多参数MRI对垂体腺瘤评估的研究进展

耿鹏飞 朱洪章 杨智云*

垂体腺瘤是由腺垂体祖细胞或分化完全的腺细胞起源的肿瘤，其发病率占颅内肿瘤的10%～15%，占中枢神经系统肿瘤的 7.5%[1－3]。临床上，根据肿瘤大小可将其分为微腺瘤（＜10 mm）及大腺瘤（≥10 mm）；根据其生物学行为可分为非侵袭性垂体腺瘤、侵袭性垂体腺瘤及垂体癌；根据其是否具有内分泌功能又分为有功能腺瘤和无功能腺瘤，其中以泌乳素腺瘤及生长激素腺瘤多见[1，4]。内镜下经鼻蝶入路垂体腺瘤切除术是临床治疗垂体腺瘤的常用方法[5－7]，但鉴于鞍区结构复杂，内镜手术操作野小，肿瘤往往难以达到全切，肿瘤术后残余则可能导致复发[4,7]。临床上肿瘤质地、血供及是否具有侵袭性是决定能否全切的重要因素[4,8]。

MRI对软组织分辨力高，是垂体腺瘤的主要影像检查方法。常规垂体扫描T1WI及T2WI序列采用小视野、薄层、高分辨率的扫描采集方案，能够显示垂体腺瘤及其毗邻解剖结构，提供肿瘤大小、形态以及有无卒中、囊变出血、视神经通路受压等诊断信息，对临床制定手术计划和评估预后起到一定的指导作用。由于常规序列对肿瘤质地、血供、视神经功能状态等生物学特征无法准确定量，故无法判断涉及肿瘤生物学行为的特征，如是否容易发生术中出血、是否容易术后残余等，临床价值相对受限。而功能MRI（fMRI）提供了与肿瘤生物学行为相关的定性或定量信息，提高了术前评估的准确性，为手术尽可能安全地切除肿瘤提供了保障。

1 用于垂体腺瘤检查的MRI序列

1.1 扩散成像 扩散加权成像（DWI）是一种在三维空间定量测量水分子布朗运动的方法，可以检测组织内水分子的扩散状态，并可结合表观扩散系数（ADC）间接反映组织的结构特征及变化[9]。扩散张量成像（DTI）与扩散光谱成像（diffusion spectrum imaging,DSI）属于新型高级的扩散加权成像技术，亦是MRI纤维示踪技术的一种，均可显示神经纤维束的走行及方向[10-11]。相较DTI，DSI施加更多的敏感磁场强度，采取足够的q空间数据进行高角度、高分辨力成像，可跟踪复杂结构、交叉纤维的走行，能够对更大数量、更加精细的纤维束结构成像[12-13]。

1.2 动态增强（DCE） 可以获取对比剂在毛细血管网和组织间隙内分布状况的动态信息，从而反映病变的微循环、灌注和毛细血管通透性的变化；同时还可测量容积转移常数（Ktrans）、速率常数（kep）、血管外细胞外容积分数（ve）等定量指标，定量反映组织的微血管通透性与血供情况[14]。

1.3 灌注加权成像（PWI） 目前临床上常用的PWI方法包括动态磁敏感对比增强（dynamic susceptibility weighted contrast-enhanced,DSC）成像和动脉自旋标记（ASL）成像等，2种成像方法可获取定量或定性的脑血容量（CBV）、脑血流量（CBF）等灌注参数，可特异地量化评价组织器官血流灌注状态，获得病变组织微循环信息[8,15-16]。

1.4 MR弹性成像 （MR elastography,MRE） 是近年来新兴的一种无创伤性成像技术，通过评价机械波在组织中的传播来提供组织弹性的信息，可定量测量组织的剪切模量，即硬度，被称为“影像触诊”[17-18]。

1.5 稳态进动快速成像序列 该序列具有良好的液体与软组织对比度，适用于观察脑脊液周围细小结构的形态，目前常用于显示神经的走行或神经根的形态[19]。若同时行钆剂增强扫描还可以增加脑池或静脉窦内颅神经的对比度，更清晰显示颅底肿瘤与其周围结构的边界[19-21]。

