3D-SPACE 序列在垂体腺瘤术前评估中的应用

崔效广 李 红 杨 扬△ 周彦汝 张 岚

1）驻马店市中心医院，河南 驻马店 463000 2）河南中医药大学第一附属医院，河南 郑州 450000

垂体腺瘤是鞍区最常见的颅内肿瘤［1-2］，发病率仅次于脑膜瘤和胶质瘤，占颅脑肿瘤的15%～20%。垂体腺瘤按体积大小分为微腺瘤（直径＜1 cm）和大腺瘤（直径≥1 cm），分别占垂体瘤的57.4%和42.6%［3］。部分垂体腺瘤呈浸润性生长，侵犯周围海绵窦、蝶窦等结构，称为侵袭性垂体腺瘤。垂体瘤治疗常采用外科手术方式，术前精准评估垂体瘤的大小和范围以及与周围的关系非常重要。磁共振成像（MRI）是评价鞍区及周围病变的首选影像诊断方法［4］。垂体MRI 检查包括平扫T1WI、T2WI和T1WI 动态对比增强（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE）。垂体腺瘤的手术切除通常以DCE-MRI 冠状位为诊断基础，并取决于垂体腺瘤的大小、形状和对周围结构的侵犯，特别是对海绵窦的累及［5］。垂体腺瘤有时延伸到邻近的海绵窦，使其难以进行完全切除，并危及周围关键结构，如颈内动脉和脑神经。对侵袭性垂体瘤进行手术切除时，因手术病死率和并发症增加，通常选择部分切除［6］。因此，早期、精准诊断垂体腺瘤并判断周围侵犯对患者的预后至关重要［7］。但由于鞍区复杂的解剖结构和空间分辨率的限制，常规的2D自旋回波序列对鞍区形态解剖的细节显示往往有限［8］。此外，肿瘤和海绵窦间的微小组织对比度差异使得肿瘤边缘的准确定义变得更加困难。

近年来，文献报道应用三维快速自旋回波成像技术获得高空间分辨率的MRI 图像在颅内疾病诊断中具有显著的优势［9-10］。三维可变翻转角快速自旋回波（three-dimensional sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-SPACE）序列能够增加带有流体空间（如海绵窦）的信号强度，从而降低小病灶与周围组织之间的部分容积效应，并提高垂体微小病变的检出率［11-13］。3D-SPACE 序列在诸多方面的临床应用已有较多报道［14-17］。关于3D-SPACE 序列用于垂体瘤的诊断和评价方面的研究目前尚不多。 本研究探讨3D-SPACE 序列在垂体大腺瘤及微腺瘤诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2018-05—2020-05 于驻马店中心医院神经外科就诊且术后病理证实的50 例垂体大腺瘤（病灶最大径≥10 mm）和40 例垂体微腺瘤（病灶最大径＜10 mm）。50 例垂体大腺瘤患者中男10 例，女40 例，年龄20～75 岁，平均45 岁；40 例垂体微腺瘤患者中男15例，女25例，年龄17～60岁，平均35岁。所有患者在MRI 检查后均行经鼻蝶入路肿瘤切除术，并由两名高年资医师（工作年限超过15 a）判断垂体瘤两侧海绵窦的侵袭性，意见不一致时进行协商。

1.2 检查方法所有患者使用3.0T MR 扫描仪（MAGNETOM Verio 3.0T，Siemens，Germany）和8 通道头部线圈检查。MRI扫描序列包括垂体矢状位和冠状位T1WI 平扫（TR 600 ms，TE 15 ms，视野224×230，矩阵175×256，层厚2.5 mm）、T1WI DCE 冠状位（TR 600 ms，TE 15 ms，视野224×230，矩阵350×512，层厚2.5 mm）和增强3D-SPACE（TR 1 200 ms，TE 108 ms，视 野180×180，矩 阵316×320，层 厚1 mm）。注射钆喷酸葡胺对比剂（0.1 mmol/kg）后行T1WI DCE扫描，最后行3D-SPACE成像。

1.3 垂体大腺瘤MRI 图像分析在双盲情况下由两名经验丰富的神经放射医生（分别工作17 a 和19 a）评估增强T1WI SE 序列和3D-SPACE 序列图像。观察者从两个方面对图像分析：（1）评估垂体瘤与海绵窦之间边界是否清晰。图像评分等级：0 分，肿瘤边界不清楚，无法分辨；1分，肿瘤边界不清晰但可以辨识；2分，肿瘤边界清晰，清楚显示肿瘤与海绵窦间的边界。由两位医生分别进行评估，并计算每个病灶的平均分。（2）评估垂体瘤有无侵袭海绵窦及侵袭范围，对海绵窦侵袭的分类标准为“可能性小”和“可能性大”。该分类标准是以海绵窦颈内动脉和海绵窦间隙作为放射学标志［18］。基于以前的研究，分析垂体腺瘤包绕海绵窦颈内动脉的百分比［19］。如果垂体腺瘤包绕颈内动脉横径的比例≥67%认为海绵窦被侵袭“可能性大”；如果肿瘤包绕颈内动脉横径的比例＜25%，则认为海绵窦被侵袭“可能性小”；如果包绕颈内动脉在25%～67%，根据肿瘤及海绵窦间隙的关系综合评估判断（图1）。当海绵窦颈动脉沟静脉间隙显示不清，且肿瘤具有包绕倾向，认为“侵袭海绵窦可能性大”；当海绵窦形态大小正常，且海绵窦上方间隔显示清晰，认为“侵袭海绵窦可能性小”［20］（图2）。

