磁共振弥散成像应用于脑膜瘤中的研究进展

刘元元（综述），肖新兰（审校）

（南昌大学第二附属医院磁共振室，南昌 330006）

脑膜瘤是颅内第2常见的肿瘤［1］，大部分脑膜瘤影像学检查诊断不困难，CT和磁共振在脑膜瘤的诊断中起着关键的作用。典型的脑膜瘤在CT和磁共振图像上都有典型的表现，但是鉴别良恶性仍存在一定的困难，良性和恶性脑膜瘤的各种亚型，在常规磁共振和CT中很难做出准确的诊断。

磁共振扩散加权成像 （diffusoion weighted imaging，DWI）反映的是水分子的布朗运动［2］，在脑部急性缺血中的诊断作用已经得到公认，在评价脑部肿瘤的细胞结构和分级中发挥着非常重要的作用。笔者就磁共振DWI在脑膜瘤中的应用作如下综述。

1 磁共振DWI的原理

DWI是利用特殊的磁共振序列观察活体组织中水分子的微观扩散运动，是一种对水分子运动敏感的成像技术。DWI是目前在活体上对水分子运动进行测量与成像的唯一无创性方法，能反映人体组织的空间组成信息及病理生理状态下各组织之间的水分子交换的功能状况。影响DWI的因素较多，主要有扩散敏感系数（b值）、扩散系数（D）、T2透过效应(T2 Shine-through effect)及各向异性［3］。 b 值体现了MR成像序列对扩散运动表观的敏感程度，随着b值的增高，DWI的权重增大，但是图像信噪比会降低。DWI信号除了受水分子扩散的影响外，还受到多种生理因素的影响，如运动、呼吸、灌注等，所以常用表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）来描述活体的扩散状况。ADC值与DWI信号的关系可用公式:ADC=［In（Sl/S2）］/（b2-b1)来表示，其中Sl、S2分别为与bl、b2值相对应的DWI信号强度，若ADC值增加，则DWI信号降低，反之亦然。当受检组织T2信号增高时，在DWI上可残留明显的T2图像对比，这种现象称为T2透过效应，它可造成扩散受限的假阳性，因此消除T2透过效应是必须的，常用的方法是形成ADC图，可以对组织水分子扩散作定量的评价。

对肿瘤的诊断，病理学依据是肿瘤组织学上的特征，包括细胞密度、核异型性、有丝分裂行为、细胞核变形、血管增生以及坏死等。DWI和病灶的细胞密度相关联，包括间质成分，如血管增生和纤维细胞密集程度等［4］。DWI反映组织的水分子布朗运动，通过测量ADC值可以定量的评价水分子运动。有研究［5］表明，病灶的ADC值和病灶的组织细胞的致密程度有很强的相关性，高ADC值，一般表示病灶细胞致密性较低、坏死或者囊变，反映细胞间隙增开，水分子扩散自由度增加；低ADC值，反映病灶细胞致密度高，也就是说，细胞致密度高的病灶ADC值低，细胞致密度低的病灶ADC值高。

DWI最早应用于急性脑梗死，后在颅内其他疾病应用也逐渐开展［6］。DWI在鉴别表皮样囊肿和蛛网膜囊肿中发挥重要的作用。表皮样囊肿因为其内容物对水分子扩散的限制，DWI呈高信号，而蛛网膜囊肿内容物和脑脊液相同，DWI呈低信号［7］。DWI鉴别脓肿比较敏感，脓肿由于脓液是一种黏稠、厚实的液体，包含了大量的炎性细胞、细菌、消化后的蛋白质和纤维蛋白［8］，这些液体黏稠的性状，限制了水分子的自由扩散，因此DWI显示高信号，ADC值较低。

2 脑膜瘤的临床分级和组织病理学

脑膜瘤为仅次于胶质瘤的第2种常见的颅内肿瘤，91%～95%为良性，起病慢，病程长［1］。肿瘤来源于蛛网膜内皮细胞，常见于富含蛛网膜颗粒与蛛网膜绒毛的地方，以上矢状窦旁、大脑凸面及大脑镰多见，其次为蝶骨嵴、鞍结节、嗅沟、小脑桥脑角及小脑幕等部位［9］。脑膜瘤多有颈内及颈外动脉双重血供，因此脑膜瘤的血供常较丰富。外科肿瘤切除仍是最有效的治疗方法。

