星形胶质细胞瘤MRI与病理对照研究(附280例分析)
作者：耿道颖 沈天真 陈星荣 沈霞
单位：200040 上海医科大学华山医院放射科(耿道颖、沈天真、陈星荣)；徐州医学院附属医院神经科(沈霞)
关键词：星形细胞瘤；磁共振成像；病理学
中华放射学杂志990202 【摘要】 目的 探索不同分级星形胶质细胞瘤的MRI表现的规律性，研究MRI对该肿瘤的诊断要点和诊断价值。方法 搜集经MRI诊断及手术病理证实的星形胶质细胞瘤(AG)280例，其中应用钆-喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强成像84例；取50例肉眼全切标本，行MRI表现的病理基础研究。结果 发现Ⅰ级AG边界多较清楚，信号较均匀，水肿及占位效应较轻，囊变、出血少见，分别为32%、1%；Ⅲ～Ⅳ级AG则边界多不清楚，信号不均，水肿及占位效应明显，囊变或坏死、出血多见，分别为57%、22%；Ⅱ级介于二者之间。众多MRI征象中，有分级价值的特征为多位、多发、出血及坏死。而肿瘤在增强前后的信号不均匀性随着恶性度的增加呈递增趋势(P<0.01)。其病理基础主要与肿瘤内坏死、囊变、出血、含铁血黄素沉着等病理改变较多有关。另外，镜下尚发现瘤周水肿及邻近脑组织内有孤立肿瘤细胞浸润现象，而MRI上无法分辨。结论 不同分级的星形胶质细胞瘤的MRI表现有一定规律性，其MRI信号变化与瘤体内的病理改变密切相关。
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Correlative study of MRI and pathology in astroglioma of the brain GENG Daoying, SHEN Tianzheng, CHEN Xingrong, et al. Department of Radiology, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To study specific features and main diagnostic points of astroglioma on MRI. Methods 280 cases of astroglioma were imaged with MRI and proved by pathology. 84 patients had Gd-DTPA enhancement. The correlation of MRI and pathology were investigated in 50 cases of pathological specimens. Results The research showed that grade Ⅰ astroglioma was well defined with little mass effect and mild edema; The signal intensity was homogeneous. Cyst degeneration and hemorrhage were 32%、1%, respectively. Grade Ⅲ-Ⅳ were poorly defined with marked mass effect and edema. The signal intensity was heterogeneous. Cystic degeneration or necrosis and hemorrhage were 57%, 22%, respectively. The MRI features of grade Ⅱ were between grade Ⅰ-Ⅳ. The statistically significant MRI features were multi-lesion necrosis or cystic degeneration and hemorrhage. The heterogeneity of signal increased with malignancy on MRI. The pathological bases were related to necrosis, cyst degeneation, hemorrhage, and hemosiderin deposition etc. Isolated tumor cell could be found at peritumoral edema and surrounding normal brain on pathological slices, which couldn't be identified on MRI. Conclusions There are regular MRI features of grade Ⅰ-Ⅳ of astroglioma. The signal intensity of the tumor was related to pathological changes.
