磁共振在脑胶质母细胞瘤和单发脑转移瘤鉴别中的价值

李永超 詹孔才

四川省自贡市第五人民医院放射科，四川自贡 643000

胶质母细胞瘤和脑转移瘤是常见的颅内恶性肿瘤，两种疾病在核磁共振检查（magnetic resonance imaging，MRI）上的常规序列均可表现为不均匀环形强化病灶[1]，在患者颅内多发占位或有明确原发恶性肿瘤病史时，两种疾病的鉴别诊断较容易[2]，但有近30%的脑转移瘤患者在早期以单发为主要表现[3]，因此对原发灶不明确的单发病灶患者来说鉴别诊断仍具有一定困难。随着MRI技术的不断发展，高场强、功能性磁共振越来越多的应用于胶质母细胞瘤和脑转移瘤的鉴别诊断中[4]，成为了解病灶血流动力学、细胞结构及功能代谢等多参数的重要的诊断依据[5]，本次研究观察动态增强MRI（dynamic contrast-enhanced MRI，EDC-MRI）和动态磁敏感对比增强MRI(dynamic susceptibility contrast-enhanced MR，DSC-MRI)对脑胶质母细胞瘤和单发脑转移瘤的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年1月至2018年1月期间因脑肿瘤前来我院完善MRI检查，后经手术或病理学检查明确诊断为脑胶质母细胞瘤和单发脑转移瘤的58例患者，其中脑胶质母细胞瘤患者无其他部位肿瘤，单发脑转移瘤既往原发肿瘤病史，同时排除多发性胶质母细胞瘤或脑转移瘤、合并脑结核或脑膜炎等严重感染者、合并严重心、肺、肝、肾脏功能不全者。所有患者中脑胶质母细胞瘤患者31例，男19例，女12例，年龄为31～67岁，（平均年龄为51.3±7.4）岁；单发脑转移瘤27例，男17例，女10例，年龄为38～73岁，平均年龄为（62.7±8.5）岁，其中原发肿瘤为肺癌13例，消化道肿瘤8例，乳腺癌6例。本次研究获得医院伦理委员会审批，并获得所有患者及家属自愿签署知情同意书。

1.2 检查方法

所有患者术前均未采用放化疗治疗，术前完善DCE-MRI和DSC-MRI检查，所有患者均采用美国通用电气公司（GE）的光纤超导型磁共振“Optima MR360”进行扫描，其中DCE-MRI检测对所有患者的横断面的T1WI、T2WI及FLAIR等序列进行扫描后，采用静脉注射钆喷酸葡甲胺盐（Gd-DTPA）进行磁共振灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）及增强T1WI扫描。其中常规参数设置为：T1WI：TR 500 ms，TE 12 ms；T2WI：TR 5000 ms，TE110 ms；FLAIR ：TR 8000 ms，TE 120 ms，TI 2000 ms，视野240 mm×240 mm，层厚为5 mm，间距为1 mm，矩阵为256×256，注射对比剂Gd-DTPA 剂量为 0.2 mmol/kg，不超过20 mL，注射速率为3 mL/s，注射完对比剂后采用同样速率注射25 mL 生理盐水冲洗。DSC-MRI检查采用 T2加权快速自旋回波序列，参数为TR 1600 ms，TE 30 ms，翻转角 90°，层厚为4 mm，间距为1 mm，激励次数为1，矩阵为 128×128，视野为 220 mm×220 mm，时间分辨率为5～6 s，采用静脉注射Gd-DTPA，剂量为 0.1 mmol/kg，注射速率为 4mL/s，注射不超过 20 mL。

1.3 观察指标

将获得的的扫描数据导入工作站，获取患者脑血容量伪彩图，选择瘤体区和瘤周区内高灌注处区域及对侧正常脑组织放置圆形感兴趣区域（Region of Interest，ROI），面积大小为 20～40 mm2，瘤体区及瘤周区均放置3个ROI，取平均值，ROI的选择应尽量避免颅内粗大血管、坏死及出血区域。DSC-MRI检查主要测量ROI的脑血容量值（cerebral blood volume，CBV）并计算相对脑血容量值（relative cerebral blood volume，rCBV），rCBV=瘤体瘤周区域CBV/对侧正常区域CBV，同时建ROI的时间信号强度曲线，获得对比剂流入瘤体前的信号强度（SIpre）、信号下降最明显处的信号强度（SImin）、对比剂首过后的信号强度（SIpost），计算瘤体信号强度的恢复百分比（percentage of signal intensity recovery，PSR） ＝（SIpost－ SImin）/（SIpre－SImin）×100%。DSC-MRI的参数指标主要通过软件计算出肿瘤瘤体的容积转运常数（Ktrans）、回流速率常数(Kep)、血管外细胞外容积分数(Ve)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 21.0统计软件对本临床研究的数据进行分析，计量资料以（±s）表示，采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DSC-MRI参数结果对比分析

胶质母细胞瘤和脑转移瘤的瘤体位置的rCBV值比较差异无统计学意义（P>0.05），但胶质母细胞瘤瘤周位置的rCBV值显著高于脑转移瘤，同时胶质母细胞瘤的PSR水平显著高于脑转移瘤，差异均具有统计学意义（P＜0.05），详见表1。

