3.0T MRI延 迟增强对肺癌脑转移的诊断价值

苏丽清 肖友平 林生发 郑德春 陈英 鲍道亮 陈晓丹 祝巧英 陈韵彬＊

1 福建省肿瘤医院（福建医科大学附属肿瘤医院）放诊科 （福建 福州 350014）

2 福建省立医院放射科 （福建 福州 350001）

内容提要：目的：探讨3.0T MRI延迟增强对肺癌脑转移的应用价值。方法：连续对2019年2月～2019年7月在本院的20例初诊肺癌脑转移患者进行多期延迟增强扫描，对比分析所有期相病灶的实质结构评分、边缘评分、总评分、CER和CBR等指标。结果：肺癌脑转移灶所有指标在不同期相之间均存在显著的统计学差异，且各组间的观察指标均有显著的统计学差异（均为P＜0.05）。各延迟期相病灶的CER之间具有统计学差异（均为P＜0.001）。结论：各延迟期相的MRI增强扫描在肺癌脑转移灶的实质结构评分、边缘评分、总评分、CER和CBR方面均优于常规增强图像，表明MRI延迟增强扫描对肺癌脑转移具有较高的诊断价值。

肺癌是呼吸道最常见的恶性肿瘤，其脑转移的发生率为17%～57%，是肺癌患者严重的并发症之一[1,2]。颅脑磁共振增强检查是临床首选的检查手段，以往文献表明延迟增强扫描有助于肺癌脑转移灶的显示，但未提及延迟时间的不同对脑转移灶的显示差别[3]。本研究对比不同延迟期相的增强扫描对肺癌脑转移灶的显示效果，以寻找病灶的最佳显示期相。

1.资料与方法

1.1 临床资料

连续纳入本院2019年2月～2019年7月初诊肺癌合并脑转移患者20例，所有入组患者均在颅脑常规磁共振扫描的基础上，行多期延迟增强扫描。其中男性14例（70%），女性6例（30%），平均年龄57.55岁。全部病例的肺部病变均经手术或活检病理证实，其组织学类型分别为肺腺癌13例，鳞癌4例，小细胞肺癌3例。全组病例脑部病灶均经3个月以上的随访证实为转移灶。所有患者均无磁共振检查禁忌症。

1.2 方法

使用3.0T磁共振（Achieva TX，Philips Healthcare，Best，The Netherlands）和16通道的头颈联合线圈对入组患者行颅脑MRI延迟增强扫描。患者均采用仰卧位和头先进的体位。轴位扫描层面与前、后联合连线平行，范围包括枕骨大孔至颅顶部。矢状位扫描平面平行于脑中线结构，范围包括两侧外侧沟。冠状位扫描层面垂直于前、后联合线，并平行于双侧外耳道外口连线，范围包括额前回至后枕部。所有增强扫描定位均与平扫的T1WI序列一致。

首先进行轴位T2WI-FLAIR（Fluid Attenuated Inversion Recovery，液体反转恢复）序列和轴位T1WI TSE（Turbo Spin Echo，快速自旋回波）序列的扫描。增强扫描时：使用高压注射泵经桡静脉置留针注射钆喷酸葡胺注射液（北京北陆药业股份有限公司），注射速度为2mL/s，注射剂量为0.2mmol/kg。注射对比剂时即开始计时，注射对比剂结束后立即行轴位的T1WI FFE序列增强扫描，该期相标记为T1期。随后行冠状位和矢状位T1WI增强扫描。在注射对比剂后的第5分钟时再次行轴位T1WI增强扫描，并标记为T2期。依次类推，在注射对比剂后的第8、12和15分钟时的轴位T1WI增强扫描分别标记为T3期、T4期和T5期。在5～8min的扫描间隔及8～12min的时间间隔分别进行DWI（Diffusion Weighted Imaging，弥散加权成像）序列和轴位T2WI TSE序列的扫描。各序列的具体扫描参数见表1。

1.3 图像存储和评估办法

所有图像以DICOM格式在传输到后处理工作站（Extended MR Work Space 2.6.3.4，Philips Healthcare，Netherlands）进行数据处理。由两名8年诊断工作经验的医师用盲法在工作站上对每个转移灶进行评估，从T1期、T2期、T3期、T4期和T5期中选出最佳延迟期相，意见有分歧时共同协商一致。将所有期相的图像随机排序，用盲法读片计算病灶数目，分别统计每个期相转移灶的数目。