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【Key words】 Astrocytoma Magnetic resonance imaging Pathology
星形胶质细胞瘤(AG)占胶质瘤的75%以上[1，2]，主要为星形细胞瘤和多形胶母细胞瘤。该类肿瘤多为弥漫浸润性生长，其病理变化多种多样[3，4]，因而MRI表现也复杂多变，给诊断、鉴别诊断、手术方案的制订以及预后的评估带来了极大困难。以往文献在MRI表现方面进行了探讨[5-10]，但缺乏大组病例的系统性描述，涉及MRI信号的病理基础研究者较少[7]。笔者搜集经本院MRI诊断及手术病理证实的280例AG病例，探讨不同病理分级AG的MRI表现规律性，并对部分病例MRI信号的病理基础进行了对照研究，以期进一步提高MRI对AG的定性、定级诊断水平。
材料与方法
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1.对象：搜集1988年9月至1996年12月间经本院MRI术前诊断及手术病理证实的AG 280例，男179例，女101例，男∶女为1.7∶1。年龄8～73岁，平均42岁。
2.机器与扫描参数：MRI检查使用日本Toshiba 0.5 T超导型磁共振扫描仪。头颅线圈，全部病例均做横断面扫描，层厚10 mm，数据采集矩阵256×256。SE序列，T1WI(TR、TE分别为500、30毫秒)、质子加权像和T2WI(TR、TE分别为2 500、30和120毫秒)，其中170例加扫矢状面T1WI(TR、TE分别为500、40毫秒)；84例行钆-喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强后扫描，剂量为0.1 mmol/kg。增强后加扫横断面T1WI，其中54例加扫矢状面T1WI。
3.MRI征象分析：(1)肿瘤的大小和形态；(2)肿瘤T1WI、T2WI的信号特征；(3)肿瘤形态及有无包膜；(4)瘤周水肿及占位效应；(5)静脉注射Gd-DTPA后肿瘤强化情况。
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4.标本制作与病理对照方法：选取大体全切标本50例，其肿瘤形态保持完整。根据MRI断面方向先将标本作相应层面的切开，记录肿瘤性状、囊变或坏死、出血情况，10%福尔马林液固定2～3小时后，在断面上连续切取面积为2 cm×2 cm、厚约0.5 cm的组织块，继续行10%福尔马林液固定24～48小时后，常规脱水、透明、浸蜡和石蜡包埋，切片厚度3～4 μm。作普通HE染色，显微镜下观察。病理分级标准按照WHO分类法分为Ⅰ～Ⅳ级[11]。
结 果
一、发病部位与病灶大小
Ⅰ级AG：共106例。幕上99例(93%)，其中额叶39例(39%)、颞叶14例(14%)、顶叶8例(8%)、枕叶3例(3%)、丘脑+基底节6例(6%)、鞍区2例(2%)；侵犯2叶23例(23%)(额顶叶6例、额颞叶9例、颞顶叶6例、额胼2例)；侵犯多叶2例(2%)，脑室内2例(2%)。幕下7例(7%)，包括小脑5例，脑干2例。病灶最大径1.2～6.2 cm，平均4.5 cm。
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Ⅱ级AG：共69例。幕上64例(93%)，其中额叶24例(38%)、颞叶4例(6%)、顶叶6例(9%)、枕叶4例(6%)、丘脑+基底节5例(8%)、胼胝体1例(2%)；侵犯2叶15例(23%)(额顶叶7例、额颞叶6例、颞顶叶2例)；侵犯多叶5例(8%)。幕下5例(7%)，包括小脑3例、脑干2例。病灶最大径2.5～7.9 cm，平均4.7 cm。
Ⅲ～Ⅳ级AG：共105例。幕上102例(97%)，其中额叶26例(25%)，颞叶20例(20%)、顶叶6例(6%)、枕叶2例(2%)、丘脑+基底节6例(6%)、胼胝体4例(4%)；侵犯2叶26例(25%)(额顶叶10例、额颞叶9例、颞顶叶5例、双额叶2例)；侵犯多叶12例(12%)(额颞顶叶6例、额颞胼部2例、颞枕顶叶2例、双额胼部2例)。幕下3例(3%)，包括小脑2例、脑干1例。病灶最大径为3.5～8.5 cm，平均5.2 cm。
二、肿瘤形态、包膜及包膜的病理基础
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Ⅰ级AG(图1，2)：不规则形47例(44%)，圆形26例(24%)，椭圆形33例(31%)。有包膜者46例(43%)，其余60例无包膜。
