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        DWI對腦實質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細胞瘤的鑒別價值

        2017-02-02 08:02:48張國晉馬莉王丹張文娟周俊林
        磁共振成像 2017年11期
        關(guān)鍵詞:信號

        張國晉,馬莉,王丹,張文娟,周俊林

        多形性膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)是星形細胞瘤中惡性度與致死率最高的一類,屬WHO Ⅳ級,約占膠質(zhì)瘤的54%,占顱內(nèi)腫瘤的10.2%左右[1]。本病可發(fā)生于任何年齡,以50歲以上常見,男性多于女性。發(fā)生部位以額葉多見,其次為顳、頂葉。腫瘤呈浸潤性生長,常累及幾個腦葉,并侵犯深部結(jié)構(gòu),也可跨過胼胝體侵襲對側(cè)大腦半球[2]。腫瘤可原發(fā)于腦實質(zhì)內(nèi),也可呈繼發(fā)性,后者多由間變性膠質(zhì)瘤惡變而來,少部分可由少突膠質(zhì)瘤、間變性室管膜瘤或混合性膠質(zhì)瘤惡變而來[3]。其影像學表現(xiàn)與腦實質(zhì)間變性室管膜瘤存在一定的交叉,不易鑒別。本研究通過對比分析多形性膠質(zhì)母細胞瘤與腦實質(zhì)間變性室管膜瘤的MRI征象及擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI),探討其MRI征象及表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值在兩者中的鑒別價值。

        1 材料與方法

        1.1 一般資料

        搜集我院2014年1月1日至2017年2月1日間經(jīng)手術(shù)及病理證實的多形性膠質(zhì)母細胞瘤與腦實質(zhì)間變性室管膜瘤患者的資料。25例多形性膠質(zhì)母細胞瘤中,男16例,女9例,年齡20~70歲,平均52.2歲;18例間變性室管膜瘤中,男11例,女7例,年齡6~65歲,平均33.2歲。臨床表現(xiàn)大部分患者有頭痛、癲癇、視盤水腫等顱高壓表現(xiàn),部分患者還伴有意識障礙與言語障礙。以上病例均行MRI平掃及增強檢查。

        1.2 設備與方法

        采用西門子Skyra 3.0 T超導磁共振機進行頭顱平掃及增強掃描,層厚5~6 mm,層間距1 mm,視野(FOV) 230 mm×230 mm,矩陣256×256。自旋回波(spin echo,SE) T1WI TR 250 ms,TE 2.48 ms,快速自旋回波(fast spin echo,F(xiàn)SE) T2WI TR 4000 ms,TE 96 ms,回波時間10 ms,回波鏈長度為8,激勵次數(shù)為2。DWI TR 4500 ms,TE 102 ms,b值分別為0、1000 s/mm2。增強掃描經(jīng)肘靜脈團注Gd-DTPA對比劑,劑量為0.1 mmol/kg,行多平面掃描。

        1.3 DWI圖像后處理及統(tǒng)計分析

        應用Siemens后處理工作站,將感興趣區(qū)(region of interest,ROI)手動放置于強化最明顯且在ADC圖上信號相對較低的腫瘤實質(zhì)區(qū)域,b值為1000 s/mm2。ROI選擇16~20 mm2,以同樣大小ROI在相同區(qū)域測量3次并取平均值。腦實質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細胞瘤的ADC值行Mann-Whitney U秩和檢驗,P<0.01認為有統(tǒng)計學意義,并繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic,ROC)曲線。

        2 結(jié)果

        2.1 兩組腫瘤的MRI征象(表1)

        25例多形性膠質(zhì)母細胞瘤,額部7例,顳部10例,額顳部同時累及4例,頂枕部2例,額頂部2例;分葉狀或不規(guī)則形21例,4例呈類圓形或橢圓形。T1WI上呈等低信號、混雜低信號,T2WI上呈等高信號、混雜高信號。5例出現(xiàn)流空血管影,14例有瘤內(nèi)出血灶,病灶內(nèi)有囊變壞死者23例,瘤腦界限不清者23例,瘤周水腫輕度者6例,中重度水腫19例。19例增強掃描表現(xiàn)為不規(guī)則花環(huán)狀強化,均勻強化者6例(圖1)。

