馬玉燕，鄧 玥，李宗芳，唐 丹，曾穎卿，包 含，趙琪瑞，趙 衛(wèi)

(昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院影像科，云南 昆明 650032)

腦膜瘤是神經(jīng)系統(tǒng)常見腫瘤[1]，良性腦膜瘤臨床常見，生長緩慢，可根治性切除；惡性腦膜瘤多呈膨脹性、浸潤性生長，術后復發(fā)率較高[2]。腫瘤惡性程度與微血管結構和腫瘤細胞增殖密切相關[3]。三維動脈自旋標記(three dimensional arterial spin labeling, 3D-ASL)及體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion, IVIM)成像技術能反映腫瘤血流灌注及細胞密度，可用于鑒別良、惡性腦膜瘤[4-6]。本研究觀察3D-ASL聯(lián)合IVIM鑒別診斷良、惡性腦膜瘤的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年11月—2019年4月57例經(jīng)病理證實的腦膜瘤患者，男17例，女40例，年齡23～70歲，平均(51.5±10.6)歲；其中良性腦膜瘤43例(良性組)，包括血管瘤型4例、砂粒體型7例、纖維型16例、過渡型9例、腦膜上皮細胞型6例及淋巴漿細胞型1例，惡性14例(惡性組)，包括非典型性6例、透明細胞型6例、脊索瘤樣型1例及間變型1例；術前均接受常規(guī)、增強MR掃描及MR 3D-ASL、IVIM成像。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery MR750 3.0T MR掃描儀，24通道相控陣頭頸聯(lián)合線圈，先行頭部常規(guī)MR平掃，之后行軸位3D-ASL和IVIM成像，最后行常規(guī)T1W增強掃描。

掃描序列及參數(shù)：常規(guī)軸位T2WI，TR 4 373 ms，TE 115 ms，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm；軸位T1WI，TR 2 500 ms，TE 24 ms，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm；軸位T2液體衰減反轉恢復(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)，TR 9 000 ms，TE 24 ms，層厚4.0 mm，層間距0 mm；增強掃描參數(shù)同上。3D-ASL：采用背景抑制、假連續(xù)性標記的快速自旋回波成像序列，TR 4 852 ms，TE 10.7 ms，層數(shù)36層，標記后延遲時間(postlabeling delay, PLD)2.0 s，NEX 4，掃描時間5 min 59 s。IVIM：采用單次激發(fā)自旋回波-平面回波成像(spin echo-echo planar imaging, SE-EPI)序列，TR 5 200 ms，TE minimum(最小值)，層數(shù)20層，層厚5.0 mm，層距1.0 mm，b值為0、25、50、80、100、200、400、800、1 000、1 500、2 000、3 000 s/mm2，掃描時間5 min 38 s。

1.3 圖像處理與分析 采用GE ADW4.6后處理工作站。以Functool軟件對ASL原始圖像進行處理，將腦血流量(cerebral blood flow, CBF)圖與T2 FLAIR圖像進行匹配，獲得偽彩圖，于其中手動勾畫ROI，使之覆蓋整個腫瘤區(qū)域，并結合平掃和增強圖像，盡可能避開囊變、壞死及出血區(qū)，測量瘤區(qū)及對側正常腦白質區(qū)CBF，并計算相對CBF(relative CBF, rCBF)，rCBF=瘤體區(qū)CBF/對側正常腦白質區(qū)CBF。對所有參數(shù)均測量3次，取平均值作為結果。

采用Functool軟件中的MADC程序對雙指數(shù)模型多b值IVIM圖像進行后處理，勾畫ROI方法同ASL，獲得真擴散系數(shù)(D)、假性擴散系數(shù)(D*)和灌注分數(shù)(f)，并繪制相應偽彩圖。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 23.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，行兩獨立樣本t檢驗；中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合者，行兩獨立樣本W(wǎng)ilcoxon秩和檢驗。采用χ2檢驗比較計數(shù)資料。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線評價各參數(shù)鑒別診斷良惡性腦膜瘤的閾值、敏感度、特異度和曲線下面積(area under the curve, AUC)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

良性組43例，男12例，女31例，年齡23～69歲，平均(50.1±11.7)歲；惡性組14例，男5例，女9例，年齡29～70歲，平均(53.8±12.1)歲；2組患者性別(χ2=0.044，P=0.827)、年齡(t=-1.039，P=0.312)差異均無統(tǒng)計學意義。

惡性組rCBF大于良性組(P<0.05)，D小于良性組(P<0.05)；組間D*、f差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1及圖1、2。

表1 良、惡性腦膜瘤rCBF、D、D*、f比較(±s)

表1 良、惡性腦膜瘤rCBF、D、D*、f比較(±s)

組別rCBF(ml/min·100g)D(×10-3mm2/s)D*(×10-3mm2/s)f良性組(n=43)2.876±2.600.600±0.0816.490±5.6700.27±0.07惡性組(n=14)5.366±2.950.518±0.1367.860±3.7130.29±0.09t值-3.467-2.104-1.094-1.789P值0.0040.0350.2740.074

