MRI在胶质瘤和脑转移瘤诊断中的应用

作者简介:张 楠(1981-),女,河北省安国市人,在读硕士,主治医师㊂通信作者:付 旷㊂ 综述 R e v i e w sM R I在胶质瘤和脑转移瘤诊断中的应用T h e a p p l i c a t i o no fM R I i n t h e d i a g n o s i s o f g l i o b l a s t o m a a n db r a i nm e t a s t a s i s张 楠综述,付 旷审校(哈尔滨医科大学附属第二医院核磁共振室,黑龙江 哈尔滨 150086)D O I:10.3969/j.i s s n.1002-1671.2016.02.035中图分类号:R739.41;R445.2 文献标志码:A 文章编号:1002-1671(2016)02-0299-03胶质瘤(g l i o b l a s t o m a m u l t i f o r m e,G B M)和脑转移瘤是成人颅脑内最常见的2种肿瘤,并且均具有很高的发病率和死亡率[1]㊂G B M的特征性表现为广泛的中性粒细胞于肿瘤细胞的浸润[2]㊂脑转移瘤是由多分子介导的多步骤复杂过程,其发生过程大体为癌细胞发生转化,成长,并迁移种植到中枢神经系统[3]㊂由于不同肿瘤具有不同的生物学性质,所以不同的肿瘤治疗策略也各异[4-5]㊂目前临床确诊主要依赖于组织活检,但是活检作为一种有创检测手段,具有一定的风险㊂而M R I可以对肿瘤的性质进行无创性地鉴别[6]㊂脑转移瘤通常表现为多发病灶与小病灶水肿,分布于脑灰白质交界区,边界比较清楚,可合并出血㊁坏死,增强扫描瘤灶呈结节状或环状强化,与此同时结合患者肿瘤病史不难诊断㊂但对于一些原发病史不明确的单发脑转移瘤和G B M,诊断较难㊂虽然两者在临床表现及M R I常规检查表现类似,但是两者的治疗及预后均不同,因此明确诊断十分重要㊂故本文综述了M R I在鉴别G B M和脑转移瘤中的运用,希望对于临床鉴别作出支持㊂1 常规M R I在鉴别诊断中的应用M R I常规扫描及增强检查可以对肿瘤的体积㊁部位以及瘤周水肿带做出诊断[7],绝大多数G B M与单发脑转移瘤表现为T1低或等信号㊁T2高信号㊂某些脑转移瘤,例如黑色素瘤转移瘤,由于黑色素的顺磁效应呈现T1高信号㊂另外,脑转移瘤瘤周多有较重的水肿带,甚至较小的病灶周围就有大范围水肿,G B M瘤周水肿带多与肿瘤级别以及高低有关㊂增强扫描与平扫协同诊断,可以增加鉴别诊断的准确率㊂根据肿瘤区域血脑屏障的破坏程度不同,G B M可以表现为不规则或者花环状强化,而脑转移瘤则多为环状或者团块状强化㊂有学者统计两者M R I改变发现单发脑转移瘤个体一般较G B M小,位置较浅且多位于灰白质交界区,坏死㊁囊变范围较小,瘤周水肿重,强化程度较轻㊂这些表现对于两者的鉴别诊断敏感度和特异性有较高的参考意义㊂2 扩散加权成像(DW I)和弥散张量成像(D T I)在鉴别G B M和脑转移瘤中的应用研究表明,脑转移瘤往往表现出较高的表观扩散系数(a p p a r e n t d i f f u s i o nc o e f f i c i e n t,A D C)[8-9]㊂根据肿瘤周围的非增强T2高信号区域A D C值的分析可以鉴别脑转移瘤和G B M㊂和脑转移瘤相比,原发肿瘤区域A D C值通常较低㊂利用同样的阈值,转移灶DW I 也可以区分脑转移瘤与化脓性脓肿性质类似的G B M[10]㊂研究表明,相比于G B M,脑转移瘤对比增强区域和瘤周区域A D C值一般较高[11]㊂另一方面,T2高信号区周围非增强区域的A D C值分析也有助于鉴别脑转移瘤和G B M,原发G B M的浸润区域A D C值一般较脑转移瘤低㊂有学者建议把1.3×10-3m m2/s作为非增强T2高信号病变区最低A D C的界值,以区分G B