对病灶实质结构进行评分即病灶实质的3分评分法、对病灶边缘进行评分即边缘的4分评分法和对前两者的总评分的5评分法[4]。具体评分细则详见表2。

每个病灶在各个期相上都应测量三个感兴趣区，包括病灶实质ROI、正常脑组织ROI和背景ROI。病灶实质ROI：选取肿瘤实质部分的区域，尽量避开病变的囊变坏死及病灶周边的空气、血管等区域。正常脑组织ROI：在上述病灶的同一层面内寻找正常脑组织镜像点，若该镜像点包含其他病灶或水肿，则在镜像点附近选取一个正常脑组织放置ROI。背景的ROI：在FOV范围内颅脑以外的区域勾画ROI。基于上述所放置的ROI分别测量病灶、镜像点正常脑组织和背景的信号强度值，每个ROI都测量三次，取其平均值作为最终数值并记录。所测量的每个病灶实质部分及其镜像点正常脑组织、背景的信号强度值最终用于计算得到相应的对比强化比（Contrast Enhancement Ratio，CER）和对化脑比（Contrast To Brain Ratio，CBR）。具体计算公式如下[4]：

CER=(延迟期相的病灶实质信号值-T1期病灶实质信号值)/T1期病灶实质信号值

表1.各扫描序列的具体参数

表2.病灶的实质、边缘和总评分的评分细则

CBR=(病灶实质信号值-正常组织信号值)/正常组织信号值

1.4 统计学分析

应用SPSS22.0版软件，各延迟期相中肺癌脑转移灶的实质结构、病灶边缘、前两者总评分、CER和CBR的差异采用多相关样本的秩和检验，有统计学差异者再进行组间两两比较，检验水准α=0.05，认为P＜0.05为具有统计学差异。

2.结果

2.1 病灶数量

20例肺癌脑转移患者中，共发现182个转移灶，其中T1期144个、T2期177个、T3期、T4期和T5期均为182个。与T1期相比，T2期增加33个，大小为3.8～7.0mm；T3期、T4期及T5期较T2期又进一步发现5个转移灶，大小3.3～5.0mm。见图1。

图1.9例肺癌脑转移患者多期延迟期相病灶数量统计

图2.显示病灶的最佳显示期（注：53岁右肺腺癌患者1例，从左至右分别为T1期、T2期、T3期、T4期和T5期。图中可见T1期未见明显病灶，而延迟各期时可见一直径约5mm的病灶，并随着延迟时间的增加，病灶实质结构越来越清晰，强化程度越来越高，边缘越来越清楚，与周边的脑组织对比越来越明显。）

2.2 最佳显示期相

由两名诊断医师对所有病灶显示最佳的延迟增强扫描期相进行评价，意见不一致时共同协商。结果显示在182个转移灶中，仅有1个（0.55%）在T1期显示最佳；有19个（10.44%）在T2期显示最佳；有30个（17.03%）在T3期显示最佳：有35个（19.78%）在T4期显示最佳；有97个（53.30%）在T5期显示最佳。显示病灶的最佳显示期详见图2。

2.3 比较不同期相的实质结构评分、边缘评分、前两者的总评分

多相关样本的秩和检验结果显示，不同延迟时相脑转移灶的实质结构评分（χ²=133.84；P＜0.001）、病灶边缘评分（χ²=254.157；P＜0.001）和总评分（χ²=206.876；P＜0.001）均存在显著的统计学差异（详见表2），表明各延迟增强期相之间在以上三类评分上的差异均存在显著统计学意义。其组间两两配对的t检验结果：三个评分随着延迟时间的增加其评分也逐渐增加，见表3。

2.4 比较不同期相的CER和CBR

多相关样本的秩和检验结果显示，不同延迟期相的脑转移灶的CER（χ2=279.240，P＜0.001）、间均存在显著的统计学差异，其组间两两比较的配对t检验结果：CER与CBR在各延迟组间都存在显著的统计学差异见表4。

