MRI环形强化的高级别胶质瘤的DWI信号探讨

杨　宇，周知慧，李　平，娄　昕

（1.湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙　410007；2.解放军总医院，北京　100853）

MRI环形强化的高级别胶质瘤的DWI信号探讨

杨宇1，周知慧1，李平1，娄昕2

（1.湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙410007；2.解放军总医院，北京100853）

目的：探讨MRI环形强化的高级别胶质瘤的DWI信号特点。方法：对19例高级别胶质瘤环形强化区域的DWI信号进行回顾分析，按照图像特点分4种情况：①强化环形与DWI信号区域的对应关系；②环的形态规则或不规则；③环的外形有无张力；④环壁为闭环或开环；MRI检查序列为T2WI，T2WI-FLAIR，T1WI，DWI，T1WI抑脂增强。结果：19例患者MRI增强均呈环形强化，DWI高信号区与环形强化区范围基本一致或超过强化范围的有16例，DWI高信号区小于环形强化区范围的3例；DWI高信号呈环形且无张力的12例，DWI高信号呈环形且有张力的1例，DWI高信号不呈环形导致无法判断有无张力的6例；DWI高信号呈环形且形态不规则的12例，DWI高信号呈环形且形态规则的1例，DWI高信号不呈环形导致不好判断的6例；DWI高信号呈环形且环的形态连续（闭环）11例，DWI高信号呈环形且环的形态不连续（开环）2例，DWI高信号不呈环形导致不好判断的6例。结论：环形强化的高级别胶质瘤，DWI高信号范围一般都与强化大致一致或超过其范围；DWI呈环形高信号时，其环的形态多不规则、呈无张力、多为闭环等特点，如病变伴出血时其DWI信号上述环形特点不明显，这些影像特征对颅内高级别胶质瘤的诊断有非常重要的提示价值。

脑肿瘤；神经胶质瘤；磁共振成像，弥散

环形强化病灶在头部病变中比较常见，常见的疾病有恶性肿瘤（原发或转移瘤）、脓肿、脱髓鞘、结核等。以往文献对病变的影像进行过描述，包括环形强化病灶本身的形态、强化特征、信号特征、环内的信号特征等［1-3］，但对于环本身的强化与环本身的DWI信号结合起来对病变性质进行判断的报道较少，本文对高级别胶质瘤的这一征象作了初步探讨。

1　材料与方法

1.1研究对象

2013年6月—2014年5月患者19例。纳入标准：病理证实为胶质母细胞瘤或WHOⅢ级以上的患者，MRI增强呈环形强化，有DWI图像。最终纳入19例患者进行观察，病例中为治疗前的病例13例，手术后复发的病例6例。其中男11例，女8例，年龄38～72岁，平均（52±5）岁。

1.2研究方法

MR扫描系统采用GE 3.0T Signa HD磁共振扫描仪，梯度场强度40mT/m，梯度切换率150mT/m/ms，采用头颅8通道相控表面线圈。患者采用仰卧位，用海绵垫将患者头部固定。行常规横轴位T2WI，pre-T1WI，T1WI，DWI及T2-FLAIR扫描；同时行矢状位薄层T2-FLAIR扫描，参数为：TR/TE/TI 8 802/124.3/ 2 200ms；层厚4mm，间隔4mm；DWI序列，b值1 000；矩阵=384×224；FOV=24 cm×24 cm；激励次数=2，采集范围覆盖全脑。

1.3图像分析

由两位副高以上高年资影像医师对MRI图像进行分析。

1.4DWI高信号的判断标准

以脑皮质信号为参考，高于皮质信号即认为高信号。强化的判断：与预扫图像对比，信号增加即认为强化。

2　结果

19例患者MRI增强均呈环形强化，DWI高信号区与环形强化区范围基本一致或超过强化范围的有16例，DWI高信号区小于环形强化区范围的3例；DWI高信号呈环形且无张力的12例，DWI高信号呈环形且有张力的1例，DWI高信号不呈环形导致无法判断有无张力的6例；DWI高信号呈环形且形态不规则的12例，DWI高信号呈环形且形态规则的1例，DWI高信号不呈环形导致不好判断的6例；DWI高信号呈环形且环的形态连续 （闭环）11例，DWI高信号呈环形且环的形态不连续 （开环）2例，DWI高信号不呈环形导致不好判断的6例。

