脑灰白质成像结合常规MRI对168例颅内良恶性占位病变的分析

杨超，阳波

四川省第四人民医院 放射科，四川 成都 610016

引言

磁共振脑灰白质成像技术分脑白质成像（White Matter Imaging，WM-only）和脑灰质成像（Gray Matter Imaging，GM-only），是在弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）的基础上[1-3]利用水分子布朗运动成像的一项MRI成像技术。脑灰白质成像的图像不仅可以反映脑灰白质内水分子各向弥散的程度，还为组织的病理状态和显微结构提供重要的信息。脑灰质成像主要是突出显示脑灰质区域的结构，而脑白质成像主要突出显示脑白质区域的结构。磁共振脑灰白质成像技术能够突出清楚的显示发生在脑白质、脑灰质和灰白质交界区域内占位病灶的信号特点、形态和大小、边缘及边界、以及与周围脑组织（脑白质纤维束及脑灰质等）的关系，从而判别占位病灶的良恶性质。磁共振脑灰白质成像无辐射无创伤，是新近应用于临床的MRI成像方法，对发生在脑灰白质区域的脑内病变具有很高的诊断价值，如肾上腺脑白质营养不良、脑灰质异位症、脑白质疏松症、脑弥漫性轴索损伤、脑内肿瘤、多发性硬化等疾病[4-6]。脑灰白质成像结合常规MRI序列，有助于诊断和鉴别诊断上述疾病，同时还可以了解病灶周围脑灰白质的微细结构[7]，颅内占位病变良恶性的判定，对外科手术方式选择至关重要。颅内肿瘤长期以来都是学者研究的重点和热点，目前包括DTI、DWI及ADC值、波普成像（MRS）及峰值曲线图、灌注成像、肿瘤的红外线成像以及热成像、PET/CT等。磁共振脑灰白质成像近年来对颅内肿瘤的研究进展相当的快，得到临床广泛关注。本文主要研究168例（其中脑膜瘤33例、胶质瘤32例、脑脓肿31例、髓母细胞瘤30例、脑内单发转移瘤42例）颅内占位病变在磁共振脑灰白质成像上的影像特征及鉴别诊断。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集我院2015年4月至2018年10月经病理或临床随访证实的颅内占位病变病例，其中脑脓肿31例，胶质瘤32例，脑膜瘤33例，髓母细胞瘤30例，脑内单发转移瘤42例。男性91例，女性77例，年龄9～82岁，中位年龄54岁。

1.2 方法

使用飞利浦Gyroscan Intera超导型1.5T Nova MRI扫描仪，对我院168例颅内占位病变回顾性分析，所有病例分别先行常规T1WI、T2WI以及DWI成像，再加WM-only或GM-only序列（平扫或/增强）及T1WI增强。采用头颅8通道正交线圈。MRI扫描参数：T1WI平扫及增强（SE，TR 483 ms，TE 14 ms，层厚5 mm，层间距 0.5 mm）；T2WI（TSE，TR 4379 ms，TE 115 ms， 层 厚 5 mm， 层 间 距 0.5 mm）；DWI（SE-EPI，TR 3260 ms，TE 75 ms，层厚 5 mm，层间距0.5 mm）；脑灰质成像序列轴位、冠状位（DU-IR，FOV为235，RFOV为85%，层厚5 mm，TR为11500 ms，TE为25 ms，IR delay 3500 ms）；脑白质成像序列轴位、冠状位（DU-IR，FOV为235，RFOV为85%，层厚5 mm，TR为14587 ms，TE 为 25 ms，IR delay3800 ms）。MRI对比剂选用Gd-DTPA。

1.3 纳入与排除标准

纳入标准：① 经病理活检或临床随访证实。② 有完整的检查资料包括常规MRI及DWI和WM-only或GM-only，同时病灶的扫描图像具有良好的质量包括T2WI或T1WI或DWI或GM-only或WM-only或T1WI增强。③常规MRI平扫及DWI和WM-only或GM-only和T1WI增强扫描上有囊变坏死区和明显瘤周水肿区（水肿范围在2 cm以上）病灶，对其周围水肿区和囊变坏死区进行分析。④ 无明显坏死囊变的病灶但其周围水肿范围在2 cm以上，只对病灶的边界及周围水肿区域进行分析。满足①和②或③或④的病例可以纳入研究。排除标准：① 未经临床证实及病理活检的病例不纳入研究。② 图像质量不达标以致观察困难的不纳入研究。

1.4 图像及数据处理

MRI序 列 包 括 T2WI、T1WI、DWI、WM-only或 /GM-only（平扫或/增强）以及T1WI增强：两位副教授在上述序列上盲观168例颅内占位病变的形态学表现。磁共振脑灰白质成像观察颅内168例占位病变的信号特征、边缘、边界、瘤周水肿情况以及壁的厚薄、强化程度、形态及内外缘的光整程度，并且重点观察GM-only时颅内占位病变对邻近脑组织的浸润情况，WM-only重点观察颅内占位病变对邻近脑白质纤维束的破坏以及瘤周水肿情况。

1.5 研究内容

主要研究内容包括：① 常规 T2WI、T1WI、DWI、WM-only或/GM-only（平扫或/增强）及T1WI增强扫描上胶质瘤、脑脓肿、脑膜瘤、髓母细胞瘤及脑转移瘤特征，再与病理结果对照；② 分析WM-only或GM-only上颅内占位病变的边缘（外缘）特征；③ 分析WM-only或GM-only上颅内占位病变对周围脑白质纤维束破坏情况以及脑灰质的浸润情况；④ 分析WM-only或GM-only上颅内占位病变的瘤周水肿影像特征。

