-T2 FLAIR sequences （P=0.003，P=0.002）. Additionally，three sequences demonstrated significant difference in the detection rate of three type of metastases with different diameter （P=0.034）. Conclusions：The 3D-BrainVIEW-T1WI black blood contrast enhancement sequence exhibits a higher detection rate for brain metastases compared to 3D-T1WI and 3D-T2 FLAIR sequences，particularly for small metastases. Its routine clinical application is recommended to facilitate early detection of metastatic lesions.

［Key words］ Brain metastases；Black blood sequence；Magnetic resonance imaging

腦轉移瘤是中樞神經系統最常見的腫瘤，其發生率已遠超顱內原發腫瘤［1-2］。10%～40%的晚期癌癥會發展成腦轉移瘤［3］。腦轉移瘤患者預后差，生存時間短，但及早發現并治療可改善預后［4］。MRI增強掃描是腦轉移瘤首選的影像學檢查方法［5］，但目前常規使用的2D-T1WI增強掃描序列由于層厚、層距大，且無法多方位重建，易漏診小病變［6］。另外，在常規T1WI增強掃描圖像上，血管斷面表現為小結節狀或點狀高信號，難以與周圍高信號的血管區分［7］。因此，常規2D-T1WI不能滿足腦轉移瘤早期診斷的需求。3D-T1WI增強掃描是一種容積掃描技術，無層厚、層距，可任意方向重建，空間分辨力高，可減少容積效應和血流偽影，對小轉移瘤的檢測能力明顯優于2D-T1WI增強掃描［8］，在臨床應用廣泛。此外，T2 FLAIR增強掃描可抑制腦脊液和背景信號，消除表面血管干擾，使病灶顯示更清晰，在腦轉移瘤中也有應用［9-10］。而T1黑血增強掃描可抑制增強的動、靜脈信號，降低組織強化背景，使微小轉移灶顯示更清晰［11］，在腦轉移瘤診斷中的應用也日益增多。因此，本研究通過對比3D-T1WI、3D-T2 FLAIR和3D-T1WI黑血（3D-BrainVIEW-T1黑血）增強掃描在診斷和檢出腦轉移瘤方面的能力，旨在優化檢查序列，找出最優掃描方案。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

收集2021年12月至2022年5月在南京大學醫學院附屬鼓樓醫院收治的經病理確診或臨床隨訪證實的腦轉移瘤患者。納入標準：①臨床和影像資料完整；②原發性腫瘤經病理證實且不伴其他腫瘤；③腦轉移病灶經手術病理或臨床隨訪3～6個月證實；④MRI檢查設備及序列參數相同，增強掃描所用對比劑相同。排除標準：①顱內原發性腫瘤或原發腫瘤不明確者；②有MRI檢查禁忌證。最終納入25例，其中10例經病理證實；男14例，女11例；平均年齡（58.40±10.66）歲。原發腫瘤來源：肺癌20例（80.0%），乳腺癌3例（12.0%），胃癌1例（4.0%），下咽鱗癌1例（4.0%）。臨床癥狀主要以突發頭痛、惡心、嘔吐為主，部分患者出現腦膜刺激征。本研究經南京大學醫學院附屬鼓樓醫院醫學倫理委員會批準（批號：2020-379-01）。

1.2" 儀器與方法

采用Philips Ingenia 3.0 T CX MRI成像儀，16通道頭頸聯合線圈。頭部兩側放置泡沫墊固定，圖像采集期間患者保持靜止。MRI掃描包括常規2D-T1WI、T2WI、DWI、T2 FLAIR序列，以及3D-T1WI、3D-T2 FLAIR和3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描序列（表1）。增強掃描對比劑采用釓雙胺注射液，劑量0.1 mmol/kg體質量，注射流率2.5 mL/s。

1.3" 圖像分析

由2位具有10年以上工作經驗的影像診斷醫師在Philips Ingenia 3.0 T CX的后處理工作站分析3種增強掃描序列圖像并進行重建。根據病灶直徑將其分為3組： ≤ 3 mm、gt;3～lt;10 mm、 ≥ 10 mm。2位醫師意見分歧時經協商達成一致。

1.4" 統計學分析

應用SPSS 26.0軟件進行統計分析。采用ICC對2位醫師的測量結果行一致性分析，ICClt;0.5為一致性較差，0.5 ≤ ICClt;0.75為一致性中等，0.75 ≤ ICClt;0.9為一致性良好，ICC ≥ 0.9為一致性極好。應用符號秩和檢驗兩兩比較3種序列的檢出數目；3種序列對直徑 ≤ 3 mm、gt;3～lt;10 mm、 ≥10 mm病灶的檢出情況行χ2檢驗。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