M和脑转移瘤,结果表明敏感度可以达到83%,特异性达到79%,但这一结果还没有达成高度共识,仍然存在争议[12]㊂也有一项小规模的研究评估了不同病理类型的转移灶DW I信号强度和A D C值,发现分化较好的腺癌DW I信号强度低于分化较差的肿瘤㊂不同于DW I在3个方向进行成像,D T I是一种在多方向(不少于6个)成像来评估扩散量的方法,可以更详细地评估扩散率以及更精准地评价纤维束的完整性[13]㊂研究表明,G B M增强区域的扩散明显高于脑转移瘤[14]㊂生理学上,脑转移瘤瘤周的A D C值高于G B M,这一结果与扩散率相似㊂各向异性(f r a c t i o n a l a n i s o t r o p y,F A)是一种测量组织结构的有序性的方法,研究表明无论是原发G B M还是脑转移瘤瘤周的F A都低于正常脑白质㊂有研究发现G B M的F A明㊃992㊃实用放射学杂志2016年2月第32卷第2期 JP r a c tR a d i o l,F e b.2016,V o l.32,N o.2显高于脑转移瘤[15]㊂另一项研究发现脑转移瘤的瘤周区域内F A显著低于G B M[16],但是这个结论仍需要进一步的研究来证实[17]㊂总之,许多研究试图使用先进的M R I技术来区分实质病变,特别是G B M和脑转移瘤的区分,虽然一些参数有可能区分这2种实体肿瘤,但是它们的异质性和脑转移瘤组织差异性限制了这些技术的作用㊂结合磁共振波谱(m a g n e t i cr e s o-n a n c es p e c t r u m,M R S),多平面重组(m u l t i-p l a n er e-f o r m a t i o n,M R P),DW I和D T I的综合方法可能是目前准确诊断增强实质包块的最佳方法㊂随着M R I技术的不断更新和进步,A D C和DW I对于G B M和单发脑转移瘤的鉴别作用会日益增大㊂3 M R S在鉴别诊断中的应用M R S是利用M R中化学位移无创性地对体内的N-乙酰门冬氨酸(N A A)㊁胆碱(C h o)以及肌酸(C r)等化学物质进行检测,来反映活体代谢情况,并通过各代谢产物的比值鉴别颅内的病变㊂临床上多用来鉴别肿瘤与非肿瘤病变,国内外均有学者分析肿瘤核心以及瘤周带的M R S来鉴别G B M与脑转移瘤的相关报道㊂其中,脑转移瘤和G B M的增强区域都显示C h o/C r比值要高于正常脑组织[18-19]㊂对于G B M和脑转移瘤来说,尽管在一些研究中表明二者之间的C h o/C r比值具有显著差异,但是这些研究差异较大,所以单独使用这一指标进行区分尚不确切[20-21]㊂事实上,C h o/C r 比值在原发G B M和脑转移瘤中孰高孰低尚无确切说法㊂除了C h o/C r比值,也有其他一些代谢产物可能作为区分G B M和脑转移瘤的研究潜能[22]㊂如脂质和乳酸可因组织坏死而在脑肿瘤升高,而脑转移瘤具有较高水平的脂质和乳酸,但是目前的研究表明还不能确切区分G B M和脑转移瘤[18,20,23-25]㊂与脑转移瘤相比,G B M具有较高的肌醇峰值[24,26]㊂同时,这2种肿瘤N A A的表达都较低[27-28]㊂G B M和脑转移瘤的浸润性质相异,使用波谱分析来区分肿瘤增强区域的性质比较困难,因此分析非增强区域的T2高信号区来进行鉴别也十分必要[23,26]㊂具体而言,围绕脑转移瘤的T2高信号区域多为血管性水肿,而对于G B M通常为血管性水肿和浸润性肿瘤细胞㊂多项实验证明,增强的G B M周围T2高信号非增强区的代谢谱具有明显增强的C h o/C r值,而增强的脑转移瘤瘤周T2高信号区的光谱更接近于正常的脑白质[24,28]㊂4 灌注加权成像(p e r f u s i o nw e i g h t e d i m a g i n g,P W I)的作用P W I原理为注入外源性顺磁性对比剂或者内源性水分子在血管与组织之间交换从而造成血管周围磁场改变,进一步引起M