Ⅱ级AG(图3，4)：不规则形28例(40%)，圆形13例(19%)，椭圆形28例(40%)。有包膜者29例(42%)，余40例未见包膜。Ⅲ～Ⅳ级AG(图5～8)：不规则形78例(74%)，圆形12例(11%)，椭圆形15例(14%)。有包膜者46例(44%)，余59例未见包膜。
图1 右颞额星形胶质细胞瘤Ⅰ级(囊性型)。横断面平扫T1WI示病灶呈均匀低信号，边界清楚，轻度占位征象
图2 与图1同一病人，增强后T1WI示病灶无强化，肿瘤跨叶生长
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图3 左额叶星形胶质细胞瘤Ⅱ级(实质性伴囊变型)。横断面T1WI示病灶呈低、等混合信号，且累及皮层，灶周环绕低信号带，病理证实为包膜
图4 与图3为同一病人，横断面T2WI示病灶呈高信号，灶周见高信号水肿区，包膜仍呈低信号
图5 左颞顶星形胶质细胞瘤Ⅲ级(实质性伴出血)。横断面T1WI示病灶呈等、高信号，灶内片状高信号为出血，重度占位征象
图6 与图5同一病人，横断面T2WI示病灶呈高、等混合信号，瘤周水肿明显，肿瘤前缘低信号影为流空的肿瘤血管
图7 左颞星形胶质细胞瘤Ⅳ级(实质性伴坏死)。横断面T1WI示病灶呈类圆形略低信号，瘤周环绕低信号带为假包膜
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图8 与图7同一病人，增强后横断面T1WI示病灶呈不规则环形强化，病理证实为假包膜区，中心为无强化坏死区
图9 右顶枕Ⅱ级星形胶质细胞瘤伴同侧基底节Ⅲ级星形胶质细胞瘤(多源，多发，术前误诊为转移瘤)。横断面T2WI示病灶分别呈等、略高信号，右侧脑室受压明显。右顶枕病灶见环形低信号包膜，可见灶周水肿
Ⅲ～Ⅳ级30例，与病理结构对照观察发现：10例Ⅰ级AG中，包膜完整者3例，不完整者1例，无包膜者6例，光学显微镜(简称光镜)下发现包膜均为致密纤维组织构成，其中1例包膜外正常信号脑组织中可见孤立肿瘤细胞浸润，无包膜者见肿瘤呈浸润性生长。10例Ⅱ级AG标本中，光镜下发现2例完整包膜均由纤维组织和少许血管构成，1例不完整包膜者包膜外正常脑组织中可见孤立肿瘤细胞和水肿，余7例肿瘤未见包膜结构，均呈浸润性生长。30例Ⅲ-Ⅳ级病理标本中，发现完整包膜3例，均为肿瘤细胞和丰富血管构成的假包膜，厚薄不均，其中2例假包膜外可见肿瘤细胞呈指状浸润；2例不完整包膜外正常与水肿脑组织内均可见肿瘤细胞呈成簇或孤立分布，余25例未见包膜者肿瘤均呈浸润性生长，且可见远隔转移。
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三、瘤周水肿与占位效应
Ⅰ级AG 106例中，无+轻度水肿者95例(90%)，中+重度水肿11例(10%)。占位效应无+轻者98例(92%)，余8例(8%)为中重度。
Ⅱ级AG 69例中，无+轻度水肿63例(91%)，中重度水肿6例(9%)。占位效应无+轻者60例(87%)，余9例(13%)为中重度。
Ⅲ-Ⅳ级AG 105例中，无及轻度水肿者26例(25%)，中重度水肿79例(75%)。占位效应轻度者8例(8%)，中重度者97例(92%)。
以上数据经行×列χ2检验，结果得出Ⅰ～Ⅳ级AG之间瘤周水肿和占位效应差异均有显著性意义(χ2值分别为120.6、97.4，P<0.01)。直线相关分析发现随着肿瘤恶性度的增高，其水肿程度和占位效应有显著增加(呈正相关，相关系数分别为0.35、0.56)。
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四、不同分级肿瘤的病理改变及T1WI、T2WI上的信号改变(表1) 表1 Ⅰ～Ⅳ级星形胶质细胞瘤的T1WI、T2WI上的信号改变(例) 分级
例数
T1WI
T2WI
低
略低
等
低、等
低、等、高
高
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高、等
高、低、等
Ⅰ级
106
45
32
0
28
1
73
26
7
Ⅱ级
69
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16
20
6
21
6
4
29
6
Ⅲ-Ⅳ级
105
19
9
11
43
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23
42
40
23