25例共檢出246個腦轉移瘤病灶，其中3D-T1WI、3D-T2 FLAIR和3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描分別檢出153、183和246個。2位醫師所測結果一致性極好（ICC=0.938，0.949）。3D-T1WI和3D-T2 FLAIR對病灶檢出數目差異無統計學意義（P=0.113）；3D-BrainVIEW-T1黑血序列對病灶的檢出數明顯高于3D-T1WI和3D-T2FLAIR（P=0.003，0.002）。3種序列對直徑 ≤ 3 mm、gt;3～lt;10 mm、 ≥ 10 mm病灶檢出情況差異有統計學意義（P=0.034）（表2）。

3" 討論

3D-BrainVIEW-T1黑血序列是基于可變翻轉角技術3D FSE序列［12］，利用迭代方法在翻轉角數據庫中調制最優方案，充分抑制血管內的動、靜脈血流信號［13］，臨床常用于頸動脈和顱內動脈的血管壁成像，診斷深靜脈血栓形成，可有效檢測微小轉移病灶［14-15］。

本研究發現，3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描對病灶的檢出率明顯高于3D-T1WI和3D-T2 FLAIR增強掃描（圖1～4）。3D-T1WI增強掃描的最大缺點為血管斷面在圖像上表現為小結節狀或點狀高信號，難以區分轉移瘤與周圍高信號的血管，對腦表面小病灶顯示的敏感度不足［16］。T2 FLAIR序列雖可抑制腦脊液信號及來自腦表面血管的血流信號，使灰質和白質間的對比度更好［17］，但當腦轉移瘤發生時，由于腫瘤毛細血管通透性增加或腫瘤細胞生長引起的暫時性血管閉塞，中等或較大的腦轉移瘤易出現瘤周水腫，FLAIR序列對血管源性水腫非常敏感，呈明顯高信號，增強FLAIR上水腫內的強化灶可被掩蓋［18］。3D-BrainVIEW-T1黑血序列的黑血能力較強，可區分高信號的血管與病灶，降低灰白質對比，突出病變的強化效果，能有效區分皮質或深部結構中較小的轉移灶和皮質或深部小血管，提高了對腦轉移瘤的診斷能力［19］。

另外，本研究還發現，3D-BrainVIEW-T1黑血序列相較于3D-T1WI和3D-T2 FLAIR，對直徑 ≤ 3、gt;3～lt;10 mm的病灶檢出率更高，尤其是對直徑 ≤ 3 mm的病灶檢出更有優勢。空間分辨力是決定病灶檢出率的重要因素，3D-BrainVIEW-T1黑血序列是各向同性的3D-T1WI掃描，具有較高的SNR及空間分辨力，不受部分容積效應影響，使得對微小轉移灶的檢出敏感度提高；另外，3D-BrainVIEW-T1黑血序列既可將病灶與周圍高信號的血管區別開來，還可避免腫瘤周圍水腫對病灶的影響，顯著提高對微小轉移瘤的鑒別能力［20］。同時，黑血序列采用超短回波間隙，支持長回波鏈掃描，縮短了掃描時間，可在2 min內獲得各向同性空間分辨力的全腦T1WI圖像，且僅需在1個方位掃描；MPR可獲得其他方位的圖像，多方位觀察病灶，掃描時間約1.5 min，短于3個方位的2D序列掃描時間總和，掃描時間縮短，可提高患者舒適度，在一定程度上降低運動偽影，提高圖像質量［21］。

本研究存在一定局限性：僅10例經病理證實，余15例經隨訪MRI圖像證實；原發腫瘤主要以肺癌為主，其他惡性腫瘤腦轉移瘤較少，病種較單一；樣本量較小，后續應收集更多病例進行分析。

綜上所述，3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描圖像上腦轉移瘤病灶邊界顯示更清晰，能更真實地反映病灶大小及其與周圍組織的關系，為臨床提供更多診斷依據，尤其對微小腦轉移瘤的早期確診至關重要，同時其可摒除常規序列對假陽性病灶的誤判，因此，建議在利用3.0 T MRI對懷疑腦轉移瘤的患者檢查時，使用3D-BrainVIEW-T1黑血增強掃描。

［參考文獻］

［1］ 胥尹，陳萬泉，熊雪梅，等. CT與MRI圖像上腦轉移瘤放療靶區勾畫的體積差異及其相關影響因素［J］. 中國中西醫結合影像學雜志，2023，21（4）：392-396.

［2］ ACHROL A S，RENNERT R C，ANDERS C，et al. Brain metastases［J］. Nat Rev Dis Primers，2019，5（1）：5.