R信号的改变,通过测量血流动力学参数,无创性评价器官微循环的分布及其血流灌注情况[29]㊂分为对比剂首过法(d y n a m i cs u s c e p t i b i l i-t y c o n t r a s t,D S C)和动脉自选标记法(a r t e r i a l s p i n e l a b e l i n g, A S L),前者因其较高的信噪比且成像时间短,在临床上较为常用㊂D S C技术常用的参数是相对脑血液容量(r e g i o n a l c e r e b r a l b l o o dv o l u m e,r C B V),是通过比较病灶所在的区域和相同体积对侧大脑半球正常脑白质的血流量得出[30]㊂另外,附加参数也可以从灌注研究计算得出,其中包括达峰时间,脑血流量估计值和对毛细血管的通透性的估算㊂脑转移瘤富含血管,与健侧正常的白质相比,常常呈现出较高的r C B V,而许多G B M尤其是胶质母细胞瘤也具有较高的r C B V㊂因此,比较肿瘤增强部分的r C B V并不能准确区分脑转移瘤和原发G B M[12,26,28,31]㊂而更详细的分析灌注数据却可以产生更多的信息,从而进一步来区分G B M 与脑转移瘤㊂与M E T相比,G B M瘤周T2高信号病变呈现较高的r C B V,这可能与G B M和脑转移瘤的浸润本质不同有关㊂一项由48例肿瘤组成的研究表明,可以使用0.46作为瘤周非增强T2高信号病灶的r C B V的界值来区分脑转移瘤和G B M,灵敏度可以达到77.3%,特异性可以达到96.2%[31]㊂S u g a h a r a 等[32]发现G B M与脑转移瘤体强化区域的脑血容量(C B V)及r C B V值明显高于正常组织,但是G B M与脑转移瘤间差异并无显著性,认为高度血管化为脑部肿瘤的显著特征㊂另外针对肿瘤周围的研究显示,G B M 瘤周r C B V升高,但脑转移瘤旁r C B V降低,并且差异具有显著性,这可能与G B M的异质性以及肿瘤细胞浸润引起的瘤周灌注增高有关㊂利用P W I确切地区分原发性脑肿瘤和脑转移瘤仍比较困难,但是值得一提的是,P W I有助于区分中枢神经系统(C N S)淋巴瘤与G B M㊁脑转移瘤,有研究显示,淋巴瘤的r C B V低于G B M和脑转移瘤[26],可能对于脑部肿瘤的淋巴侵犯或者淋巴转移有一定的参考价值㊂综上所述,M R I各项功能成像在G B M和单发脑转移瘤鉴别诊断中发挥了重要作用,并呈现出了巨大潜力㊂M R I仍是区分G B M和脑转移瘤的最优方法㊂M R S,P W I,DW I和D T I的使用可以增加确诊的正确率,使影像科医生从更多角度获得有意义的信息,对两者的鉴别诊断将会起到更大的帮助㊂但是,迄今为止,包括M R I在内的成像技术仍无法可靠地判断脑转移的组织学情况㊂随着分子影像技术和其他相关研究的进步,在不久的将来或许可以实现这一目标㊂参考文献:[1]范 兵,杜华睿,王霄英,等.转运常数(K t r a n s)对高级别胶质瘤与㊃003㊃实用放射学杂志2016年2月第32卷第2期 JP r a c tR a d i o l,F e b.2016,V o l.32,N o.2脑转移瘤的鉴别诊断价值[J].实用放射学杂志,2014,30(4):557-560.[2]G r e e nAL,R a m k i s s o o nSH,M c C a u l e y D,e t a l.P r e c l i n i c a l a n t i t u m o re f f i c a c y o f s e l e c t i v e e x p o r t i n1i n h i b 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