1.6 MR波谱成像 （MRS） 是无创性评估活体器官、组织代谢、生化、病理生理改变的一种方法，它可以在分子水平定量分析组织代谢产物，从而反映组织器官的代谢状态[22]。

2 垂体腺瘤的MRI诊断应用

2.1 评估垂体腺瘤质地 垂体腺瘤的质地是影响内镜下肿瘤全切的重要因素，质地较软的腺瘤全切率较高，而质地较硬的腺瘤往往由于纤维化程度较高、与周围组织粘连等，术中难以完全切除。同时，如果盲目地“全切”还可能损伤邻近视交叉、海绵窦等重要结构，产生严重的并发症。因此，术前了解腺瘤本身质地及纤维化程度对手术的实施非常重要。

一些研究者[23-24]提出可以应用T2WI评估肿瘤的质地。他们认为含有较多胶原纤维的腺瘤具有更低的T2WI信号；相反，若T2WI信号较高，可能提示腺瘤的质地偏软。Smith等[24]分析了T2WI上36例垂体腺瘤的腺瘤内与参照（小脑脚）同等大小兴趣区（ROI）面积的比值，结果发现，质软的腺瘤比值均＞1.5，质硬的腺瘤比值均＜1.8，比值位于两者之间的腺瘤质软或质硬均可出现。但也有研究者认为常规T2WI信号高低与垂体腺瘤质地之间的相关性有待商榷，如Bahuleyan等[25]对80例腺瘤的T2WI信号分析后发现，质硬组（12例）无一例表现为均质低信号，T2WI上表现为均质等信号的仅4例，7例表现为不均匀混杂信号，1例则表现为均质高信号。因此，T2WI的信号表现与腺瘤的质地并不具有相关性。

另一方面，Romano等[26]尝试采用动态增强扫描定性评估垂体腺瘤本身的质地，对21例垂体大腺瘤行术前DCE检查，并结合手术及术后病理对照分析后认为术前动态增强扫描可以评估垂体腺瘤质地。当垂体腺瘤内同一ROI的增强前后信号强度比值（signal intensity ratio,SIR）＞1.92 时，提示腺瘤质地较软，此类腺瘤血管丰富，出血少，腺瘤本身及血管周纤维化程度均较低，与之相反的结果则提示腺瘤的质地较硬。但由于目前DCE用于评估腺瘤质地的报道较少，样本量小，且ROI的测量存在随机误差，相关结论仍需进一步更大样本含量数据的验证。

DWI及ADC值对垂体腺瘤质地的评估也具有重要的意义。质地较软的腺瘤肿瘤细胞分布密集，DWI上呈高信号，ADC值较低；相反，质硬的腺瘤则由于低细胞数且胶原纤维量增多而使DWI信号减低，相应ADC值较高[27]。Mohamed等[28]综合分析30例垂体腺瘤影像与手术资料后认为，质软的垂体腺瘤平均ADC值约为0.482×10-3mm2/s，质硬的腺瘤平均ADC值约为0.992×10-3mm2/s，并提出将ADC值等于0.6×10－3mm2/s定为确定腺瘤质地的阈值，结果显示使用ADC值评估肿瘤质地的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、88%、62.5%及 100%。但 Mahmoud等[29]和 Alimohamadi等[30]分别对24例和19例垂体腺瘤的质地分析后认为DWI和ADC图与质地并无相关性。尽管如此，Alimohamadi等[30]认为DWI信号的高低可以评估肿瘤的纤维化程度并能预测肿瘤切除率，而且提出ADC 值处于（0.600～0.740）×10－3mm2/s 区间的肿瘤更适合行部分切除术，但残余肿瘤体积常大于20%。另外，常规DWI序列空间分辨力较低，易受到颅底骨质及含气腔隙影响而引起较大的伪影[8]，使其应用受到限制。近年来，高分辨DWI克服了常规DWI在成像中受颅骨及含气腔系附近产生的磁敏感伪影，成像质量得到很大提升[31]，可望在垂体腺瘤的临床评估中得到更广泛的应用。

MRE可以通过机械波在组织中的传播，得到其弹性的有关信息，从而定量测定组织的硬度。Hughes等[18]对10例垂体大腺瘤经MRE进行硬度测定，并对照术中所见腺瘤质地情况分析，质软的腺瘤平均硬度值为（1.38±0.36）kPa（1.08～1.86kPa），而质地中等的腺瘤平均硬度值为（1.94±0.26） kPa（1.72～2.32 kPa），腺瘤的硬度值与术中所得结论相符合。但目前MRE在鞍区肿瘤临床应用的研究较少，且垂体结构深在，机械波的传播可能受到颅底骨质的干扰，而对MRE的结果产生影响，MRE对垂体腺瘤的临床应用需更大样本量、更加深入的研究。

