詹茸婷 和 鴻 黃雪瑩 王明磊 王 鵬 張 偉 郭玉林 王曉東

臨床實(shí)際工作中腦腫瘤性病變的患者磁共振增強(qiáng)掃描結(jié)束后有時(shí)需行磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）以明確腫瘤內(nèi)的血管情況及是否有出血，或發(fā)現(xiàn)對(duì)比劑注射前SWI圖像出現(xiàn)偽影需再次行SWI序列檢查，但此時(shí)已經(jīng)給患者注射了對(duì)比劑，對(duì)比劑對(duì)增強(qiáng)后SWI圖像質(zhì)量以及顱內(nèi)占位病變細(xì)小結(jié)構(gòu)的顯示到底有無(wú)影響？本研究通過(guò)分析58例腦腫瘤性病變實(shí)質(zhì)區(qū)和正常腦組織增強(qiáng)前、后的對(duì)比噪聲比和信噪比，病變?cè)鰪?qiáng)前和增強(qiáng)后SWI顯示的磁敏感信號(hào)，探討腦腫瘤性病變?cè)鰪?qiáng)掃描后SWI的臨床應(yīng)用價(jià)值。

方 法

1.臨床資料

收集我院2011年12月～2013年8月經(jīng)臨床和病理確診的顱內(nèi)腫瘤性病變58例，其中男性33例，女性25例，年齡23 ～72歲，平均年齡47 歲。腫瘤中星形細(xì)胞瘤25例（低級(jí)別9例，高級(jí)別16例），轉(zhuǎn)移瘤19例，腦膜瘤8例，顱內(nèi)原發(fā)淋巴瘤4例，神經(jīng)鞘瘤2例。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者顱內(nèi)病變性質(zhì)均為病理確診；磁共振檢查圖像資料完整；磁共振檢查前所有患者均未進(jìn)行任何治療；無(wú)磁共振檢查禁忌證；無(wú)對(duì)比劑使用禁忌證；患者能夠配合檢查；SWI后處理圖像清晰。

2.MRI掃描方法和圖像后處理

采用GE SIGNA EXCITE 3.0T HDMR掃描儀8通道頭線圈，每位患者行常規(guī)MRI平掃、SWI、增強(qiáng)及增強(qiáng)后SWI(對(duì)比劑注射T1增強(qiáng)掃描后以增強(qiáng)前SWI相同的參數(shù))掃描。常規(guī)MRI掃描包括T1液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列、T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列和T2加權(quán)成像。各序列掃描參數(shù)如下：T1FLA IR:TR/TE=2072/26.7m s，T I=920m s；T 2FLA IR:TR/TE=8002/146.4m s，T I=2150.0m s；T2WI:TR/TE=4600/107m s；T1FLA IR、T2FLA IR和T2WI序列層厚6.0mm，間隔0.5mm。SWI采用3D SPGR 序列，TR/TE=36/20m s，矩陣448×384，NEX＝0.75，帶寬15.6kHz，F(xiàn)A＝20°，層厚3mm，間距0mm。對(duì)比劑為釓噴酸葡胺（Gd-DTPA)，其使用劑量為 0.1mmol/kg。采集的SWI和增強(qiáng)后SWI的原始圖像在ADW 4.3工作站用Functool軟件行SWI算法后，最后行最小信號(hào)強(qiáng)度投影（minimal intensity projection，min IP）。

3.圖像分析和定量指標(biāo)