图1 海绵窦内颈内动脉包绕的百分比为25%（3/12）（颈内动脉被垂体腺瘤包围的周长与海绵窦颈内动脉总周长的比率，共分为12份，PA：垂体腺瘤）Figure 1 Percentage of internal carotid artery surrounded in the cavernous sinus is 25 % （3/12）（The percentage is the ratio of the perimeter of the internal carotid artery surrounded by adenoma to the total perimeter of the cavernous internal carotid artery， which is divided into 12 parts，PA pituitary adenoma）

图2 海绵窦静脉间隔示意图 PA：垂体腺瘤，1为上方静脉间隔，2为颈动脉沟静脉间隔Figure 2 The illustration of venous compartments of cavernous sinus. PA pituitary adenoma，1 upper venous compartment，2 carotid sulcus venous compartment

1.4 垂体微腺瘤MRI 图像分析一位神经放射科医生评估常规MR图像，另一位则评估3D-SPACE 图像。1 周后两位神经放射科医师评估增强前后T1WI 联合3D-SPACE 图像。若垂体内见边界明确的局灶性异常低信号，认为是垂体微小病变的MR表现，考虑为阳性病例；垂体内可见异常信号病灶，但边界模糊，则认为是可疑病例；若垂体信号均匀，未发现异常信号为阴性病例。分别记录增强前后T1WI序列和增强前后T1WI联合3D-SPACE序列的垂体评估结果。记录MRI 图像中可疑病例及阳性病灶位置和最大径，综合评估结果与手术病理进行分析比较。

1.5 统计学分析统计学分析采用SPSS 20.0 软件，两个观察者之间的一致性程度采用Kappa 检验分析（Kappa 值≥0.75 为一致性良好，0.4～0.75 为一致性一般，＜0.4 为一致性差）。增强T1WI 和3D-SPACE 序列在图像视觉评估中垂体边界及病变清晰度等方面采用Wilcoxon 符号秩检验计算平均分数并进行比较。与手术结果相比，计算各诊断方法的敏感性、特异性、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3D-SPACE序列对垂体大腺瘤边缘的显示两位医师对垂体腺瘤与海绵窦边界清晰度的评分显示，3D-SPACE 序列评分为1.70±0.25，增强T1WI 评分1.52±0.53，3D-SPACE序列较增强T1WI更能清晰显示垂体瘤与海绵窦的关系（P＜0.05）。两名观察者对评分结果的一致性较高（Kappa=0.872）。

2.2 3D-SPACE 序列对海绵窦侵袭性的评估手术结果显示，共27 侧（27%）海绵窦被垂体腺瘤累及，73侧（73%）海绵窦未被肿瘤侵袭或只有压迫改变（图3）。术前MRI 评价与手术结果进行对比，在判断海绵窦侵袭性方面，3D-SPACE序列的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度均优于增强T1WI（表1）。

表1 100侧海绵窦侵袭性MRI表现和手术结果对比Table 1 Comparison of MRI findings and surgical results of 100 cavernous sinuses invasion

图3 女，50岁，双眼视力模糊2年余，手术证实为垂体大腺瘤。平扫T1WI（A）和增强T1WI（B）无法准确评价垂体腺瘤对海绵窦的侵袭性，但增强3D-SPACE图像（C）显示肿瘤边界清晰，肿瘤右侧边界包绕颈内动脉比例＞67%（9/12），肿瘤左侧边界包绕颈内动脉比例＜25%（3/12），且左侧颈动脉沟静脉间隙显示清晰。手术证实右侧海绵窦侵袭，左侧无海绵窦侵袭Figure 3 A 50-year old female with blurred vision in both eyes for more than 2 years，and confirmed as pituitary macroadenoma by surgery. Routine T1WI （A） and contrast-enhanced T1WI （B） could not accurately evaluate the invasion of the cavernous sinus by pituitary adenomas，but CE 3D-SPACE image （C） showed the clear edge of adenoma，the percentage of internal carotid artery surrounded by the right side of adenoma was more than 67% （9/12） and the percentage by the left side of adenoma was less than 25% （3/12） with clear carotid sulcus venous compartment in the left side. Surgery confirmed that cavernous sinus invasion in the right side and no cavernous sinus invasion in the left side