2.2 评估垂体腺瘤血供情况 垂体腺瘤的血供是影响内镜下经蝶窦手术肿瘤切除率的另一重要因素。富血供的肿瘤可能导致大量的术中出血，掩盖正常手术视野，导致肿瘤切除失败。因此，术前评估血供情况是手术成功、优化手术进程的重要因素。

郑等[14]在运用DCE－MRI技术对正常垂体及垂体腺瘤血供定量分析后发现，垂体腺瘤的Ktrans、kep、ve指标均低于正常垂体，这可能是由于腺瘤内某些过度分泌的激素抑制了血管内皮因子的表达，而正常垂体不受影响。还有研究者[32]则认为这与肿瘤总体微血管密度较正常垂体减低有关。刘等[33]通过时间－强度曲线发现垂体大腺瘤的强化模式表现为快速上升（Ⅰ型）、平缓上升（Ⅱ型）及不上升（Ⅲ型），以Ⅰ型多见，Ⅲ型最少见，且Ⅰ型腺瘤的血管内皮细胞生长因子及碱性成纤维细胞生长因子的mRNA表达较Ⅲ型显著增高，提示富血供的腺瘤可能具有更丰富的血管数量及血管通透性。

Ma等[8]采用DSC成像对48例垂体腺瘤进行分析，结果显示富血供腺瘤平均rCBV值为16.92；质地中等的腺瘤平均rCBV为4.26；乏血供腺瘤平均rCBV为2.0。因此认为CBV值能够反映肿瘤的血管情况，与腺瘤的血供明显相关，术中可能具有更高的出血风险；但同时DSC成像易受颅底骨质磁化伪影干扰，对体积相对较小的腺瘤血供评估结果不满意。

Sakai等[34]采用ASL对11例垂体腺瘤分析后认为，腺瘤ROI内的标准化血流量（normalized tumor blood flow,nTBF）与病理切片所见组织微血管量呈正相关；同时，手术证实的富血供腺瘤其nTBF也较高，并具有更大的出血风险，这为评估垂体腺瘤血供信息提供了依据。但ASL亦受到颅底磁敏感伪影干扰，且空间分辨力较低，不适于对体积较小的腺瘤评估。

2.3 显示视神经通路及评估受损程度 当垂体腺瘤突破鞍隔向鞍上池生长时，可使视交叉或视束受推压移位，最常见的类型是视交叉向后方或后上方推移，然后逐渐出现视野缺损，其中又以双侧颞叶视野缺损常见[20]。术前准确地评估视神经与腺瘤的关系，可减少术中对视神经的损伤，并且还可根据相关技术判断术后视神经功能恢复情况，降低术后并发症的发生[19]。

增强稳态进动快速成像技术空间分辨力高，能够使视神经与肿瘤及脑脊液具有良好的组织对比，从而清晰地显示视神经的走行。Hisanaga等[20]对53例垂体腺瘤病人的视神经扭曲角 （optic nerve kinking angle,ONKA）进行测量分析，结果表明ONKA是预测术后视力恢复的独立因素，对于术后视力下降及视野缺损恢复的评估特异性较高。他们提出，当ONKA＜114.5°时，病人可能出现不可逆性视神经的损害。这可能是由镰状韧带在视神经管口压迫视神经造成的；或是由视神经扭曲引起的血流动力学改变所致。Boland等[35]则提出，视野受损同时也应该关注解剖学的特征改变，如测量视神经颅内段的长度，了解视神经通路与垂体的初始空间关系等，这些均可能是造成视神经功能减低的危险因素。

DTI技术可直观显示视神经纤维束因腺瘤压迫、侵犯等而导致的移位、变薄或中断的情况，反映临床相应的视野损害，还可经由参数分析，判断视神经发生的微观病理改变[36]。Lilja等[37]研究发现，前视路纤维束各向异性分数（FA）与视野缺损呈负相关，径向扩散值（radial diffusivity,RD）则与之呈正相关，轴向扩散值（axial diffusivity,AD）减低可能反映前视路纤维束的萎缩，RD值增加则反映肿瘤压迫引起的前视路纤维束的脱髓鞘。DSI技术因其具有显示交叉纤维束走行的优越性，对于视觉通路的成像效果优于传统DTI。Yoshino等[13]采用高角度、高分辨DSI，可以对视神经鼻侧及颞侧神经束、视交叉、视束及完整的视辐射清晰成像。目前，DSI在临床尚未完全应用，因此文献中对于DSI在垂体腺瘤引起的视路改变的应用评估报道较少，然而DSI可对视路，尤其是视交叉等交叉纤维束能够清晰、完整地成像，较DTI具有更高的临床应用价值，可能成为今后临床研究视神经通路的新方法、新方向。