1.6 统计学分析

所有数据均用统计软件包SPSS 13.0处理。所有数据资料均为计数资料，用χ2表示。P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 各序列诊断结果

磁共振各序列对颅内168例占位病变的诊断分别为：常规MRI序列为92例（54.76%），良性34例，恶性58例；DWI结合常规MRI为117例（69.64%），良性39例，恶性78例；GM/WM-only序列结合常规MRI、DWI为148例（88.10%），良性47例，恶性101例。GM/WM-only结合常规MRI、DWI诊断率高于常规MRI和DWI结合常规MRI，差异有统计学意义（χ2值分别为45.733、4.752，P＜0.05），见表 1。

表1 GM/WM-Only结合常规MRI、DWI分别与常规MRI和DWI+常规MRI对比表（n=168颅内占位病变）

2.2 WM/GM-only影像学表现

2.2.1 脑膜瘤影像学表现

WM-only平扫呈均匀低信号、边界清楚，邻近脑白质明显受压，形成“脑白质塌陷征”，提示脑外病变（图1d）；WM-only增强见占位病灶呈明显中高度强化，且信号均匀，并见“脑膜尾征”（图1f）。GM-only平扫脑膜瘤多呈高信号，其内见点状低信号影（多为钙化），周围脑灰质明显受压，但无浸润破坏征象；GM-only增强呈中度强化。

图1 脑白质成像影像特征与常规MRI比较

2.2.2 胶质瘤影像学表现

I-II级WM-only/GM-only平扫多呈均匀高信号（图2d），III-IV级呈混杂信号，I-IV级增强呈不均匀强化（图2e）。I-II级邻近脑白质或脑组织无受浸，III-IV级受浸。

图2 脑灰质成像影像特征与常规MRI比较

2.2.3 脑内单发转移瘤的影像学表现

GM/WM-only平扫多呈囊性占位，其周围见圆形低信号影和大量水肿。GM/WM-only增强见瘤体比平扫略小呈轻度强化（其内信号不均匀），囊性成分及瘤周水肿无强化。

2.2.4 脑脓肿影像学表现

GM/WM-only平扫脓壁呈低信号，脓腔呈高信号，且灶壁光滑、连续而完整，对判断其良恶性具有十分重要的意义。GM/WM-only增强与平扫相似。

2.2.5 髓母细胞瘤影像学表现

GM/WM-only平扫多呈类圆形占位病灶，多呈均匀极高信号，边界清楚。GM/WM-only增强无明显强化，但信号较均匀。

3 讨论

磁共振脑灰白质成像技术是一种无创的MRI成像方法，无辐射安全性高，对脑内发生在脑灰白质区域的病变具有较高的诊断价值。有很多学者目前应用磁共振脑灰白质成像对儿童脑白质病变[8]、慢性酒精中毒性脑病[9]、精神分裂症[10]、老年性痴呆[11]、新生儿缺血缺氧性脑病[12-13]、癫痫[14-16]等进行研究。通过分析脑灰质成像参数，并结合反转恢复脂肪抑制和频谱预饱技术（SPIR），得出GM-only类似于重T1加权成像。通过分析脑白质成像参数，并结合SPIR技术，得出WM-only类似于重T2加权成像。磁共振脑灰白质成像是从颅内肿瘤发生的部位、信号特征、内部微细结构、边缘及病灶壁、周围脑灰质受浸润情况、脑白质纤维束破坏情况以及瘤周水肿改变等方面来判断颅内占位病变的良恶性。磁共振脑灰白质成像不但能显示常规MRI序列所显示的结构，而且还能够准确地显示颅内肿瘤是发生在脑白质或者脑灰质还是脑灰白质交界区域。绝大多数颅内肿瘤在脑灰白质成像上往往呈高信号，脑灰白质成像能清楚显示肿瘤信号是否均匀，因为信号是否均匀对判定肿瘤的良恶性具有重要意义，绝大多数信号强度均匀的脑内肿瘤是良性的，如脑膜瘤、I-II级胶质瘤等；脑内肿瘤信号强度明显不均匀的，多半是恶性的可能大，如III-IV级胶质瘤、转移瘤等。磁共振脑灰白质成像对颅内占位病变灶壁显示十分的清楚，可通过观察肿瘤病灶壁是否完整连续、灶内外壁是否光滑，判定其良恶性；良性肿瘤的灶壁多连续光整且灶壁较薄如脑脓肿，低级别胶质瘤等；恶性肿瘤病灶的灶壁连续性中断不光整（破坏原因）且灶壁较厚如高级别胶质瘤、转移瘤等。磁共振脑灰白质成像可以清楚直接的显示颅内肿瘤对周围脑组织是否有所浸润，恶性病灶多有周围脑组织的浸润如转移瘤、高级别胶质瘤，良性病灶多无周围组织浸润如脑膜瘤，从而判定其良恶性。磁共振脑白质成像对瘤周水肿显示不如T2WI和FLAIR序列敏感，故可联合常规T2WI显示肿瘤周围水肿情况，因瘤周水肿有助于判断其性质，周围水肿明显的多半是恶性病灶的。因弥散加权成像是磁共振脑灰白质成像的基础，故只要能影响弥散加权成像的因素，就会影响脑灰白质成像。

脑灰白质成像也有其局限性：① 对各种运动均较敏感，容易产生运动伪影和磁敏感伪影；② 成像时间相对较长；③ 脑白质成像不如DTI观察脑白质纤维束破坏情况。

综上所述，磁共振脑灰成像和脑白质成像结合常规MRI对颅内良恶性占位病变具有重要的诊断价值，比常规MRI、DWI能更好判定颅内占位病变的良恶性质。当常规MRI、DWI判定颅内占位病变良恶性质困难时，磁共振脑灰成像和脑白质成像可作为必要补充。