磁共振动脉自旋标记灌注成像和磁敏感加权灌注成像鉴别胶质瘤复发和放射性损伤

刘丽琴 征锦 山姆 杨国美 周英文 叶靖

磁共振动脉自旋标记灌注成像和磁敏感加权灌注成像鉴别胶质瘤复发和放射性损伤

刘丽琴 征锦 山姆 杨国美 周英文 叶靖

目的评价动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）磁共振灌注成像和磁敏感加权（dynamic sus⁃ceptibility⁃weighted perfusion，DSC）脑灌注成像鉴别胶质瘤复发和放射性损伤的临床价值。方法21例脑胶质瘤患者（16例胶质瘤复发，5例放射性坏死）手术治疗后行3.0 T磁共振检查，同时进行ASL和DSC脑灌注成像，分别分析2组中ASL脑血流量（cerebral blood flow，CBF）和DSC相对脑血容量（relative cerebralblood volume，rCBV）的差异。结果胶质瘤复发组的ASL⁃CBF为4.45±2.72，高于放射性损伤组（1.22±0.61，P＜0.01）；胶质瘤复发组DSC⁃rCBV为3.38±2.08，也显著高于放射性损伤组（1.09±0.55，P＜0.05）；ASL⁃CBF和DSC⁃CBV磁敏感伪影评分分别为（4.85±0.37）分和（4.15±0.75）分，2种方法比较有统计学差异（P＜0.01）。结论ASL脑灌注成像可准确鉴别胶质瘤复发和放射性损伤。

磁共振成像；胶质瘤复发；脑灌注成像；放射性损伤

手术切除并进行术后放疗是胶质瘤的主要治疗方法。但由于胶质瘤浸润性生长，手术难以彻底切除，术后复发率高［1⁃2］。胶质瘤复发与放射性脑损伤均可表现为逐渐进展的肿块样强化伴坏死、囊变和水肿区，在常规磁共振成像中鉴别诊断较为困难。磁敏感加权（dynamic susceptibility⁃weighted perfusion，DSC）脑灌注成像，可通过定量测定病灶内血流灌注情况准确评估肿瘤生长程度，准确鉴别胶质瘤复发与放射性脑损伤［3⁃4］；然而该技术需要静脉注射对比剂，将增加胶质瘤术后随访时肾源性纤维化或过敏反应的风险［5⁃6］。动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）成像技术以自体血作为内源性对比剂，可实现非侵入性脑灌注成像，在胶质瘤分级和肿瘤血管化评估等方面具有优势。本研究对21例胶质瘤术后放疗后患者进行ASL脑灌注成像，评价ASL脑灌注成像对胶质瘤复发和放射性损伤鉴别能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2012年11月至2014年2月共有62例胶质瘤术后行放射治疗的患者进行脑部磁共振检查，其中21例发现强化病灶而纳入本研究范围。21例中男12例，女9例，年龄32～82岁，平均（52.1± 11.7）岁。其中13例行单纯放射治疗（50～60 Gy），8例行放射治疗同时行替莫唑胺化疗。术后每3月行磁共振检查，检查序列包括：T2WI、DWI、ASL、DSC MR和增强前后的T1WI。

1.2 磁共振检查技术 常规磁共振成像在3.0T磁共振中完成（HDx，GE Healthcare；Discovery 750，GE Healthcare）。成像参数包括轴位SE T2WI（TR／TE＝4000／131，视野＝240×240 mm2，层厚5 mm，激发次数＝1），T1WI（TR／TE＝400／10，视野＝240×240 mm2，层厚5 mm，激发次数＝1）。DWI（TR／TE＝4000／89），b值＝0，1000 s／mm2，视野＝240×240 mm2，层厚5 mm，激发次数＝8）。

