影像学鉴别胶质瘤术后复发与放射性损伤

2021-03-28肖新兰

中国医学影像技术 2021年2期

杨婷，肖新兰

(南昌大学第二附属医院影像中心，江西南昌 330006)

高级别胶质瘤是恶性程度最高的中枢神经系统原发性肿瘤之一，因其呈浸润性生长，临床较难做到真正意义上的生物学完全切除[1]，临床常规治疗方案为手术切除辅以放射治疗(简称放疗)和化学治疗(简称化疗)，但几乎所有高级别胶质瘤术后均会复发[2]。胶质瘤患者术后常规MRI随访过程中可出现手术区周围水肿范围扩大、新增异常强化病灶或原有强化灶增大，但肿瘤复发及放射性损伤均可有此表现，不具特征性。对胶质瘤术后复发需进一步治疗，而放射性损伤常可自行消退或长期保持稳定[3-4]。穿刺活检病理检查是鉴别的金标准，但临床应用受限。运用无创的影像学方法准确鉴别二者有助于减少二次手术造成的损伤。本文对近年国内外应用功能MRI(functional MRI,fMRI)及核医学鉴别诊断胶质瘤术后复发与放射性损伤的研究进行综述。

1 放射性脑损伤

放射性脑损伤主要包括假性反应、假性进展及放射性坏死[5]。假性反应是胶质瘤术后化疗导致血脑屏障“假正常化”的一种伪积极反应，由于血管通透性发生改变，影像学可表现为肿瘤强化程度降低及肿瘤周围水肿减轻[5-6]。假性进展是放化疗引起的一种亚急性反应，多发生于治疗后3个月内，主要包括无菌性炎症反应及微血管形成。KLOBUKOWSKI等[7]认为假性进展可能是对有效治疗的过度反应，与短暂性血脑屏障破坏、血管内皮细胞和少突胶质细胞损伤等有关。放射性坏死是一种可引起血管内皮细胞、神经胶质细胞、脑白质及纤溶酶系统损伤的与放射性相关的神经毒性反应，其病理组织学特征主要是血管壁纤维蛋白样坏死，伴邻近血管周围实质凝固性坏死，可出现毛细血管异常扩张，晚期可发生血管壁玻璃样变性；脑白质可发生局灶性或弥漫性脱髓鞘样变性。

2 鉴别诊断胶质瘤术后复发与放射性损伤

2.1 常规及功能性MRI 胶质瘤术后复发与放射性损伤的常规MRI表现具有相似性，无法据以准确鉴别二者及评估治疗效果。目前广泛采用Macdonald标准评估胶质瘤术后放化疗疗效及复发情况，以病灶增强区域增加≥25%为肿瘤进展。

2.1.1 弥散加权成像(diffusion weighted imaging， DWI) DWI可通过表观弥散系数(apparent diffusion coefficient， ADC)无创定量评估组织中水分子运动的受限程度；组织细胞密度越高，水分子运动越受限，ADC值就越低。潘锋等[8]联合动脉自旋标记(arterial spin labeling， ASL)成像及DWI鉴别胶质瘤术后复发与放射性损伤，发现复发组肿瘤强化中心区及边缘区ADC值明显低于假性进展组，且两组标准化相对平均表观弥散系数(relative average apparent diffusion coefficient， rADC)存在显著差异。KAZDA等[9]发现ADC值<1 313×10-6可鉴别肿瘤复发与放射性损伤。李培岭等[10]认为在肿瘤复发与放射性损伤诊断中，相比标准b值(b=1 000 s/mm2)ADC，肿瘤在高b值(b=5 000 s/mm2)DWI中的最小ADC鉴别效能更佳。也有研究[11-12]表明并未观察到平均ADC值及ADC比值在两者间的鉴别诊断价值。廖旦等[13]采用单指数、双指数及拉伸指数等不同模型DWI鉴别肿瘤复发与假性进展，发现术后复发组ADC值、真弥散系数、分布扩散系数及拉伸因子均显著低于假性进展组，伪弥散系数及灌注分数均显著高于假性进展组，拉伸指数模型中的拉伸因子诊断效能最佳。

2.1.2 弥散张量成像(diffusion tensor imaging， DTI) DTI可定量评估组织中水分子运动的各向异性。WANG等[14]发现，肿瘤假性进展时，其各向异性分数(fractional anisotropy， FA)较肿瘤复发时显著减低，由此认为DTI在肿瘤术后复发与假性进展中具有诊断价值。XU等[15]发现肿瘤复发组强化区平均FA比值(病变区FA值/对侧正常脑白质区FA值)明显高于放射性损伤组，但水肿区平均FA比值无显著差异；强化区FA比值>0.36提示肿瘤复发可能性较大。但DTI易受多种因素影响，较少用于二者的鉴别诊断。

