磁共振灌注成像对脑胶质瘤术后复发与放射性损伤的诊断价值

沙 琳，范国光，曹 倩，边 杰

(1.大连医科大学 附属第二医院 放射科，辽宁 大连116027;2.中国医科大学 附属第一医院 放射科，辽宁 沈阳110001)

脑胶质瘤是成人颅脑最常见的原发性肿瘤(占全部颅内肿瘤的35% ～60%)，手术配合放疗是目前最佳的治疗方案［1］。放疗不仅能够抑制残余肿瘤的生长，同时也可引起脑组织的放射性损伤，在常规磁共振图像上二者缺乏确切特征性改变，鉴别困难。胶质瘤复发与放射性损伤的治疗方案及预后不同，因此准确诊断尤其是早期诊断具有重要意义。本文通过磁共振灌注成像(PWI)的研究，探讨PWI在鉴别脑胶质瘤术后复发与放射性损伤中的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2011年12月-2013年5月大连医科大学附属第二医院52 例脑胶质瘤术后放疗患者的临床资料。男30 例，女22 例;年龄17 ～78 岁，平均(50.4 ±18.8)岁。WHO 分类Ⅱ～Ⅳ级，所有患者术后均接受常规分割放疗(直线加速器，射线能量6 mV，照射总剂量40 ～70 Gy)。术后3 个月以内、放疗前影像检查排除肿瘤存在表现为异常强化的残留。连续两次MR 检查间隔为2 ～4 个月，对放疗后影像随诊首次出现MR 异常强化病灶的患者进行常规MRI 及PWI 检查。

1.2 临床和MRI 随访诊断标准

符合以下条件之一诊断为放射性脑损伤［2-4］:(1)组织学检查未见活性肿瘤细胞;(2)连续影像学随诊观察强化病灶无变化或逐渐缩小，强化病灶周围水肿及占位效应逐渐减轻，临床表现稳定或好转。符合以下表现之一诊断为肿瘤复发:(1)脑组织活检或二次手术后组织学检查有活性的肿瘤细胞;(2)病灶存在占位效应并在连续2 次或2 次以上MRI 显示强化灶有进行性增大。

1.3 磁共振检查设备与参数

SIEMENS Verio 3.0T 磁共振检查仪，颅脑正交线圈，检查序列:T1WI，T2WI，PWI。具体成像参数如下:T1WI:层厚5 cm，层间距1. 5 cm，FOV 20.7 cm×23 cm，矩阵460 ×640，2NEX，T1 -FLAIR序列，TR/TE=1800 ms/9.0 ms，TI=785.6 ms，成像时间1 分8 秒。T2WI:层厚5 cm，层间距1.5 cm，FOV 19.4 cm×23 cm，矩阵486 ×768，2NEX，TSE 序列，TR /TE =5000 ms/95 ms，成像时间1 分5 秒。PWI 单次激发自旋回波- 回波平面成像(SE -EPI)，TR 1000 ms，TE 50 ms，反转角为60°，层厚3 mm，间隔0.1 mm，FOV 8 mm × 8 mm，矩阵64 ×64，NEX 1。

1.4 PWI 测量指标

选择强化实质区，面积平均30 mm2ROI 区，避开出血、血管及坏死区域，评价灌注参数的伪彩图、CBV 图上测量强化实质区与对侧正常脑实质区CBV 最大值，并计算rCBVmax =CBVmax 病灶/CBVmax 对侧正常脑实质。

1.5 常规MR 图像判定

常规MR 图像由两名有经验放射科医生进行诊断，意见不一致时经协商达成一致意见。

1.6 统计学方法

2 结 果

52 例胶质瘤术后放疗患者中，肿瘤复发30 例，9 例二次手术证实，7 例组织学穿刺证实，14 例随诊证实;放射性损伤22 例，5 例组织学穿刺证实，17 例随诊18 个月以上无复发。见图1～3。

2.1 常规MRI 表现及结果

常规MRI 肿瘤复发与放射性损伤表现:二者T1图像都表现为稍低信号，T2 图像表现为以高信号为主混杂信号病灶，病灶周边可见长T2 信号，病灶中心呈等或略低信号均有不同程度占位效应;胶质瘤复发病灶增强T1WI 表现多呈肿块状、斑片状等形状强化，放射性坏死病灶多呈“柳絮”状、“奶酪”状强化。依据常规MR 图像诊断准确率为38. 5%(20/52)。

2.2 PWI 结果及与常规MR 诊断准确率比较

肿瘤复发强化区rCBVmax 值(2.43 ±1.52)与放射性坏死强化区rCBVmax 值(0.67 ±0.44)差异具有显著性意义，P =0.000。ROC 分析:取rCBVmax=1.375 为OT 时，即rCBVmax≥1.375 时诊断为胶质瘤复发，rCBVmax ＜1.375 时诊断为放射性损伤，诊断的敏感度(70%)与特异度(100%)之和最大。正确诊断42 例，诊断准确率为82.7%。常规MR 图像与PWI 诊断准确率差异具有显著性意义(P ＜0.001)。

3 讨 论

3.1 常规MRI 对胶质瘤复发与放射性损伤的诊断

图1 放射性损伤病例(病例1)Fig 1 The case of cerebral radiation injury(Case 1)

图2 胶质瘤复发病例(病例2)Fig 2 The case of glioma recurrence(Case 2)

图3 胶质瘤复发病例(病例3)Fig 3 The case of glioma recurrence(Case 3)