表1　环形强化病灶的DWI信号特点

3　讨论

DWI技术就是检测人体组织内水分子的微观扩散运动的技术。如果水分子的扩散运动不受任何约束称为自由扩散。扩散运动受到不同程度的限制，称限制性扩散。在人体中，脑脊液、尿液等水分子视为自由扩散，而一般组织中水分子的扩散属于限制性扩散。DWI是利用MRI对运动物质的敏感性，反映出移动状态的水所携带的质子在横向磁化产生的相位偏移。当在DWI序列时，随着梯度强度的加大，增加局部磁场的非均匀性，使T2弛豫过程明显缩短，加大由弥散所导致的信号衰减程度，结果在图像上呈现低信号，如果出现病变导致水分子的微观扩散运动受限时图像信号衰减程度将变小，同样其信号将高于水分子的微观扩散运动不受限的部分。总之，DWI是一种特殊的图像，用于观察水分子的弥散过程，水分子弥散正常时，其图像显示为等信号，水分子弥散受限时DWI上就会出现异常高信号。可以导致DWI信号增加的原因有：细胞内水肿、细胞密度增加（相对于周边组织）、高核浆比例（细胞核/细胞质）、高黏滞性、细胞外间隙变小水分子弥散受限；凝固坏死、出血、细胞内蛋白质成分增多也可导致水分子弥散受限，使DWI信号增加［4-7］。

本研究所见19例高级别胶质瘤中，其中16例环形强化的壁在DWI呈环形高信号，二者范围基本一致或DWI高信号范围超过强化范围，以往研究和文献提示恶性肿瘤常常细胞密度比较高、细胞核/细胞质比例大、细胞外间隙变小，其中的水分子常常弥散受限，因此DWI呈高信号［4-7］；肿瘤强化与血脑屏障破坏有关，血脑屏障破坏区域通常不超过肿瘤范围，因此强化范围可以小于DWI高信号范围，但强化区一般DWI均呈高信号；本文所见与以往文献结果相符合［8-11］。但本研究有3例强化环范围大于DWI高信号环的范围，此3例都为术后复发病例，我们认为是术后改变所致。19例高级别胶质瘤DWI高信号环的张力情况，其中无张力的12例与强化环的张力情况一致，但增强扫描其中有2例表现为有张力，与DWI所提示的不一致，我们认为DWI所显示的无张力更能表现肿瘤的特点，排除出血影响后DWI高信号区域在以往文献中都认为是肿瘤区域，这部分可以无强化也可以有强化［11-15］；有1例病灶较小DWI呈环形高信号且呈有张力表现；有6例由于DWI呈片状高信号无法判断有无张力情况，结合T1WI及磁敏感加权成像（SWI）提示病灶是由于出血导致DWI信号改变不好判断，但增强强化提示为无张力的环形强化。

图1a，1b高级别胶质瘤WHO 3～4级。图1a：DWI显示高信号壁不规则，呈无张力表现，为闭环，且DWI高信号范围超过强化范围；图1b：增强显示壁环形均匀强化，呈有张力表现，为闭环。图2a，2b胶质母细胞瘤WHO 4级。图2a：增强显示壁不规则，呈无张力、闭环表现；图2b：显示DWI高信号范围超过强化范围，壁不规则，呈无张力、闭环表现。图3a，3b高级别胶质瘤复发。图3a：DWI高信号小于强化范围，壁不规则，呈无张力、开环表现；图3b：显示强化范围超过DWI高信号范围，壁不规则，呈无张力、闭环表现。图4a，4b胶质母细胞瘤WHO 3～4级。图4a：DWI显示片状高信号，中心区DWI高信号为出血增强无强化；图4b：增强显示不均匀环形强化，呈闭环。

Figure 1a，1b.High grade glioma，class 3～4 in WHO.DWI（Figure 1a）showed high signal and irregular wall with no tension as a closed loop.The range of DWI high signal exceeded the enhancement area.The wall of lesion（Figure 1b）displayed annular homogeneous enhancement with tension as a closed loop.Figure 2a，2b.Glioblastoma，class 4 in WHO.The enhancement（Figure 2a）displayed an irregular wall with no tension as a closed loop，while Figure 2b showed hyperintense ring on DWI which exceeded the range of enhancement with an irregular wall and no tension as a closed loop.Figure 3a，3b.Recurrence of high grade gliomas.The range of DWI high signal（Figure 3a）was smaller than the enhancement with an irregular wall and no tension as an open loop.Figure 3b showed the enhancement range was larger than that of DWI high signal and the wall was irregular with no tension as a closed loop.Figure 4a，4b.High grade gliomas（glioblastoma，class 3～4 in WHO），DWI of Figure 4a showed patchy high signals with central high signal lesions as hemorrhage without enhancement；Nonuniform annular enhancement as a closed loop was displayed in Figure 4b.