        18例腦實質(zhì)間變性室管膜瘤,額顳部7例,額部5例,顳部4例,頂部2例;類圓形或圓形12例,6例呈不規(guī)則形或分葉狀。15例呈部分囊性型,3例呈完全實質(zhì)性。實性病灶T1WI均呈等低信號,T2WI呈等高信號。4例出現(xiàn)流空血管影,瘤內(nèi)出血3例,病灶內(nèi)有囊變壞死者14例,瘤腦界面模糊5例,5例無瘤周水腫,輕度者7例,中重度4例。增強掃描15例輕中度強化,3例明顯強化(圖2)。

        2.2 兩組腫瘤的DWI信號強度及ADC值比較分析

        25例多形性膠質(zhì)母細胞瘤的實性部分在DWI高b值(b=1000 s/mm2)上,19例呈斑片狀高信號,ADC圖呈稍低信號(圖1D、E),6例呈等低信號,相應ADC圖呈等低信號,ADC值范圍為(0.63~1.24)×10-3mm2/s,均值為(0.87±0.06)×10-3mm2/s。

        表1 多形性膠質(zhì)母細胞瘤與間變性室管膜瘤的MRI影像征象(例)Tab. 1 The imaging signs of MRI findings in GBM and anaplastic ependymoma (n)

        圖1 男,45歲,右額葉多形性膠質(zhì)母細胞瘤,右額葉囊實性占位,大小約5.4 cm×5.3 cm×7.1 cm,邊界不清。A:T1WI軸位病灶呈稍低信號為的混雜信號;B:T2WI軸位病灶呈稍高信號為主的混雜信號,周圍見指套樣水腫;C:增強示病灶不規(guī)則環(huán)形明顯強化;D:DWI序列病灶呈輕-中度不均勻擴散受限;E:ADC圖病灶呈等低信號;F:病理圖見瘤細胞彌漫分布,具有異型性,核大、深染,核分裂多見,伴柵狀壞死(HE ×200) 圖2 男,56歲,左頂葉間變性室管膜瘤,左頂葉囊實性占位,大小約5.1 cm×6.3 cm×6.7 cm,邊界尚清。A:T1WI軸位病灶呈等低混雜信號;B:T2WI軸位病灶呈等高混雜信號;C:增強示病灶不均勻中度強化;D:DWI序列病灶呈輕度不均勻擴散受限,囊性部分呈低信號;E:ADC圖病灶呈等低信號;F:病理圖見瘤細胞呈梭形,分布疏密不均,排列于血管周圍,形成假菊形團狀結(jié)構(gòu)(HE ×200)Fig.1 Male, 45 years old, right frontal GBM solid cystic lesion of right frontal lobe, size is about 5.4 cm×5.3 cm×7.1 cm, not well-defined. A: T1WI cross-sectional shows slightly lower signal for mixed signal. B: T2WI cross-sectional shows mixed signal mainly high, found around the finger like edema.C: T1WI planum sagittal shows irregular circular reinforcement. D: DWI shows inhomogeneous restricted diffusion. E: ADC figure lesions in low signal.F: Pathology shows tumor cell diffuse distribution, atypia, nuclear, deep staining, fission, with grating necrosis (HE ×200). Fig. 2 Male, 56 years old, left parietal anaplastic ependymoma left parietal cystic solid lesions, size is about 5.1 cm ×6.3 cm×6.7 cm, well-defined. A: T1WI cross-sectional shows lowmixed signals. B: T2WI cross-sectional shows high-mixed signals. C: T1WI planum sagittal shows inhomogeneous medium reinforcement. D: DWI shows in mild inhomogeneous restricted diffusion, cystic part is low. E: ADC figure lesions in low signal. F: Pathology shows tumor cells in fusiform, uneven distribution of density, are arranged around the blood vessels, forming a fake chrysanthemum group structure (HE ×200).