兩名有經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)影像診斷醫(yī)師采用盲法分別觀察同一病變?cè)鰪?qiáng)前、增強(qiáng)后的磁敏感加權(quán)圖像和常規(guī)掃描圖像，并對(duì)磁敏感加權(quán)后處理圖像進(jìn)行分析。圖像分析內(nèi)容：①分別計(jì)算SWI和增強(qiáng)后SWI圖像病灶實(shí)質(zhì)部分的對(duì)比噪聲比(contrast-to-noise ratio，CNR)，分別計(jì)算SWI和增強(qiáng)后SWI圖像病變健側(cè)腦白質(zhì)、正常腦灰質(zhì)、正常神經(jīng)核團(tuán)的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。CNR是相鄰兩種組織間的信號(hào)強(qiáng)度差與背影噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的比值。SNR是興趣區(qū)內(nèi)組織的信號(hào)強(qiáng)度值與背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的比值。病灶的ROI置于病灶實(shí)質(zhì)區(qū)，避開(kāi)液化壞死區(qū)和血管影，盡量在病灶最大層面進(jìn)行測(cè)量，保證增強(qiáng)前、后興趣區(qū)的位置和大小基本一致。選取相同層面相位編碼方向上無(wú)組織結(jié)構(gòu)的空氣區(qū)域測(cè)量背景噪聲信號(hào)值。每個(gè)興趣區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度值重復(fù)測(cè)量3次，取其平均值。CNR =CSE病變-SI健側(cè)白質(zhì)/SD背景噪聲，SNR=SI/SD（SI表示興趣區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度平均值，SD表示相同層面背景噪聲信號(hào)強(qiáng)度值的標(biāo)準(zhǔn)差）。②連續(xù)觀察同一顱內(nèi)占位病變?cè)鰪?qiáng)前和增強(qiáng)后SWI后處理圖像，分別對(duì)增強(qiáng)前和增強(qiáng)后圖像病灶內(nèi)的點(diǎn)狀或細(xì)線狀的磁敏感低信號(hào)半定量分級(jí)，0級(jí)是病變內(nèi)無(wú)磁敏感信號(hào)，1級(jí)是病變內(nèi)的磁敏感信號(hào)計(jì)數(shù)為1～5，2級(jí)是病變內(nèi)的磁敏感信號(hào)計(jì)數(shù)為6～10，3級(jí)是病變內(nèi)的磁敏感信號(hào)計(jì)數(shù)大于10[1]。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

整理后的數(shù)據(jù)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，CNR和SNR值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，增強(qiáng)前、后的SWI圖像正常腦灰質(zhì)、健側(cè)腦白質(zhì)、正常腦神經(jīng)核團(tuán)區(qū)的SNR和病灶實(shí)質(zhì)區(qū)的CNR行配對(duì)t檢驗(yàn)。增強(qiáng)前、后SWI圖像病灶內(nèi)的磁敏感信號(hào)半定量分級(jí)行Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)均為0.05。

結(jié) 果

SWI和增強(qiáng)后SWI圖像正常腦組織及病變區(qū)定量指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 正常腦組織和病變實(shí)質(zhì)區(qū)增強(qiáng)前、后的CNR和SNR

58例病變，每例病變分別在SWI和增強(qiáng)后SWI后處理圖像的磁敏感信號(hào)分級(jí)相等，其中41例病變?cè)鰪?qiáng)后的SWI圖像呈現(xiàn)強(qiáng)化征象(圖1～3)。增強(qiáng)前和增強(qiáng)后的瘤內(nèi)磁敏感分級(jí)0級(jí)16例，1級(jí)5例，2級(jí)14例，3級(jí)23例，Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)Z值為0.00，P值為1。

9例低級(jí)別星形細(xì)胞瘤的磁敏感信號(hào)分級(jí)均為0級(jí)，16例高級(jí)別星形細(xì)胞瘤的磁敏感信號(hào)分級(jí)為1級(jí)2例，2級(jí)11例，3級(jí)3例。19例轉(zhuǎn)移瘤磁敏感信號(hào)分級(jí)均為3級(jí)。8例腦膜瘤磁敏感信號(hào)分級(jí)為0級(jí)5例、1級(jí)2例，2級(jí)1例。4例顱內(nèi)淋巴瘤磁敏感信號(hào)分級(jí)均為0級(jí)2例，1級(jí)1例，2級(jí)1例。2例神經(jīng)鞘瘤磁敏感信號(hào)分級(jí)為2級(jí)1例，3級(jí)1例。

圖2 女性 31歲，星形細(xì)胞瘤(WHOⅡ級(jí))。A. T1flair示左側(cè)顳葉類圓形稍低信號(hào)，病灶周邊可見(jiàn)水腫征象，左側(cè)側(cè)腦室前角受壓，中線結(jié)構(gòu)居中。 B. 增強(qiáng)后T1flair示病灶輕度強(qiáng)化。 C和D. 增強(qiáng)前SW Im inIP圖示病灶內(nèi)可見(jiàn)4個(gè)線狀低信號(hào)，磁敏感信號(hào)分級(jí)為1級(jí)。 E和F. 增強(qiáng)后SWIminIP圖示病灶實(shí)質(zhì)部分輕度強(qiáng)化，病灶內(nèi)磁敏感信號(hào)與平掃相同，分級(jí)為1級(jí)。