圖1 患者女，53歲，右額頂部良性纖維型腦膜瘤 A、B.T2WI(A)、T2 FLAIR(B)圖像示病灶呈高信號；C.增強T1WI示病灶明顯強化；D.3D-ASL灌注后處理圖像，病灶灌注未見明顯升高；E.表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖像；F.D圖，D=0.589×10-3 mm2/s；G.D*圖，D*=5.25×10-3 mm2/s；H.f圖，f=0.222

ROC曲線結果顯示，rCBF閾值為3.027 5 ml/(min·100 g)時，其鑒別診斷良、惡性腦膜瘤的敏感度為92.86%，特異度為74.42%，AUC為0.811；D閾值為0.529 5×10-3mm2/s時，其敏感度為88.37%，特異度為64.29%，AUC為0.689；rCBF聯(lián)合D鑒別診斷良、惡性腦膜瘤的敏感度為85.71%，特異度為86.05%，AUC為0.832。見圖3。

圖3 rCBF、D單獨及二者聯(lián)合鑒別良、惡性腦膜瘤的ROC曲線

3 討論

腫瘤惡性程度與其內新生血管結構和腫瘤細胞增殖密切相關[3]。腫瘤生成新生血管的特征是腫瘤組織血流量增加。作為一種無需注射外源性對比劑的灌注成像方式，3D-ASL利用血液中的內源性水質子為對比劑，被標記的水分子可自由通過血腦屏障，使其顯示腫瘤灌注狀態(tài)與血腦屏障完整與否無關，由此可更精確地評估腫瘤微循環(huán)灌注。既往研究[7-8]顯示，惡性腦膠質瘤的CBF較良性明顯升高，而CBF與微血管密度呈正相關，提示CBF可反映腫瘤新生血管生成，從而指導腫瘤分級。本研究惡性組rCBF顯著高于良性組，與LU等[9-10]的結果相符；rCBF閾值為3.027 5 ml/min·100 g時，其鑒別良惡性腦膜瘤的敏感度、特異度分別為92.86%、74.42%，AUC為0.811，提示3D-ASL對于鑒別良、惡性腦膜瘤具有較高應用價值。

腫瘤細胞增殖程度與腫瘤細胞密度顯著相關。ADC可反映腫瘤細胞密度，腫瘤惡性程度越高，細胞增殖速率越快，細胞排列致密，細胞外間隙縮小，水分子在組織間擴散越受限，ADC越小。組織中的水分子運動同時包括純水分子擴散和毛細血管灌注，而傳統(tǒng)彌散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)忽略了微循環(huán)灌注的影響，其ADC是組織純水分子擴散和毛細血管灌注的綜合結果。在DWI基礎上發(fā)展而來的IVIM成像可將血管內外純水分子擴散與灌注區(qū)分開來，更準確地反映真實的擴散和灌注信息；其參數(shù)D代表單純水分子擴散(緩慢擴散運動)，D*代表血液微循環(huán)產生的假擴散(快速擴散運動)，即毛細血管灌注相關擴散，f為灌注分數(shù)，表示微循環(huán)灌注相關擴散占體素內總擴散效應的百分比[11]。

圖2 患者男，42歲，右額部惡性非典型性腦膜瘤 A、B.T2WI(A)、T2 FLAIR(B)圖像示病灶呈高信號；C.增強T1WI示病灶明顯強化；D.3D-ASL灌注后處理圖像，病灶呈明顯高灌注；E.ADC圖像；F.D圖，D=0.488×10-3 mm2/s；G.D*圖，D*=1.49×10-3 mm2/s；H.f圖，f=0.267

本研究惡性組D低于良性組，與既往研究[12-14]結果相符；閾值為0.529 5×10-3mm2/s時，根據(jù)D診斷良、惡性腦膜瘤的敏感度和特異度分別為88.37%和64.29%，AUC為0.689，表明D可用于鑒別診斷良、惡性腦膜瘤。BOHARA等[14]認為惡性腦膜瘤f較良性腦膜瘤明顯升高；而本研究f組間差異無統(tǒng)計學意義，可能與入選病例個體差異和腫瘤異質性有關，亦可能與b值選擇不同有關[15]。此外，有研究[16-17]認為D*不穩(wěn)定，易受腦脊液流動、微循環(huán)快速血流影響。f、D*鑒別診斷良、惡性腦膜瘤的價值有待進一步探討。

鑒于3D-ASL、IVIM定量參數(shù)鑒別良、惡性腦膜瘤均有較高診斷價值，且二者可分別從腫瘤新生血管形成和腫瘤細胞增殖的不同角度進行判斷，故本研究術前聯(lián)合應用3D-ASL與IVIM鑒別良、惡性腦膜瘤，AUC為0.832，高于單獨rCBF和D，表明聯(lián)合應用兩種成像技術可提高術前定性診斷腦膜瘤的準確率。

本研究存在的不足：惡性腦膜瘤發(fā)病率較低，本研究樣本中惡性病例數(shù)較少，可能造成一定偏倚；良惡性腦膜瘤病理分型均較多，不同分型對結果可能存在一定影響。

總之，基于3D-ASL及IVIM技術獲得的定量參數(shù)rCBF、D對鑒別診斷良、惡性腦膜瘤均有較高價值；聯(lián)合應用二者可進一步提高鑒別診斷效能。