        18例腦實質(zhì)間變性室管膜瘤的實性部分在DWI高b值(b=1000 s/mm2)上,14例呈斑片狀稍高信號,ADC圖呈低信號(圖2D、E),4例呈等低信號,相應ADC圖呈等低信號,ADC值范圍為(0.94~1.53)×10-3mm2/s,均值為(1.15±0.12)×10-3mm2/s,高于前者,其差異具有統(tǒng)計學意義(t=9.43,P<0.001)。以ADC值0.96×10-3mm2/s作為腦實質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細胞瘤的診斷閾值時,ROC曲線下的面積為0.92±0.04,95%可信區(qū)間為0.84~1.00,靈敏度90%,特異度95%,準確率90% (圖3)。

        2.3 病理特點

        多形性膠質(zhì)母細胞瘤:大體上,切面呈灰紅色,無包膜,邊界不清。腫瘤中心常伴有囊變、壞死、出血,部分腫瘤壞死液化后形成大囊腔。瘤周水腫明顯。光學顯微鏡下核異型性顯著,細胞呈多形性,有絲分裂活躍;血栓形成,內(nèi)皮細胞增生,可見大量不成熟血管及壞死血管。

        圖3 ADC值鑒別診斷腦實質(zhì)間變性室管膜瘤與多形性膠質(zhì)母細胞瘤的ROC曲線。曲線下面積為0.92±0.04Fig. 3 ROC value in differential diagnosis of ADC curves of brain anaplastic ependymoma and GBM. The area under the curve was 0.92±0.04.

        間變性室管膜瘤:大體上,切面呈灰紅色,邊界清晰。腫瘤內(nèi)成分混雜,囊變多見,可有鈣化、出血。光學顯微鏡下瘤細胞核大并深染,核分裂象少見,可見腫瘤細胞緊密圍繞小血管壁形成特征性的“假玫瑰結(jié)”。電鏡下瘤細胞呈典型的纖毛狀或微絨毛樣,結(jié)構(gòu)復雜。

        3 討論

        GBM和間變性室管膜瘤同屬于神經(jīng)上皮組織來源的腫瘤。根據(jù)2016版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標準[4],將GBM分為:(1)膠質(zhì)母細胞瘤,IDH-野生型(約占90%),包括三個亞型:巨細胞型膠質(zhì)母細胞瘤、上皮樣膠質(zhì)母細胞瘤和膠質(zhì)肉瘤;(2)膠質(zhì)母細胞瘤,IDH-突變型(約占10%);(3)膠質(zhì)母細胞瘤,NOS型,是指缺乏相關(guān)基因改變檢測的腫瘤。在2007版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類中[5],室管膜瘤包括四個亞型:(1)細胞型;(2)乳頭狀型;(3)透明細胞型;(4)伸長細胞型;還包括間變性室管膜瘤;新版(2016版)分類中根據(jù)基因特征對室管膜腫瘤新增一個亞型,即“室管膜瘤,RELA融合-陽性”(Ⅱ或Ⅲ級)。另外,細胞型室管膜瘤與典型室管膜瘤很大程度上存在重疊,新版分類標準已將其刪除[4,6]。

        多形性膠質(zhì)母細胞瘤和間變性室管膜瘤的經(jīng)典治療方案均為手術(shù)切除,前者術(shù)后做放療、化療[7]。因此術(shù)前正確診斷對于手術(shù)方案的選擇具有重要意義。

        3.1 兩組腫瘤的MRI征象分析

        本組25例多形性膠質(zhì)母細胞瘤均位于幕上,形態(tài)不規(guī)則,邊界不清。MRI平掃,T1WI呈不均勻低信號,中心信號更低;T2WI呈不均勻高信號,中心可見更高信號,提示壞死、囊變(圖1A、B)。腫瘤周圍見明顯的指套樣水腫。一般認為水腫的產(chǎn)生是由于血-腦屏障破壞后血管源性與細胞毒性共同作用的結(jié)果[7-8]。增強掃描,實性部分可見明顯強化,膨脹性生長者表現(xiàn)為囊壁及壁結(jié)節(jié)不規(guī)則環(huán)形明顯強化,壁厚薄不均,靠髓質(zhì)側(cè)較厚,且環(huán)內(nèi)外側(cè)壁不規(guī)則,多有切跡及結(jié)節(jié)(圖1C)。其內(nèi)常伴有出血,有時可形成液平面。瘤內(nèi)出血是由于瘤細胞高度間變和不成熟性,造成新生血管結(jié)構(gòu)不良,脆性較大,毛細血管內(nèi)皮細胞結(jié)合疏松,易導致血栓形成,引起腫瘤中心血供中斷而發(fā)生囊變壞死或血管破裂出血。