討 論

控制和評(píng)價(jià)磁共振圖像質(zhì)量的因素主要有空間分辨率、CNR和SNR。磁共振系統(tǒng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度、梯度磁場(chǎng)和體素的大小等決定圖像的空間分辨率。信號(hào)噪聲比和對(duì)比度噪聲比，即信噪比和對(duì)比噪聲比也是衡量圖像質(zhì)量的重要參數(shù)。信噪比是組織信號(hào)值與背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差之比。在一定范圍內(nèi)，信噪比越高圖像的質(zhì)量越好[2]。對(duì)比噪聲比是兩種組織信號(hào)強(qiáng)度差值與背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的比值。CNR用于評(píng)估產(chǎn)生臨床有用影像對(duì)比度的能力。影像對(duì)比度本身不能精確地衡量影像的質(zhì)量，在一幅噪聲程度較大的影像中即使對(duì)比度較高也不會(huì)清晰。人們區(qū)別兩個(gè)物體的能力與噪聲的增加成線性降低。CNR包含了這兩個(gè)因素是有用對(duì)比度的客觀測(cè)量指標(biāo)。汪劍等[3]研究表明，增強(qiáng)后組織的信號(hào)強(qiáng)度不僅與對(duì)比劑的濃度相關(guān)，而且與組織增強(qiáng)前的信號(hào)強(qiáng)度和背景噪聲有關(guān)。廖偉華等[4]對(duì)增強(qiáng)前和增強(qiáng)后擴(kuò)散加權(quán)成像正常腦組織和不同病變部分的CNR、SNR和ADC值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明正常腦組織與不同病變的CNR、SNR與ADC值增強(qiáng)前后無(wú)明顯改變，注射對(duì)比劑4min后，擴(kuò)散加權(quán)成像掃描是可行的。Hori等[5]對(duì)17例顱腦腫瘤的患者行SWI掃描、常規(guī)磁共振增強(qiáng)掃描和增強(qiáng)后SWI掃描，測(cè)量病變?cè)赥1增強(qiáng)圖像和SWI增強(qiáng)圖像的CNR，結(jié)果表明增強(qiáng)后T1圖像的CNR優(yōu)于增強(qiáng)后SWI圖像的CNR，增強(qiáng)后SWI圖像比增強(qiáng)T1圖像能夠顯示更多腫瘤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。因?yàn)閷?duì)比劑縮短血液T1弛豫時(shí)間，減少了掃描時(shí)間，所以一些國(guó)外學(xué)者提議SWI應(yīng)該在對(duì)比劑注射后掃描[6]。本研究結(jié)果顯示病變實(shí)質(zhì)部分的CNR和正常腦組織的SNR在增強(qiáng)前、后磁敏感加權(quán)圖像無(wú)顯著差異性，提示對(duì)比劑注射前或后行腦磁敏感加權(quán)成像對(duì)圖像的質(zhì)量無(wú)明顯影響。本研究還發(fā)現(xiàn)同一患者顱內(nèi)腫瘤病變?cè)谠鰪?qiáng)前和增強(qiáng)后磁敏感加權(quán)圖像的磁敏感信號(hào)半定量分級(jí)是相同的?？偨Y(jié)以上學(xué)者的研究和本研究的結(jié)果，鑒于增強(qiáng)后T1圖像的CNR優(yōu)于增強(qiáng)后SWI的CNR，增強(qiáng)后SWI比增強(qiáng)T1WI顯示更多腫瘤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)前和增強(qiáng)后SWI圖像對(duì)腫瘤內(nèi)磁敏感信號(hào)半定量分級(jí)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此，筆者認(rèn)為如果顱內(nèi)占位病變患者行常規(guī)增強(qiáng)掃描和SWI掃描，出現(xiàn)對(duì)比劑注射前掃描的SWI原始圖像有運(yùn)動(dòng)偽影不能滿足影像醫(yī)師的診斷要求或者其他原因需行SWI掃描，但已經(jīng)給患者注射了對(duì)比劑，此時(shí)行SWI掃描是可行的，增強(qiáng)后SWI圖像依然能夠顯示腫瘤病灶內(nèi)的細(xì)小結(jié)構(gòu)。