DSC参数（EPI SE序列，TR＝3.9 ms，TE＝1.9 ms，并行采集因子2，矩阵96×61，视野＝230×182 mm2，层厚＝5 mm，对比剂（Mag⁃nevist；Schering，Germany）剂量为0.05 mmol／kg，注射速度为3 ml／s。

使用3D质子快速自旋回波伪连续螺旋采集ASL技术（pseudocontinuous ASL with spiral acquisition along with 3D PD⁃weighted FSE，PCASL），TR＝4632 ms，TE＝1.5 ms，矩阵96×61，视野240×240 mm2，层厚4 mm，标记后延迟1535 ms。

1.3 图像处理及评价 由2名不知晓临床或病理资料的神经影像医师在Adw4.5工作中以Funtool软件包进行图像处理评价。DSC和ASL灌注图相隔＞1周并分别进行评价。

选取强化灶中强化最明显区作为感兴趣区（ROI，0.5～2.0 cm2）进行数据测定，测量3次并取其平均值。ASL灌注成像中测定脑血流量（cerebral blood flow，CBF），DSC灌注成像测定相对脑血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）。同时测定对侧正常脑白质相应区域灌注参数以计算标准化脑血流灌注值。

采用5分法主观评价运动伪影和磁敏感伪影对图像的影响：1分：严重伪影干扰，无法观察；2分：伪影干扰，可观察图像但影响病灶显示；3分：伪影干扰导致无法准确诊断；4分：轻度伪影干扰但不影响病灶显示；5分：无伪影干扰。

1.4 病灶分类 本研究21例患者中6例患者经再次手术或穿刺活检证实，15例经随访磁共振成像证实：若强化病灶逐渐缩小或治疗有效，则认为是放射性损伤；反之则为胶质瘤复发。每名患者随访时间均＞11月，随访率为100%［7］。

1.5 统计学分析 所有统计分析应用SPSS 16.0软件包进行。胶质瘤复发和放射性损伤的标准化CBF和rCBV的比较采用独立样本t检验。运动伪影和磁敏感伪影对图像的影响比较采用Wilcoxon秩和检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 21例患者中16例为胶质瘤复发，6例由手术病理或穿刺活检证实，10例表现为放射治疗后强化病灶持续进展增大；5例放射性损伤表现为未经进一步治疗后强化病灶逐渐缩小或消失。

2.2 胶质瘤复发组的标准化ASL⁃CBF（4.45±2.72）明显高于放射性损伤组（1.22±0.61）（P＜0.01），DSC⁃rCBV（3.38±2.08）也显著高于放射性损伤组（1.09±0.55）（P＜0.05）。胶质瘤复发和放射性损伤典型脑灌注图见图1，2。

图1 37岁男性胶质瘤手术放疗后放射性损伤脑灌注成像

图2 54岁男性胶质瘤术后14月复发脑灌注成像

2.3 ASL和DSC脑灌注成像伪影评分比较 ASL⁃CBF和DSC⁃CBV的运动伪影评分比较无统计学差异（P＞0.05）；磁敏感伪影评分分别为（4.85±0.37）分和（4.15±0.75）分，2种方法比较差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。

表1 ASL和DSC的伪影评分比较（¯x±s，分）

3 讨论

胶质瘤的生长常伴有血脑屏障的破坏和肿瘤的血容量增高，然而血脑屏障完整性的缺失也常出现于放射性损伤，在常规磁共振成像中也可表现为肿块样强化伴有周围组织水肿，因而在常规磁共振中难以准确鉴别［8］。研究表明使用DSC脑灌注成像可准确评估强化病灶血流灌注情况，并可准确鉴别胶质瘤复发和反射性损伤［9］。然而DSC⁃MRI更容易受到对比剂血管外渗的影响从而导致灌注值低估；另外DSC脑灌注成像大多采用EPI或GRE等高磁敏感性序列进行快速扫描，当强化病灶接近手术区域或放疗后灶区出血时将受到磁敏感伪影的影响［10⁃12］。