表3.182个肺癌脑转移灶在不同期相实质结构评分、边缘评分、前两者的总评分(±s,分)

表3.182个肺癌脑转移灶在不同期相实质结构评分、边缘评分、前两者的总评分(±s,分)

images/BZ_57_1252_568_2268_830.png实质结构评分 边缘评分 前两者总评分T1期 1.58±1.19 2.53±1.3 3.36±1.9 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表4.不同延迟期相之间在实质结构评分、边缘评分、总评分、CER和CBR的统计结果(P值)

3.讨论

本研究结果表明延迟8min及以上的增强扫描有助于微小病灶的显示，且随着延迟时间的增加病灶的显示更为清晰。评价指标的研究表明肺癌脑转移灶的时间信号特点为不均匀强化过程。

延迟增强在早期磁共振检查时就有学者提出，Mathews等[5]的研究发现脑转移灶的强化在给药后早期迅速增加，随后缓慢增加到10～20min后。而本研究的出发点在于如何提高延迟增强扫描的效率，故设置了多个时间点进行对比分析：各个期相的CER之间的差异均存在统计学意义，从对比强化程度上来说，瘤灶在T1期和T2期之间存在一个比较明显的强化幅度差异，同时瘤灶强化程度也比正常脑组织明显。而在T4期至T5期，检出的脑转移灶数目并无增加。由此可以推断肺癌脑转移灶12～15min可能达到了强化峰值。这与Mathews的研究结果是一致的。此外，本研究在对最佳延迟时相图像的评价中，选择T5期为最佳显示肺癌脑转移期相的比例超过一半，说明在诊断医师的评价中，随着肺癌脑转移瘤的延迟强化，瘤灶与正常脑组织之间的区别越来越明显，更有利于病灶的显示，也体现了磁共振延迟增强扫描在肺癌脑转移灶显示的优势。

提高MRI增强扫描对微小肺癌脑转移灶的检出敏感性是本研究的根本出发点。首先，提高检查设备的场强有利于提高肺癌脑转移灶的检出率，与1.5T相比，3T超导磁共振检查的信噪比更高，对微小的脑转移灶的检测敏感性也更高[6]。其次，Togao等[7]的研究表明增加钆对比剂的用量也可提高脑转移灶的检测敏感度，特别是对于＜5mm的脑转移灶。然而，高剂量的钆对比剂也同时增加了患者发生肾病和肾源性全身纤维化的风险。有研究报道，延迟增强成像和高剂量对比剂的使用能够明显改善＜10mm的脑转移灶的显示，这与本研究结果一致，T2期较T1期能够发现更多直径＜7mm的脑转移造[8]；T3期则进一步发现更多直径＜5mm的脑转移造，提示随着延迟时间的增加有助于发现更多更微小的脑转移灶，尤其是直径7mm以下的脑转移灶。且与增加对比剂的剂量相比，增加延迟增强扫描时间仅使检查成本增加约6%，但对微小脑转移灶却有着更高的检出敏感性[9]。有研究发现，延迟10min和15min的增强扫描能够较即时扫描增强图像发现更多脑转移灶，分别为35.3%和21.6%，并且测量的肿瘤体积也相对应增加25%和9%，因此推测脑转移灶的肿瘤体积在延迟10～15min可能存在一个高峰，这也与本研究结果相一致[9]。

本研究存在一定的局限性和不足。首先，本研究的样本量偏低有可能造成一定的结果偏倚。其次，可以使用弛豫率更高的造影剂以提高其检测效能。因此，本研究将继续收集病例扩大样本量，以进一步增加时间点探索和验证研究结果。

综上所述，本研究通过对比研究分析不同延迟增强期相对肺癌脑转移灶的显示率，发现延迟增强扫描有利于发现更多的微小脑转移灶（直径＜7mm），尤其是延迟8min以上可显著提高病灶的检出率，且随着延迟时间的增加转移灶显示更为清晰。综合考虑临床工作中的时间成本，本研究推荐对初诊肺癌患者在进行临床分期评估时，颅脑磁共振增强扫描的延迟时间应至少8min及以上，可显著提高患者脑转移灶的显示率和检出效能，为临床制定精准的个体化治疗方案提供更客观的影像学依据。