磁共振增強(qiáng)檢查一方面增強(qiáng)了圖像的對(duì)比，使病變顯示更加清晰；另一方面，臨床影像醫(yī)師可以對(duì)病變進(jìn)行精確的定位并了解病變與鄰近組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，從而有利于定性診斷。本研究還發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)后SWI圖像不僅能夠顯示病變的強(qiáng)化征象，而且能夠顯示病灶內(nèi)部的小血管和微出血，這與國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者的研究結(jié)果是一致的。釓噴酸葡胺(Gd-DTPA) 是由稀土三氧化二釓和二乙三胺五酸為原材料合成。因?yàn)樗?個(gè)未成對(duì)電子，所以是順磁性物質(zhì)[7]。正常情況下，血管內(nèi)對(duì)比劑Gd-DTPA不能通過(guò)血腦屏障進(jìn)入血管外的組織間隙[8]。當(dāng)某些腫瘤細(xì)胞破壞血腦屏障后，順磁性的對(duì)比劑Gd-DTPA就可以進(jìn)入血管外組織間隙。因?yàn)镚d-DTPA未成對(duì)電子與原子核質(zhì)子的偶極-偶極作用，組織的T1縱向弛豫時(shí)間縮短，所以出現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)[9]。病變組織的強(qiáng)化程度與其破壞血腦屏障的程度、該病變組織的微環(huán)境和細(xì)胞外間隙容量存在一定關(guān)系。一般腫瘤病變的新生血管和微脈管系統(tǒng)發(fā)育不成熟，血管壁彈性、通透性及壓力等不同于正常的腦血管。注射入患者體內(nèi)的對(duì)比劑通過(guò)血液循環(huán)，穿過(guò)受損的血腦屏障，最后到達(dá)腫瘤內(nèi)的新生血管和微脈管系統(tǒng)形成的血管池。因?yàn)樾律芎臀⒚}管系統(tǒng)壓力大、血管通透性高等特點(diǎn)，對(duì)比劑泄漏到腫瘤細(xì)胞的組織間隙[10]。在這兩個(gè)因素的共同作用下，增強(qiáng)后SWI圖像能夠觀察到一部分腫瘤病變內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)化征象。Haacke等[11]研究表明，磁敏感加權(quán)成像能夠顯示腫瘤內(nèi)的小血管和微出血，在后處理圖像上呈現(xiàn)為低信號(hào)。一般惡性腫瘤，尤其是高級(jí)別的星形細(xì)胞瘤，病灶內(nèi)更易觀察到新生血管、微脈管系統(tǒng)及微出血。高級(jí)別星形細(xì)胞瘤比低級(jí)別星形細(xì)胞瘤內(nèi)的小血管更多且出血的面積更大[12]。孫琳琳等[13]研究表明，隨著星形細(xì)胞瘤惡性程度的增強(qiáng)，磁敏感加權(quán)圖像腫瘤內(nèi)的磁敏感信號(hào)分級(jí)也在增加。良性腫瘤如腦膜瘤，在SWI后處理圖像觀察到的線狀或點(diǎn)狀的低信號(hào)較少。因此，磁敏感加權(quán)成像不僅有助于星形細(xì)胞瘤的初步分級(jí)診斷，而且有助于判斷顱內(nèi)腫瘤的性質(zhì)。

本研究也存在一些局限性，病例數(shù)相對(duì)較少，各種不同性質(zhì)的腫瘤的構(gòu)成比不均衡。大多數(shù)情況下，惡性程度較高的腫瘤易出血，當(dāng)出血面積較大時(shí)可能掩蓋瘤灶內(nèi)部分小血管結(jié)構(gòu)，多個(gè)微出血灶相連在一起時(shí)也無(wú)法精確計(jì)數(shù)，因此對(duì)瘤灶內(nèi)磁敏感信號(hào)準(zhǔn)確的定量還存在一些困難。但是，能夠肯定的是增強(qiáng)后SWI圖像不僅可以顯示部分病變的強(qiáng)化征象，而且可以顯示病灶內(nèi)磁敏感信號(hào)。增強(qiáng)掃描后行SWI掃描是可行的，增強(qiáng)后SWI圖像對(duì)腦腫瘤病變的分級(jí)和鑒別診斷存在一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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