［3］ KAUFMANN T J，SMITS M，BOXERMAN J，et al. Consensus recommendations for a standardized brain tumor imaging protocol for clinical trials in brain metastases （BTIP-BM）［J］. Neuro-Oncology，2020，22（6）：757-772.

［4］ FU Q，CHENG Q G，KONG X C，et al. Comparison of contrast-enhanced T1-weighted imaging using DANTE-SPACE，PETRA，and MPRAGE：a clinical evaluation of brain tumors at 3 Tesla［J］. Quant Imaging Med Surg，2022，12（1）：592-607.

［5］ 石宏偉，皮國良. 《肺癌腦轉移中國治療指南（2021年版）》更新解讀［J］. 臨床內科雜志，2021，38（10）：710-712.

［6］ 殷小會，郭慧，馬慧，等. 增強T1-FLAIR與3D-FSPGR序列對腦轉移瘤檢出率對比研究［J］. 天津醫科大學學報，2016，22（5）：434-438.

［7］ SOMMER N N，LUCAS R P，COPPENRATH E，et al. Contrast-enhanced modified 3D T1-weighted TSE black-blood imaging can improve detection of infectious and neoplastic meningitis［J］. Eur Radiol，2019，30（2）：866-876.

［8］ OH J，CHOI S H，LEE E，et al. Application of 3D fast spin-echo T1 black-blood imaging in the diagnosis and prognostic prediction of patients with leptomeningeal carcinomatosis［J］. AJNR Am J Neuroradiol，2018，39（8）：1453-1459.

［9］ 余留森，馬小靜. CUBE T2 FLAIR序列在腦內微小轉移瘤診斷中的應用［J］. 中國中西醫結合影像學雜志，2015，13（5）：491-493.

［10］ CHAMBERLAIN M，SOFFIETTI R，RAIZER J，et al. Leptomeningeal metastasis：a response assessment in neuro-oncology critical review of endpoints and response criteria of published randomized clinical trials［J］. Neurooncology，2014，16（9）：1176-1185.

［11］ SINGH S K，AGRIS J M，LEEDS N E，et al. Intracranial leptomeningeal metastases：comparison of depiction at FLAIR and contrast-enhanced MR imaging［J］. Radiology，2000，217（1）：50-53.

［12］ EATON D J，LEE J，PADDICK I. Stereotactic radiosurgery for multiple brain metastases：results of multi-centre benchmark planning studies［J］. Pract Radiat Oncol，2018，8（4）：e212-e220.

［13］ LI Y，CHEN Q，WEI Z，et al. One-Stop MR neurovascular vessel wall imaging with a 48-channel coil system at 3 T［J］. IEEE Trans Biomed Eng，2020，67（8）：2317-2327.

［14］ LI L，MILLER K L，JEZZARD P. DANTE-prepared pulse trains：a novel approach to motion-sensitized and motion-suppressed quantitative magnetic resonance imaging［J］. Magn Reson Med，2012，68（5）：1423-1438.

［15］ 林圣美，程章波，殷磊，等. MRI黑血成像技術對比下肢CT靜脈造影評估髂靜脈壓迫綜合征的研究［J］. 中國中西醫結合影像學雜志，2023，21（2）：198-202.

［16］ 袁軍輝，黎海亮，郭蘭偉，等. 三維快速自旋回波序列調制反轉角成像技術檢出腦轉移瘤的價值［J］. 中華放射學雜志，2023，3（57）：326-329.

［17］ 劉艷，黎星，朱海旭. 增強FLAIR成像在診斷軟腦膜轉移中的價值及臨床意義［J］. 實用放射學雜志，2008，24（12）：1597-1600.

［18］ 朱冬，湯若琪，徐金娥，等. MRI三期增強掃描對腦轉移瘤的診斷價值［J］. 現代腫瘤醫學，2023，31（3）：513-516.

［19］ JEON J Y，CHOI J W，ROH H G，et al. Effect of imaging time in the magnetic resonance detection of intracerebral metastases using single dose gadobutrol［J］. Korean J Radiol，2014，15（1）：145-150.

［20］ NAGAO E，YOSHIURA T，HIWATASHI A，et al. 3D Turbo spin-echo sequence with motion-sensitized driven-equilibrium preparation for detection of brain metastases on 3T MR imaging［J］. AJNR Am J Neuroradiol，2011，32（4）：664.

［21］ LI G，WU D，XU Z，et al. Evaluation of an accelerated 3D modulated flip?angle technique in refocused imaging withan extended echo?train sequence with compressedsensing for imaging of the knee：comparison with routine 2D MRI sequences［J］. Clin Radiol，2021，76（2）：158.e13?158.e18.

（收稿日期" 2024-01-05）