        腦實質(zhì)間變性室管膜瘤是室管膜細胞或室管膜殘余組織起源的腫瘤,多見于幕上,發(fā)生于幕上者以囊性多見。MRI信號不均勻是其特點之一。本組18例以囊性為主,輪廓規(guī)則,邊界清晰。MRI平掃,多表現(xiàn)為T1等-低混雜信號,T2等-高混雜信號(圖2A、B)。增強掃描,腫瘤實質(zhì)部分可輕-中度不均勻強化(圖2C)。兩組腫瘤均可見血管流空信號,這可能是由于腫瘤供血豐富,新生血管壁較薄,血管阻力較小,致血流速度相對較快導致。

        3.2 兩組腫瘤DWI信號強度及ADC值對比分析

        間變性室管膜瘤大多位于腦室內(nèi),發(fā)生于腦實質(zhì)者以囊性多見,在常規(guī)MRI上多形性膠質(zhì)母細胞瘤和間變性室管膜瘤很多病例非常相似,鑒別診斷有一定的困難,而DWI在鑒別兩者方面較常規(guī)MR具有更高的敏感度、特異度和準確率。DWI可從分子影像學的角度提供水分子微觀運動的信息,成為常規(guī)MR鑒別二者的必要補充。DWI序列的ADC值能提供病理生理的信息,可區(qū)分腦腫瘤的不同成分。DWI在多形性膠質(zhì)母細胞瘤的應用已成為常規(guī),通過測量膠質(zhì)母細胞瘤的ADC值有助于確定瘤-腦界面、瘤周水腫程度,以及預測腫瘤的惡性程度,對決定手術(shù)區(qū)域、放療范圍以及定位活檢有一定的臨床指導意義。文獻報道[9],多形性膠質(zhì)母細胞瘤的ADC平均值為(0.82±0.13)×10-3mm2/s,而Ⅱ、Ⅲ級星形細胞瘤則為(1.14±0.18)×10-3mm2/s。本組25例多形性膠質(zhì)母細胞瘤的平均ADC值為(0.87±0.06)×10-3mm2/s,18例間變性室管膜瘤的平均ADC值為(1.15±0.12)×10-3mm2/s,高于多形性膠質(zhì)母細胞瘤,與文獻報道相一致。

        本組病例多形性膠質(zhì)母細胞瘤的瘤體實質(zhì)ADC值低于間變性室管膜瘤的因素主要有[10-14]:(1)腫瘤的細胞數(shù)目和細胞大?。憾嘈涡阅z質(zhì)母細胞瘤瘤細胞異型性高,細胞內(nèi)細胞器數(shù)目較多,體積較大,導致細胞內(nèi)水分子的擴散運動受到限制;(2)多形性膠質(zhì)母細胞瘤的細胞構(gòu)成增加,細胞外間隙減小,致水分子運動受限,擴散系數(shù)降低,ADC值也隨之降低;(3)多形性膠質(zhì)母細胞瘤內(nèi)部合并囊變、壞死及出血較常見,這些因素均會引起水分子的擴散運動發(fā)生改變。

        總之,多形性膠質(zhì)母細胞瘤與腦實質(zhì)間變性室管膜瘤的影像表現(xiàn)相比,具有一定的特征性,但也存在一定的交叉。本研究結(jié)果顯示,兩組腫瘤的ADC值有統(tǒng)計學意義。因此,當兩者影像學相似時,可通過測定ADC值對多形性膠質(zhì)母細胞瘤與腦實質(zhì)間變性室管膜瘤進行鑒別診斷,使其更好地指導臨床并為患者預后評估提供依據(jù)。

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