根据2006年11月的德国海德堡会议上通过的 《2007年WHO CNS肿瘤分类》［10］， 脑膜瘤有 15种病理分型，3种（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）分级。WHO对脑膜瘤进行分级的病理标准为:瘤细胞的丰富程度、细胞生长活跃状态、核异型情况、核分裂像多少、瘤组织坏死、有无脑组织浸润等。Ⅰ级肿瘤增生倾向小，仅手术全切可能治愈；Ⅱ级肿瘤有向更高恶性肿瘤进展的倾向；Ⅲ级肿瘤一般有恶性组织学证据，包括肿瘤细胞核不典型和活跃的核分裂，大多数情况下Ⅲ级肿瘤都应辅以放疗和化疗。肿瘤的组织学级别是临床上用于推测预后和预测疗效较为重要的一项指标，不论其他指标如何，Ⅱ级肿瘤的存活期一般都＞5年，而Ⅲ级肿瘤的存活期一般为2～3年。脑膜瘤较常见的5种分型:纤维型脑膜瘤、上皮型脑膜瘤、血管瘤型脑膜瘤 （WHO I），非典型脑膜瘤（WHOⅡ）以及间变型脑膜瘤（WHOⅢ）。1）纤维型脑膜瘤是脑膜瘤的常见亚型，属于较少机会复发和侵袭的脑膜瘤，WHO分级Ⅰ级。瘤细胞及其核均呈长梭形，胶质纤维较多，瘤细胞排列成疏松的同心漩涡状，包膜完整，瘤体内胶原纤维玻璃样变及钙化的出现使其自由水含量减少，间质成分增多［11］。2）上皮型脑膜瘤也是脑膜瘤常见的亚型，WHO分级Ⅰ级，病理切片上可见均匀分布的卵圆形脑膜瘤上皮细胞，中等致密排列，间质成分少见，血液供应比较丰富，质地中等偏软，有明确的肿瘤脑组织界面。3）血管型脑膜瘤为WHOⅠ级肿瘤，病理上肿瘤组织为增生丰富发育完好的厚壁、薄壁血管，其间有散在分布的脑膜瘤上皮细胞组成小巢，可有一定程度的异型细胞，但是往往缺乏核分裂象［12］。血管型脑膜瘤多数质地偏软，没有明确的蛛网膜间隙，不侵犯脑组织生长，与周围脑组织存在很多穿支供血，此类肿瘤手术难度大，若能全切则可治愈，若不能全切，应用γ刀治疗效果较好，因此准确的术前分型，对血管瘤型脑膜瘤术前准备有着重要的临床意义［13］。4）非典型性脑膜瘤为 WHO Ⅱ级，其组织学表现为细胞丰富、核分裂活跃、胞核与胞质比例增加，胞核有一定异形性、连续而无一定形态的生长，且无明显间变。2007年版“WHO中枢神经系统肿瘤的病理分类”参考过去A.Perry等［14］对大组诊断为“恶性脑膜瘤”病例的组织病理表现行多变数分析研究，将脑浸润新增加为确定非典型脑膜瘤的诊断标准之一，仅根据脑浸润一项就可以确定非典型性脑膜瘤的诊断。5）间变型脑膜瘤为WHOⅢ级，血供丰富，肿瘤与脑组织界限不清楚，肿瘤浸润脑组织生长，镜下可见肿瘤细胞密集，异型性明显，核分裂易见，间质少，中心坏死常见［15］。

3 常规磁共振和DWI应用于脑膜瘤的诊断

在常规MRI图像上，脑膜瘤常表现为脑外占位，呈圆形、椭圆形，也有不规则形，TlWI序列:56%～94%的脑膜瘤表现为与脑皮质相近的信号强度。T2Wl序列:43%～52%的脑膜瘤与脑皮质相近的等信号，35%～44%呈现为高信号，低信号比较少见；增强后，常表现为明显均匀强化，并可出现脑膜尾征［13］。关于常规 MRI在确定脑膜瘤的不同病理类型方面的价值，目前较为一致的看法是，T1WI信号表现与脑膜瘤的病理类型无关［9］。T2WI在确定脑膜瘤的病理类型方面，文献报道结果不一。国内文献［16］认为，不同组织类型之间T2WI信号有一定差别:上皮型、血管瘤型T2WI图像上为高信号或稍高信号，纤维型以低信号或稍低信号为主，其差别显著。脑膜瘤在T2WI上信号复杂程度与肿瘤的质地有关，信号强度低时，表示肿瘤质地较硬（如纤维型，由于水分含量少，间质成分多所致）；信号强度较高时，表明肿瘤质地比较软(如血管瘤型)。国外文献［17］报道，T2WI信号强度与脑膜瘤的病理类型无相关性，常规MR和CT可以对鉴别不同病理亚型的脑膜瘤提供重要信息，包括边缘不规整、临近骨质破坏、瘤周水肿等可能预示高级别脑膜瘤，但是，进一步做回归分析提示这些征象和病理没有明显的联系，其他病理亚型的脑膜瘤仍然会有上述的表现。笔者认为，脑膜瘤的病理类型仍旧需要其他影像序列来为提高诊断提供重要的信息。

DWI在不同病理亚型的脑膜瘤鉴别诊断的应用价值，不同的学者持有不同的观点。B.Hakyemez等［18］根据病理结果，将脑膜瘤分为良性和恶性2个组，测量恶性脑膜瘤平均ADC值为（0.75±0.21）×10-3mm-2·s-1，良性脑膜瘤的平均 ADC值为1.17×10-3mm-2·s-1，恶性脑膜瘤和良性脑膜瘤的平均ADC比较差异有统计学意义（P＜0.01）。 V.A.Nagar等［19］认为，ADC和rADC在鉴别良性和恶性脑膜瘤上有重要的应用价值，他们测量了40余例良性和恶性脑膜瘤患者，恶性脑膜瘤的平均ADC值为（0.66±0.13）×10-3mm-2·s-1，良性脑膜瘤的平均 ADC 值为（0.88±0.08）×10-3mm-2·s-1， 两者比较差异有统计学意义（P＜0.01）。将肿瘤平均ADC比正常白质ADC，得到 rADC，恶性肿瘤 rADC 值为 0.91。 G.Parlisa等［20］则认为，良性和恶性脑膜瘤的ADC值和rADC值没有统计学意义。而国内的一些学者通过一些小样本脑膜瘤病例研究，认为ADC值对鉴别Ⅰ级和Ⅱ、Ⅲ级有统计学意义，但仍旧需要一些大样本病例研究［1，17，20］。而且ADC值是否能术前鉴别脑膜瘤的病理分型也是以后学者们可以扩展的领域。

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