MR常规扫描及功能成像在颅脑单发转移瘤诊断中的应用研究

李欣 谢继承 王冬女 吴玲 许韵宇 季文斌

脑转移瘤是中老年人常见的颅内肿瘤，约占所有颅内恶性肿瘤病变的半数左右［1］。原发肿瘤种类较多，尤其是非小细胞肺癌、黑素瘤、胃肠道恶性肿瘤、乳腺癌等［2］。大约30%的晚期非小细胞肺癌患者可发生颅脑转移［3］。氢质子磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）作为目前唯一非侵袭性活体生化定量检测方法，其能探测到肿瘤与正常脑组织不同代谢物浓度的变化［4］。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是水质子在组织自由运动中的磁共振功能成像技术，是现如今在活体上进行水分子扩散的唯一成像方法［5］。磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）依赖于血液的氧合水平及血液代谢产物同周围组织在磁敏感性上的差异，利用相位信息进一步增加不同细胞之间信号的差异，常用于脑血管疾病，亦可用于肿瘤血管再生及出血的评估［6］。本文旨在探讨MR 常规扫描与功能成像在颅脑单发转移瘤诊断及鉴别诊断中的价值体现。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017 年1 月至2020 年1 月经本院手术或活检病理证实的单发颅脑转移瘤20 例。其中男12 例，女8 例；年龄45～72 岁，平均59.3 岁；原发肿瘤为肺腺癌11 例，胃癌4 例，乳腺癌3 例，肾癌1 例，肝癌1 例。所有肿瘤术前均行常规MR 平扫及增强检查，单发脑转移瘤中有15 例行MRS 检查、17例行ADC 值测定、13 例行SWI 检查。

1.2 检查仪器和方法 MRI 检查采用GE DISCOVERY HD750 3.0T 超导型机，8通道头颅相控阵列线圈；常规MR T2WI、T1WI 横断位；T2WI TR/TE 5000ms/ 119.4ms，T1WI TR/TE 1750ms/24ms， 矩 阵384×224，FOV 22cm×22cm；静脉注射钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）后分别行轴、矢、冠状位T1WI 增强扫描；DWI 序列TR/TE 5000ms/75.1ms，层间距1.0mm，层厚6.0mm，矩阵320×224，FOV 22cm×22cm，b 值 为1000s/mm2；MRS使用多体素1H-MRS扫描，采用点分辨波谱分析（PRESS）序列。TE35ms，TR1000ms，层厚1.0cm，自动预扫描完成水抑制及匀场；SWI 采用高分辨3D 快速小角度激发序列，TE 20.0ms，TR 28.0ms，翻转角15°，FOV 方向78.1%，层厚1.3mm，FOV 230mm ×180mm。

1.3 各种数据测定、图像处理及评价 原始数据采用GE ADW 4.5 工作站Functool 软件处理，分别选取MRS、SWI、ADC 图软件。测量肿瘤实体部分、肿瘤周围水肿的各代谢物浓度值（胆碱Cho、肌酸Cr、氮-乙酰天门冬氨酸NAA、脂质Lip、乳酸Lac 等，并借助Cr 作为参照波峰，依次测算Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr 等值，重建得到化学位移伪彩图像。）、肿瘤实性成分及瘤周水肿带的ADC 值、肿瘤内磁敏感信号参数（intertumoral susceptibility signal，ITSS 评分、肿瘤静脉血管数、出血个数）等。ITSS 定义为在SWI 影像中肿瘤内部出现聚集或散在的点线状或簇状的低信号影，并按0～3 分进行评分；肿瘤内出血灶定义为SWI影像中点状或簇状的低信号影，形态不规则；肿瘤内静脉血管定义为细线样、弯曲走行管状或条带状低信号影。图像后处理由2 位从事神经影像诊断的副主任医师单独分析，有疑义时再由相关专业的主任医师重新审核判定。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0 统计软件。计量资料以（±s）表示，组间比较采用t 检验；计数资料以%表示，采用χ2检验。P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

本组20 例病例有7 例肿瘤平扫可见少量出血，增强扫描有14 例呈较为规则完整的环形强化（见图1A、图2A），4 例为囊实性强化，2 例以实性强化为主；有16 例瘤周见大面积水肿带，4 例少许水肿带或水肿带不明显；1H-MRS 特点：单发脑转移瘤肿瘤实质区域Cho 峰较对侧正常组织不同程度升高，而Cr 峰及NAA峰较对侧正常组织不同程度降低、9 例病灶未见明显NAA 峰，部分肿瘤还可见高耸的双LL 峰。肿瘤瘤周近侧水肿区域波谱大致正常，3 例肿瘤Cho 峰轻度增高，NAA 峰、Cr 峰轻度降低，远侧均表现为正常（见图1E、1F；图2E、2F）。颅脑单发转移瘤实质部分在DWI 多为等或略低信号，部分为稍高信号，其ADC 均值约为（0.83±0.34）×10-3mm2/s；转移瘤瘤周水肿带范围一般较大，DWI 多为等、稍低信号，转移瘤周围水肿区ADC 均值约为（1.61±0.15）×10-3mm2/s（见图1C、1D；图2C、2D）。SWI 成像显示肿瘤实质内可见散在少许簇状、点状、线条样低信号影，瘤周水肿区未见明显异常信号影（见图1B、图2B）。颅脑单发转移瘤肿瘤实质与瘤周水肿区各项参数，见表1。