局限性放射性脑损伤在MRI 平扫T1WI 上多数呈大片状稍低或低信号，伴有出血时呈以低信号为主混杂信号(病灶内可见短T1 信号成分)，病变有不同程度的占位效应。增强扫描部分病灶呈结节状、曲线状或不规则形强化，强化的程度、方式与肿瘤细胞的分化程度及血脑屏障(BBB)破坏程度有关，出现异常强化的放射性损伤与肿瘤复发的常规MR 图像表现相似。有研究认为两者的鉴别要点为:放射性坏死病灶多数强化灶形态为“瑞士奶酪样”、“皂泡样”［5］，形成此种类型强化的原因为放射性损伤血管修复的能力强，BBB 破坏的程度相对于肿瘤复发轻。肿瘤复发多为肿块样强化;出现胼胝体侵犯同时伴有跨中线的新发强化灶支持肿瘤进展或复发。虽然常规MRI 图像上、肿瘤复发与放射性损伤有一定的特点，但总体上常规MR 缺乏特异性鉴别征象，本组病例依据常规MRI 诊断准确率仅为38.5%，因此，常规MRI 对肿瘤复发和迟发性放射性坏死的鉴别价值有限。

3.2 磁共振灌注成像对胶质瘤复发与放射性损伤的诊断价值

灌注是指血液流经器官或组织内微循环的一种生理过程。MR 灌注成像利用磁共振快速成像和图像后处理技术来反映组织微血管分布与血流灌注信息，是一种能够提供组织器官血流动力学信息的功能性成像方法。灌注成像产生时间-信号强度变化的曲线，根据曲线可计算出脑血容积(rCBV)、相对脑血流量(rCBF)和平均通过时间(MTT)等多种灌注相关参数指标［6-8］，这些指标可提供半定量的血流动力学参数，对目标区域内微血管结构与功能进行定量描述。

目前PWI 用于鉴别放射性坏死与肿瘤复发的主要参数为CBV，因典型放射性坏死缺乏新生血管，血管内皮细胞坏死、血管壁纤维素性坏死和玻璃样变、血管源性水肿、血管管腔狭窄等改变，故CBV值下降，而复发的肿瘤由于有大量新生血管，血供增加，所以CBV 值升高。PWI 能够显示放射性脑损伤区rCBV 的变化，且与损伤的严重程度和照射剂量相关［9］。本组研究的结果显示肿瘤复发与放射性损伤的rCBVmax 差异有显著性意义(P=0.000)，亦证明了放射性损伤与肿瘤复发的组织学差异。

但是，也有研究不支持以上结果，放射性坏死和肿瘤的血流灌注有时并无显著差异［10］，可能是由于放射性损伤导致BBB 受损，对比剂通过BBB 时的渗漏影响局部磁场，影响对CBF 和CBV 值的测量所致。除此之外，胶质瘤放疗后临床随诊过程中新出现的异常强化病灶往往是同时含有放射性损伤和肿瘤组织的混合病灶，但不同病灶所占的比例不同，以某种病变为主;部分低级别胶质瘤复发时肿瘤新生血管的程度并不一定十分明显;加之手术所致的局部损伤、胶质增生及瘢痕等因素。使得术后放射性损伤与肿瘤复发CBV 值会有部分重叠，Sugahara等［11］应用标化的相对血流容积比，即相对rCBV(rCBV 病灶/rCBV 对侧正常组织，rrCBV)测量脑肿瘤放疗后脑增强区域，发现包括放射性脑损伤时强化灶的rrCBV 值低于0.6，而肿瘤复发的强化病灶rrCBV 高于2.6，当rrCBV 比在0.6 ～2.6 之间时，rCBV 无法鉴别，在本组病例中，肿瘤复发与放射性损伤的rCBVmax 差异有显著性意义(P =0.000)，rCBVmax ＞2.04 者均证实为胶质瘤复发，＜0.62 均为放射性损伤，但本组病例有10 例病灶rCBVmax位于0.62 ～2.04 之间，单纯依靠rCBVmax 无法鉴别，2 ～4 个月随诊后，7 例rCBVmax 值持续上升、证实为肿瘤复发;3 例rCBVmax 值较首次检查减低，为放射性损伤。因此在首次发现病灶仍鉴别困难时，可动态观察进行鉴别，如放疗无效、肿瘤继续生长，rCBVmax 值表现为持续增加，而放疗有效rCBVmax值为持续下降，因此可根据rCBVmax 值的变化趋势进行鉴别。尽管PWI 对胶质瘤复发与放射性损伤鉴别存在一定的局限，但PWI 可以较常规MR 明显提高二者诊断的准确率。

放射性脑损伤的发生机制复杂，脑肿瘤放疗后内部的组织成分丰富。而单一的磁共振检查技术都有自身的缺陷和不足。目前，MRI 技术对单纯急性和亚急性放射性脑损伤的检测较敏感，能够及时反映脑正常组织放射性损伤的早期变化。对于典型的放射性坏死，弥散、波谱和灌注成像都有各自相对特征性表现，但对于不典型的放射性坏死、不典型肿瘤复发以及混合性病变的诊断与鉴别，单一的MRI 技术还存在一定局限，往往需要多种技术综合分析才能得出正确结论。有文献报道联合多个磁共振技术如磁共振波谱成像、磁共振弥散成像可明显提高对复发与坏死的诊断准确性［12-15］。因此，多种磁共振成像技术联合利用是研究的趋势和重点。

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