ASL脑灌注成像是另一种可评价肿瘤血管的、采用标记的血液作为内源性对比剂的磁共振灌注成像技术，较DSC具有潜在优势［13⁃14］，首先，由于90%的标记血液将在首过效应中通过毛细血管床并且其T1弛豫时间远远短于毛细血管通过时间，因而对比剂外渗和组织内扩散效应将不会影响ASL的信号［15］；其次，本研究中采用的伪连续螺旋采集ASL脑灌注成像技术基于3D⁃FSE序列实现，也不容易受到磁敏感伪影的影响；另外，ASL脑灌注成像技术无需注射对比剂即可进行全脑灌注成像，对胶质瘤术后需长期随访、肾功能不佳的患者极为理想。

以往研究表明，ASL⁃CBF可准确鉴别低级别和高级别胶质瘤，ASL脑灌注成像可作为评价肿瘤灌注的安全和有效的检查技术［15］。然而尚无有关ASL灌注成像鉴别胶质瘤复发和放射性损伤的相关研究。本研究显示胶质瘤复发组的ASL⁃CBF明显高于放射性损伤组（P＜0.01），可有效鉴别胶质瘤复发和放射性损伤。

本研究表明，ASL脑灌注成像对颅内强化病灶的显示更优于DSC灌注成像。以往研究表明在DSC脑灌注成像中当ROI接近手术区域或出血区时更容易受到磁敏感伪影的影响而导致灌注的低估。而本研究中ASL技术基于高分辨3D FSE序列扫描完成，磁敏感性较低，21例中未发现明显影响图像和病灶显示的磁敏感性伪影，与DSC组具有显著性差异。因而我们认为ASL灌注更适合用于胶质瘤术后的长期随访。

总之，ASL脑灌注成像可准确鉴别胶质瘤复发和放射性损伤。胶质瘤复发的ASL灌注显著高于放射性损伤，对评价胶质瘤术后病灶的血流灌注情况具有指导意义。

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Differentiation of recurrent gliomas from radiation injury with arterial spin labeling perfusion and susceptibility⁃weighted perfusion MR Imaging

LIU Li⁃qin．
Department of oncology；ZHEN Jin，Santosh Kumar bhagat，YANG Guo⁃mei，ZHOU Ying⁃wen，YE Jing．Department of Radiology，Northern Jiangsu People's Hospital，Yangzhou 225001，China

Objective To evaluate the utility of arterial spin labeling（ASL）and susceptibility⁃weighted perfusion（DSC）in differentiation of recurrent gliomas from radiation injury.MethodsTwenty⁃one patients with surgically treated primary gliomas（16 cases of recurrent gliomas，5 cases of radiation injury）were examined by 3.0 T system，and ASL and DSC perfusion MR imaging were performed.In regions of interest，maps of normalized cerebral blood flow（CBF）in ASL and cerebral blood volume（CBV）in DSC imaging were computed and analyzed.ResultsIn glioma recurrence group，normal⁃ized ASL⁃CBF ratio（4.45±2.72）were higher than that of radiation injury（1.22±0.61，P＜0.01）；normalized DSC⁃rCBV ratio of glioma recurrence（3.38±2.08）was significantly higher than that of radiation injury（1.09±0.55）（P＜0.05）.There was significant difference in susceptibility artifact score between ASL⁃CBF and DSC⁃CBV（4.85±0.37 vs 4.15±0.75，P＜0.01）.ConclusionsASL perfusion is an accurate method for distinguishing glioma recurrence from radiation injury.

magnetic resonance imaging；glioma recurrence；perfusion weighted imaging；radiation injury

R 5445

A

10.3969／j.issn.1003⁃9198.2015.01.010

2014⁃04⁃02）

225001江苏省扬州市，江苏省苏北人民医院肿瘤科（刘丽琴）；医学影像科（征锦，山姆，杨国美，周英文，叶靖）

叶靖，Email：18051061289＠163.com