表1 颅脑单发转移瘤肿瘤实质与瘤周水肿区各项参数（±s）

表1 颅脑单发转移瘤肿瘤实质与瘤周水肿区各项参数（±s）

单发转移瘤 肿瘤实质区 瘤周水肿区Cho/NAA 2.31±1.27 0.82±0.47 Cho/Cr 3.91±1.78 1.21±0.26 NAA/Cr 1.95±0.91 1.54±0.47 ADC 值（mm2/s） （0.83±0.34）×10-3 （1.61±0.15）×10-3静脉血管数 4.65±0.94 0

图1 桥脑偏左侧肺腺癌脑转移

图2 右侧额叶皮层下肺腺癌脑转移

3 讨论

本组MR 增强扫描显示囊性转移瘤其环壁大多完整、规则，肿瘤内部信号大致较为均匀，部分病例可见少量出血信号，而高级别胶质瘤的环壁多呈不规则或存在壁结节，肿瘤内部还可见栅栏样、蜂窝状强化；增强扫描除强化的肿瘤环外，转移瘤瘤周无强化的“卫星灶”，即其瘤周水肿区无肿瘤成分，而高级别胶质瘤瘤周水肿区存在肿瘤细胞的浸润。转移瘤瘤周多表现为大面积水肿带，而高级别胶质瘤水肿带范围相对较小。

本研究MRS 证实，转移瘤实体区存在升高的Cho峰，而NAA 及Cr 不同程度降低，部分肿瘤未见明显NAA 峰。由于NAA 是神经元特定的代谢产物，起源于脑外的肿瘤理论上均不存在NAA 峰，之所以转移瘤中出现NAA 峰是由于部分容积效应或者肿瘤对于周围正常脑组织的浸润；在转移瘤水肿区由于无肿瘤细胞的侵犯而大多表现为正常波谱，仅3 例在近侧水肿区可见轻度升高的Cho 峰以及稍降低的NAA 峰、Cr 峰，提示转移瘤瘤周水肿仅存在单一的血管源性水肿，而高级别胶质瘤瘤周水肿区不但有血管源性水肿，还有大量肿瘤细胞沿脑白质神经纤维束及血管周围呈浸润性生长，并伴随有新生血管形成。

有学者建议将1.3×10-3mm2/s作为瘤周水肿区最低ADC的分界值，以区分高级别胶质瘤和脑转移瘤，结果显示敏感度可以达到83%，特异性达到79%，但这一结果尚未达成高度共识，仍存在争议［7］。本组统计转移瘤实质ADC均值约为（0.83±0.34）×1 0-3m m2/s，转移瘤周围水肿区A D C 均值约为（1.61±0.15）×10-3mm2/s。本组1例肺腺癌桥脑偏左侧转移瘤周水肿带ADC值偏低，考虑周围脑沟部分容积效应所致。这与于柯等［8］报道的结果相符，认为肿瘤实质部分ADC值对高级别胶质瘤和转移瘤鉴别意义不大。

SWI 成像显示转移瘤实质内可见散在少许点状、簇状、线条样低信号影，其静脉血管数目较高级别胶质瘤明显偏少，瘤周水肿区未见明显异常信号影。大致原因为原发灶多为肺腺癌、胃肠道等恶性肿瘤血供相对较少，而转移瘤的病理特性与原发灶保持一致，从而造成两者在微血管生成数量上的差异。

此外还需要同以下疾病进行鉴别：（1）淋巴瘤。WHO Ⅲ～Ⅳ级，多为等或稍低T1 信号、等或稍高T2信号、边界清楚的实性肿瘤，一般位于深部脑白质区，也可靠近脑表面，增强扫描多呈较为均匀强化，也呈不均匀强化，还可见“缺口征”、“握拳征”等特征性表现。（2）脑脓肿。病灶较规整，增强多呈薄壁、光整、均匀环形强化，周围可见晕环征，DWI 呈明显高信号，结合临床病史病及实验室检查可进行鉴别。（3）幕上室管膜瘤。WHO Ⅰ～Ⅲ级，多位于两侧侧脑室内，多呈大囊大结节表现，实性为主肿块常伴出血及多发囊变，位于皮层下时则与转移瘤鉴别困难。（4）节细胞胶质瘤。WHO Ⅰ级，影像表现为囊实性或囊性，呈T1 低、T2 高信号，无瘤周水肿或仅有轻度水肿，可见钙化及结节样强化，多发生于颞叶皮层区，儿童或青少年患者多见。（5）多形性黄色星形细胞瘤。WHOⅡ～Ⅲ级，好发于青少年，表现为与软脑膜邻近的脑内囊实性肿块，增强后实性部分可见明显结节样强化，部分可见“脑膜尾征”。

本研究不足之处：（1）样本量较小，结果可能存在少许偏差，需要增加病例数量，制定出诊断颅脑单发转移瘤规范的诊断标准。（2）部分病例肿瘤实性成分及瘤周水肿带偏小，选取感兴趣区（ROI）时易发生部分容积效应现象，导致所测得数据会有些偏差。（3）由于部分容积效应等因素影响在瘤周水肿带近端与远端所测得的数据会有一定的偏差，本研究未进一步细化分析。（4）磁共振灌注成像（MRP）、弥散张量成像（DTI）、磁共振纹理分析及影像组学对颅脑单发转移瘤的诊断及鉴别诊断也有较大的价值，本研究尚未进一步探讨。

综上所述，颅脑单发转移瘤依然是目前临床诊断中的难点。CT、MRI 常规平扫及增强扫描是颅脑单发转移瘤的首选方法，提供的诊断价值相对有限，MR功能成像能提供更多组织细胞功能与代谢方面的信息，对肿瘤诊断与鉴别诊断具有重要的价值。磁共振常规扫描结合各种功能成像的使用可以明显提高诊断的准确率，对临床下一步的诊疗具有重要指导性的意义。