2.4 评估垂体腺瘤侵袭性 垂体腺瘤的侵袭性亦是决定其是否能够完全切除的重要因素。侵袭性较高的肿瘤常因周围组织侵犯、粘连而难以全切，需选择其他术式或实施扩大手术[38]；同时，有研究者[39]提出，颈内动脉的侵袭性可能是造成垂体腺瘤卒中的危险因素，故术前准确评估腺瘤的侵袭性，对腺瘤治疗方案的选择具有重要意义。

MRI是评估垂体腺瘤侵袭性的重要依据。常规MRI及增强冠状面成像是判断腺瘤侵袭性的常用方法。目前，临床对侵袭性的诊断标准主要采用Knosp分级[40]，即通过测量冠状面MRI海绵窦层面肿瘤与颈内动脉床突上段 （C2段）及海绵窦段（C4段）管径的连线之间的关系，依据肿瘤是否达到或超过两者连线的内切线、中心连线、外切线乃至完全包绕海绵窦将其依次分为0～4级，并认为分级越高的肿瘤，侵袭性越高，同时具有更低的手术全切率。Micko等[41]结合内镜下术前及术后增强扫描MRI结果对比发现，1级腺瘤的术后全切率为83%，2级、3a级、3b级腺瘤则逐步减低，全切率分别为71%、85%、64%，而4级腺瘤的全切率则为0，故腺瘤的侵袭性对于手术后残余的判断具有临床意义。Cottier等[42]通过增强扫描冠状面MRI对垂体腺瘤研究后发现，当腺瘤对颈内动脉包绕超过67%时，判断其侵袭性的阳性预测值达100%；腺瘤超过颈内动脉海绵窦段和床突上段外侧壁连线，阳性预测值为85%；颈动脉沟静脉间隙消失，阳性预测值为95%。

唐等[43]尝试采用常规MRI联合DWI判断腺瘤的侵袭性。通过对6例非侵袭性垂体腺瘤与29例侵袭性垂体腺瘤的影像数据对比研究发现，侵袭性垂体腺瘤MRI常表现为形态不规则、分叶、大瘤体及鞍旁结构累及，并提出将低于0.903×10－3mm2/s的ADC值作为侵袭性垂体瘤的诊断指标，其临床诊断符合率、敏感度及特异度达97%、83%及91%。但目前DWI应用于垂体腺瘤侵袭性评估的报道尚较少，其临床价值尚需进一步的临床验证与研究。

MRS能够根据组织内氢质子波谱的变化定量评估组织的生理、生化改变。杨等[22]对36例侵袭性垂体腺瘤及20例非侵袭性垂体腺瘤MRS数据进行测量分析，结果显示病变区的胆碱（Cho）/N－乙酰天门冬氨酸（NAA）、Cho/肌酸（Cr）与腺瘤的侵袭性具有相关性，且当 Cho/NAA＞2.045时，诊断侵袭性垂体腺瘤的敏感度为89.9%，特异度为80%，准确度为88.5%；当Cho/Cr＞1.900时，诊断侵袭性垂体腺瘤的敏感度为86.1%，特异度为65%，准确度为83.6%。MRS是无创性评估腺瘤侵袭性的检查手段，也为临床治疗提供了新的参考依据。但受制于颅底磁敏感效应影响，目前MRS对于垂体腺瘤的应用报道仍较少，对垂体腺瘤相关理化特性的评估仍有待进一步探索。

3 小结

垂体腺瘤是常见的颅内肿瘤，MRI是评估垂体腺瘤大小、结构及周围组织关系的重要检查方法，垂体腺瘤本身的质地、血供、侵袭性等是决定其手术是否完全切除的重要因素。随着MRI的不断发展，MRS、DTI、DSI及 MRE 等新技术在一定程度上可以对垂体腺瘤的质地、硬度以及对视神经损害程度等特性进行定量或定性评估，这有望成为垂体腺瘤相关临床研究新的思路和发展方向，为临床完全切除肿瘤、改善肿瘤治愈率、降低肿瘤术中和术后并发症及复发风险提供更加完备、精确的评估信息。