2.3 垂体微腺瘤术前评估与手术结果对照，40 例垂体微腺瘤中，仅用增强T1WI 图像诊断出21 例阳性，10 例阴性和9 例可疑病例。增强T1WI联合3D-SPACE 序列图像诊断结果为34例阳性病例，3例阴性病例及3例可疑病例。增强T1WI联合3D-SPACE 序列较单独T1WI序列多检出13例阳性病灶。单独增强T1WI 对垂体微腺瘤的检出率（52.5%）明显低于增强T1WI 联合3D-SAPCE 序列（85.0%）（P＜0.05）。见图4。

图4 女，45 岁，泌乳6 个月余。平扫T1WI（A）和增强T1WI（B）均未见确切异常信号病变，但增强3D-SPACE图像（C）显示垂体左份局灶性高信号病灶（箭头），直径约2.3 mmFigure 4 A 40-year-old female with lactation for more than half a year. Neither routine T1WI （A）nor enhanced T1WI （B） showed exact abnormal signal intensity，but contrast-enhanced 3D-SPACE images （C） showed a focal high signal intensity lesion in the left part of the pituitary with diameter of 2.3mm （arrow）

3 讨论

目前MRI 被认为是垂体微小病变成像的首选检查方法［20-21］，但以往大多数研究是基于常规平扫和T1WI 动态增强来评价鞍区病变，往往不能清晰地描述鞍区的形态和细节［22-23］。3D-SAPCE 序列具有高分辨率、高信噪比、高采集率等特点，在显示垂体边界以及病变清晰度和整体图像质量方面明显优于常规T1WI、T2WI 和T1WI 增强，对垂体微腺瘤的检出更加敏感。

3.1 3D-SPACE 序列的意义3D-SPACE 序列是一种三维快速自旋回波T2加权成像，使用可变翻转角度进行重聚焦，图像伪影少，空间分辨率高［24］。增强3D-SPACE 图像上垂体或肿瘤信号降低，能更好地显示动脉流空信号，从而增加海绵窦与肿瘤之间的对比度，提高检测肿瘤的灵敏度。因此，在增强3D-SPACE图像上较低信号背景下，海绵窦的高信号和颈内动脉的流空效应使得鞍区各结构的细节情况显示得更好，肿瘤边缘的评估更加准确。由于3D-SPACE 序列产生具有各向同性的三维数据，可在任何平面获得较薄的切面图像，使得微小病变与周围组织之间的容积效应最小化，有助于垂体微小病灶的检出。

3.2 垂体腺瘤侵袭性的评价垂体腺瘤的侵袭性及垂体与周围组织的关系有助于指导外科医生制定手术方案［25］。在MR图像上，垂体腺瘤与海绵窦和颈内动脉的关系对于评估垂体腺瘤对海绵窦的侵袭性非常重要。增强3D-SPACE 能更好地显示垂体腺瘤与海绵窦的对比度，肿瘤边缘显示清晰，有助于判断海绵窦的侵犯情况［19，26-27］。本研究根据垂体腺瘤对颈内动脉的包绕程度以及海绵窦的静脉间隔来评估海绵窦的侵袭情况。与手术结果相比，增强3D-SPACE 具有更高的空间分辨率，在显示垂体瘤边界与海绵窦的关系方面优于增强T1WI。增强3D-SPACE 图像中垂体腺瘤的边界越清晰，在以海绵窦为背景下确定垂体腺瘤与颈内动脉的关系就越准确。因此，增强3D-SPACE 可以提供更多有关肿瘤边界和周围结构的可靠信息，具有更高的特异度及准确度。与常规增强T1WI 相比，3D-SPACE 是评价垂体瘤对海绵窦侵袭性更理想的MRI技术。

3.3 垂体微腺瘤的检出近年来，随着MRI在神经成像临床应用方面的快速发展，研究者采用增加信噪比来减少图像采集时间及提高空间分辨率［28］。高空间分辨率对于垂体微小解剖结构的观察至关重要［29］。3D-SPACE序列使用各向同性体素，可在垂体上实现容积扫描，且无GRE 序列的磁敏感伪影，提高了对垂体微小病变的检出率。常规增强T1WI 的层厚为2 mm，病变最大直径＜2 mm 时，可能会导致微小病变不易被发现。3D-SPACE 序列的出现很大程度上解决了这一问题。本研究中3D-SPACE 序列的层厚可以达到1 mm，同时减少了伪影产生，大大提高了垂体微小病变的检 出 率。 WAN 等［30］研 究 显 示，3.0T 3D-SPACE在垂体的边界、垂体病变的清晰度和整体图像质量方面明显优于常规MRI，且常规序列与3D-SPACE 联合成像对垂体微小病变的评价优于单纯常规MRI 或3D-SPACE 序列，与本研究结果一致。3D-SPACE序列增加了医生对垂体微小病变检出的信心，在判断垂体微小病变上能够获得更高的准确性。

与常规增强T1WI 相比，增强3D-SPACE能更好地显示垂体腺瘤与周围组织的关系，更清晰地显示肿瘤边界，评价垂体腺瘤的侵袭性，提高垂体微小病灶的检出率。因此，3D-SPACE 序列可成为垂体病变常规MRI 的有力补充序列。