表1 DSC-MRI参数结果对比（±s）

肿瘤类型 rCBV PSR瘤体 瘤周胶质母细胞瘤 4.31±1.16 0.39±0.06 0.82±0.24脑转移瘤 4.09±1.04 0.24±0.02 0.65±0.26 t 0.999 16.771 3.397 P>0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2 DCE-MRI参数结果对比分析

胶质母细胞瘤与单发脑转移瘤的瘤体部分的Ktrans、Kep、Ve值比较差均无统计学意义（P>0.05），但胶质母细胞瘤瘤周的Ktrans、Kep、Ve值均显著高于单发脑转移瘤，差异均具有统计学意义（P＜0.05），详见表2。

表2 DCE-MRI参数结果对比（s）

表2 DCE-MRI参数结果对比（s）

肿瘤类型 Ktrans（/min） Kep（/min） Ve瘤体 瘤周 瘤体 瘤周 瘤体 瘤周胶质母细胞瘤 0.26±0.06 0.09±0.03 0.40±0.08 0.43±0.08 0.64±0.08 0.11±0.04脑转移瘤 0.23±0.04 0.03±0.01 0.37±0.06 0.22±0.04 0.68±0.10 0.07±0.01 t 1.994 12.804 1.857 14.874 1.959 6.192 P>0.05 ＜0.05 >0.05 ＜0.05 >0.05 ＜0.05

3 讨论

脑转移瘤和胶质母细胞都是常见的颅内肿瘤，但两种病变在起源、血管生成方式、微血管渗透情况及瘤周区域病病水肿发生机制等方面均存在较大的差异[6]。胶质母细胞瘤分级的重要指标之一就是肿瘤血管的生成情况，新生的肿瘤血管能够为肿瘤细胞增值生长提供营养，并进一步为侵袭转移提供途径[7]，但其新生血管功能结构尚未完整，处于无序、扭曲、膨胀的状态，同时血管壁薄弱，平滑肌和内膜结构缺失，通透性往往较高[8]，脑转移瘤实质部血管的增生程度及范围均不如脑胶质母细胞瘤[9]；脑转移瘤能够保持原发肿瘤的特性，多无正常血管屏障，注射造影剂后常常有大量渗漏，使病灶信号增强[10]，同时血管渗透性增加，使周围组织由于瘤体压迫引起血管源性水肿，水肿组织中无肿瘤细胞的生长浸润，无血管生成[11]，但胶质母细胞瘤则仍保留有一定程度血管屏障，造影剂渗漏程度较轻，但由于其血管化程度更高，因此，在实践中往往仍有病灶信号增强，且与转移瘤无显著差异[12]，此外，胶质母细胞瘤主要是肿瘤细胞沿着血管间隙及纤维束浸润生长，并伴随有血管新生，血管结构相对完整，血脑屏障未显著破坏[13]，尽管增强扫描未发现强化，但实际已存在高血流灌注。两种病变的差异，使得两者的治疗选择、药物使用、预后判断存在巨大差异，因此术前的准确鉴别诊断具有重要临床意义。

以往常规MRI对肿瘤组织坏死、出血及周围水肿的扫查具有高度的敏感性[14]，但当肿瘤细胞浸润增生时，血脑屏障可能仍保持完整，血管增殖异常活跃，常常会导致影像学诊断和病理诊断的差异[15]，因此对于胶质母细胞瘤和脑转移瘤具有相似强化区域的两种病变的评估仍具有一定困难。但DSC-MRI、DCE-MRI等功能性MRI能够有效评价脑部肿瘤强化区域的血管渗透和新生血管情况[16]，多参数联合鉴别诊断也有望提高胶质母细胞瘤和脑转移瘤准确率的重要手段。

本次研究中 DSC-MRI检查参数结果提示胶质母细胞瘤和脑转移瘤的瘤体位置的rCBV值无差异，但胶质母细胞瘤瘤周位置的rCBV值显著高于脑转移瘤，同时胶质母细胞瘤的PSR水平显著高于脑转移瘤，有研究表明[17]，rCBV值可作为评估肿瘤分级的最有价值的参数之一，与临床病理分级具有显著相关性，可以直接反应肿瘤血管新生程度，但与血脑屏障破坏情况无关，而PSR是基于强度改变获得的参数，与肿瘤血管屏障状态、渗透性、对比剂渗漏程度相关，能有效反应肿瘤血管的渗透性，本研究结果胶质母细胞瘤瘤周的血管新生程度及肿瘤实质的血管渗透性均显著高于脑转移瘤，结果与杨又源等人的研究结果保持一致[18]。同时本研究还显示，胶质母细胞瘤与单发脑转移瘤的瘤体部分的Ktrans、Kep、Ve值比较差均无统计学意义，提示胶质母细胞瘤和脑转移瘤具有相似的恶性肿瘤特性，瘤体区域对血脑屏障的破坏程度相似，但胶质母细胞瘤瘤周的Ktrans、Kep、Ve值均显著高于单发脑转移瘤，差异均具有统计学意义（＜0.05），提示对于瘤周区域，两种病变中胶质母细胞瘤的血管通透性更高，血脑屏障的破坏的严重程度也显著高于脑转移瘤。

综上所述，通过DSC-MRI和DCE-MRI能够有效反映出胶质母细胞瘤和脑转移瘤病灶的血流状态，评估病变及周围组织的血管生成分布、血脑屏障破坏状态等，对疾病的诊断鉴别诊断以及治疗效果和预后的评估均具有重要意义。