19例高级别胶质瘤DWI高信号环的形态情况，12例呈边缘不规则、厚薄不均匀表现，但增强显示其中有2例患者强化环的壁厚薄比较规则、边缘比较清晰，这种情况与前述DWI高信号和强化范围的不一致理解类似［11-15］，且本人认为DWI所显示的壁的不规则形态更能表现肿瘤的特点。19例高级别胶质瘤DWI高信号环的连续情况，除了6例由于合并出血不好判断外，其他有11例为闭环；2例为开环，此2例都为术后复发病例；结合增强看可以发现增强病例中有4例为开环，其中2例为术后病例，有2例是出血导致的强化环不连续。

通过以上分析我们认为环形强化的DWI信号特点对高级别胶质瘤有重要诊断价值，其主要特点有以下几个：①环形强化部位DWI呈高信号，且DWI高信号范围可超过强化范围，但通常不会小于强化范围（不包括术后复发病例）；②DWI高信号环多数无张力，与强化环的特点基本一致，且本人认为DWI高信号环表现的无张力情况较增强更贴近实际情况能体现肿瘤的特点；③DWI呈环形高信号时通常壁不规则，与环形强化特点类似，且本人认为DWI高信号环表现的不规则情况较增强更贴近实际情况能体现肿瘤的特点；④DWI呈环形高信号时通常呈闭环形态，但有出血时或术后复发病例可以是开环改变。⑤不是所有的环形强化病例都会出现环形DWI高信号，这种情况多是出血对DWI信号影响所致，但出血也是高级别胶质瘤非常重要的征象［11-15］，因此此时诊断不难。

可以出现环形强化且DWI为高信号这种改变的还有炎性脱髓鞘（多发硬化）、淋巴瘤、转移瘤、结核、特殊细菌感染，需要与高级别胶质瘤鉴别［16］。脱髓鞘和多发硬化病灶强化环的形态多不完整呈开环，但很少伴有出血，且同时伴有无强化、DWI低信号的病灶，与文献报道的多时相多空间分布一致，较容易鉴别［17-19］。转移瘤表现与高级别胶质瘤类似，如有原发病灶，颅内多发病灶，伴有广泛水肿，此时鉴别不难，但如缺乏病史，单发病灶时鉴别可能较难［20-21］。淋巴瘤环形强化多出现在治疗后或免疫力低下的患者［22］。结核可见环形强化和DWI高信号，其中心DWI信号更高为特征，且T1WI呈较高信号，T2WI呈等及稍高信号，与高级别胶质瘤不同［23-25］。特殊细菌感染（真菌）病灶也可呈环形强化和DWI高信号，其强化环多呈开环，环形强化灶内夹杂增强无强化且DWI呈低信号丝条状弯曲走形的成分［26-28］。脑脓肿也可呈环形强化和DWI高信号，其DWI高信号部位位于强化环的中间，强化环本身DWI呈等及稍低信号，鉴别容易［29-30］。

总之，通过本文研究提示，环形强化的高级别胶质瘤，DWI高信号范围一般都与强化大致一致或超过其范围；DWI呈环形高信号时，其环的形态多不规则、呈无张力、多为闭环等特点，如病变伴出血时其DWI信号上述环形特点不明显，但仔细分析判断为肿瘤不难，这些影像特征对颅内高级别胶质瘤的诊断有非常重要的提示价值，可帮助我们对其进行诊断和鉴别诊断。

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Investigation on DWI signals of high grade glioma with ring enhancement on MRI

YANG Yu1，ZHOU Zhi-hui1，LI Ping1，LOU Xin2
（1.The First Hospital of Hunan University of Chinese Medicine，Changsha 410007，China；2.The General Hospital of the People's Liberation Army，Beijing 100853，China）

Objective：To investigate the characteristics of DWI signals in high grade gliomas with ring enhancement on MRI.Methods：DWI signals within ring enhanced areas in 19 cases of high grade gliomas were analyzed retrospectively.They were divided into 4 situations according to the image features.They were as followed：regional corresponding relation between the ring enhancement and DWI signal；regular or irregular shape of rings；with tension or not concerning on the ring shape；the ring wall is closed or not；MRI sequences included T2WI，T2WI-FLAIR，T1WI，DWI，enhanced T1WI with fat suppression. Results：All 19 cases showed ring enhancement on enhanced MRI.16 cases showed high signal intensities on DWI which accorded or exceeded the scope of ring enhancement.DWI hyperintense area was smaller than the enhancement area in 3 cases.DWI high signal area showed a ring shape with no tension in 12 cases and with tension in 1 case.6 cases did not show ring-like hyperintense area on DWI or their tension not to be judged.Hyperintense rings on DWI were irregular in 12 cases and regular in 1 case.No hypertense rings on DWI were formed in 6 cases which led to bad judgement；Hyperintense rings on DWI（closed loops）were found continuous in 11 cases and interrupted（open loop）in 2 cases.Conclusion：In high grade gliomas with ring enhancement，DWI high signal areas generally accorded to the enhancement or exceeded its range. When DWI showed a hyperintense ring，its characteristics were irregular in shape，with no tension and a closed loop.Hemorrhage could cause unobvious characteristics of the ring on DWI.There is much value for these imaging features in the diagnosis of intracranial high grade gliomas.

Brain neoplasms；Glioma；Diffusion magnetic resonance imaging

R739.41；R730.264；R445.2

A

1008-1062（2015）01-0005-04

2014-07-30

杨宇（1977-），男，湖南浏阳人，副主任医师。

娄昕，解放军总医院，100853。