2.1.3 磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy， MRS) MRS是一种无创的定量检测组织内代谢产物含量的技术，临床常用者为氢质子磁共振波谱(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)，可检测代谢产物如N-乙酰天冬氨酸(N-acetyl aspartic acid， NAA)、肌酸(creatine， Cr)、胆碱(choline， Cho)、脂质(lipid， Lip)及乳酸(lactate， Lac)等。CRAIN等[16]认为以Cho/Cr>1.54、Cr/Cho≤0.63、Lac/Cho≤2.67、Lac/Lip≤1.64或Lip/Lac>0.58可鉴别肿瘤复发和放射性损伤。卢玉花等[17]发现肿瘤复发组强化区和水肿区的Cho/Cr、Cho/NAA值均显著高于放射性坏死组，与既往研究结果相符[1,9,16,18]。另一方面，也有学者[11-12]认为Cho/Cr、Cho/NAA值对于鉴别肿瘤复发与放射性损伤组无明显意义。MRS易受颅骨、脑脊液及病变内出血、钙化、坏死等成分的影响，目前临床应用有限。

2.1.4 灌注加权成像(perfusion weighted imaging， PWI) PWI可定量检测病变的血流灌注信息，判断肿瘤内微血管增殖程度，现有技术主要包括动态磁敏感对比增强MRI(dynamic susceptibility contrast enhanced MRI， DSC-MRI)、动态对比增强MRI(dynamic contrast enhanced MRI， DCE-MRI)和ASL成像。DSC-MRI及DCE-MRI需注入外源性对比剂，而ASL无需使用对比剂。

DSC-MRI可获得反映血流动力学的参数，包括相对脑血容量(relative cerebral blood volume， rCBV)、相对脑血流量(relative cerebral blood flow， rCBF)、相对平均通过时间(relative mean transition time， rMTT)和相对达峰时间(relative time to peak， rTTP)等。徐宗胜等[3]发现无论是在强化区还是水肿区，肿瘤复发组rCBV值、rCBF值均高于放射性脑损伤组，而rMTT值及rTTP值在两组鉴别诊断中无统计学意义；KIM等[19]和冯辛格[20]得出类似结果。SHAH等[21]认为rCBV比值>1多提示肿瘤含有较多活性组织。

DCE-MRI可计算容积转运常数(volume transfer constant，Ktrans)、速率常数(rate constant， Kep)、血管外细胞外间隙容积分数(extravascular extracellular volume fraction， Ve)及血浆容积分数(blood plasma volume， Vp)等半定量或定量参数。ZAKHARI等[22]对比DSC-MRI与DCE-MRI鉴别诊断肿瘤复发和放射性坏死的准确度，发现脑血容量(cerebral blood volume， CBV)对临床的指导意义高于Ktrans，且鉴别诊断效能最高。胡兰花等[23]发现术后肿瘤复发组rCBV、rCBF、Ktrans及Ve均显著高于放射性损伤组，联合rCBV及Ktrans可提高诊断准确率，而二者Kep、Vp值差异无统计学意义。

ASL以血液内水分子中的氢离子作为内源性示踪剂，可量化脑血流量变化。研究[24-25]表明肿瘤复发或进展时，强化区及周围水肿区为高灌注，可能与新生血管增加有关；放射性损伤时，由于血管狭窄或闭塞，可表现为低灌注。各种灌注成像技术各有优缺点，联合多种技术可更准确地鉴别胶质瘤术后复发与放射性损伤。

2.2 PET PET利用示踪剂观察组织生物过程可提供肿瘤的代谢与分子信息，与CT或MRI融合可提供形态学信息。临床常用示踪剂有18F-FDG、11C-蛋氨酸(11C-MET)及18F-氟乙基酪氨酸(18F-FET)等。JENA等[26]发现联合18F-FDG PET及fMRI可提高鉴别肿瘤复发与放射性损伤的准确率。陈孟达等[18]采用11C-MET PET观察发现肿瘤复发组标准摄取值(standardized uptake value， SUV)、病灶SUV均值/对侧灰质SUV均值均显著高于放射损伤组。DEUSCHL等[27]联合应用11C-MET及PET/MRI鉴别胶质瘤复发与放化疗后改变，发现鉴别敏感度可达97.14%，特异度可达93.33%，高于单独使用二者。GALLDIKS等[28]以动态和静态18F-FET摄取参数值鉴别晚期假性进展与胶质瘤复发，病灶区SUV与对侧正常脑组织SUV的最大比界值为1.9时，鉴别诊断敏感度为84%，特异度为86%。QIAO等[29]的研究表明，采用不同示踪剂鉴别肿瘤复发与放射性坏死的诊断效能略有不同，11C-胆碱PET/CT较18F-FDG PET/CT的敏感度和特异度更高。YU等[30]认为18F-L-6-氟-3,4-二羟基苯丙氨酸(18F-FDOPA)PET检测胶质瘤复发的敏感度和特异度高于18F-FET PET。

2.3 SPECT SPECT最常用显像标记物为201Tl和99Tcm。RANI等[31]在鉴别肿瘤复发与放射性损伤研究中，采用了99Tcm-MDM SPECT/CT及DSC-MRI两种不同技术，发现与放射性损伤组相比，肿瘤复发组的病灶区摄取值/对侧正常区摄取值及标准化CBV显著增高；两种不同技术鉴别诊断的敏感度均为92.0%，特异度分别为78.6%、71.4%。在ARORA等[32]鉴别肿瘤复发与放射性损伤研究中，99Tcm-MET SPECT/CT鉴别诊断的特异度显著高于增强MRI，而与18F-FDG PET/CT特异度无显著差异，研究中并未观察到99Tcm-MET SPECT/CT、18F-FDG PET/CT及增强MRI三者鉴别诊断的敏感度和准确率具有统计学意义。