表1数据经行×列χ2检验，结果显示不同恶性度的肿瘤之间T1WI、T2WI上信号改变均有显著性差异(χ2值分别为60.5、57.4，P<0.05)；且随着肿瘤恶性度增加，在T1WI、T2WI上其信号的不均匀性有增加倾向(P<0.05)。
Ⅰ～Ⅳ级AG的病理改变分析发现：Ⅰ级AG中，发生囊变者34例(32%)，仅1例(1%)见出血。Ⅱ级AG中，发生囊变者25例(36%)，6例(9%)可见出血。Ⅲ-Ⅳ级AG中，发生囊变者60例(57%)，23例(22%)发现出血。
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五、肿瘤信号强度与病理对照观察(表2，3)
表2 T1WI病灶信号与病理所见(例) 信号强度
实质性
囊性
实质伴囊变
其他病理所见
C
N
Ca
He
P
IC
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H
低信号
1
11
0
6
5
2
1
0
0
0
略低信号
6
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0
0
0
0
1
2
0
3
0
等信号
9
0
0
0
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0
0
0
4
2
0
低、等信号
0
0
16
11
5
2
4
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0
0
0
低、等、高信号
0
0
7
0
7
0
0
3
3
7
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注：C代表囊变，N代表坏死，Ca代表钙化，He代表含铁血黄素，P代表异形细胞，IC代表炎症细胞，H代表微小出血灶 表3 T2WI病灶信号与病理所见(例) 信号强度
实质性
囊性
实质伴囊变
其他病理所见
C
N
Ca
He
P
IC
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H
高信号
16
11
0
6
5
2
1
0
0
0
高、等信号
0
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0
16
11
5
0
0
0
2
2
高、等、低信号
0
0
7
0
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0
2
5
0
3
5
注：C代表囊变，N代表坏死，Ca代表钙化，He代表含铁血黄素，P代表异形细胞，IC代表炎症细胞，H代表微小出血灶 由于星形胶质细胞瘤浸润性生长的特点，手术多采用分块部分切除或大部分切除术。本研究选择肿瘤形态保持完整的全部切除病例50例，进行信号强度与病理对照观察和分析。根据手术所见，将肿瘤分为囊性(图1，2)、实质伴囊变(图3，4)和实质性(图5，6)三大类。其中囊性者11例(Ⅰ级3例、Ⅱ级3例、Ⅲ-Ⅳ级5例)；实质性者16例(Ⅰ级5例、Ⅱ级4例、Ⅲ-Ⅳ级7例)；实质伴囊性者23例(Ⅰ级2例、Ⅱ级3例、Ⅲ-Ⅳ级18例)。显微镜下，Ⅰ～Ⅳ级肿瘤内均可含有微小出血灶(hemorrhage, H)、含铁血黄素(hemosiderin, He)、炎症细胞(inflammatory cell, IC)、囊变(cystic degeneration, C)、坏死(necrosis, N)、钙化(calcification, Ca)、异形细胞(poikilocyte, P)等病理改变，50例AG T1WI上病灶信号与病理所见见表2；T2WI上病灶信号与病理所见见表3。另外，信号强度-病理对照观察还发现，本组26%(13/50)的病例T2WI高信号瘤周水肿区可见孤立肿瘤细胞浸润(isolatedtumor cell, ITC)；12%(6/50)的病例T2WI正常信号瘤周脑组织内可见ITC。另有1例多发病灶，其细胞分化不同，灶之间未见肿瘤细胞连续，病理报告为多源、多发肿瘤(图9)。
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六、Gd-DTPA增强后强化及其病理基础
本组280例中，有84例行Gd-DTPA增强后扫描，其中Ⅰ级24例，无强化15例，占62%；均匀强化5例，占21%；不均匀强化4例，占17%。Ⅱ级18例，无强化4例，占22%；均匀强化2例，占11%；不均匀强化12例，占67%。Ⅲ-Ⅳ级42例，100%可见强化，其中均匀强化4例，占10%；不均匀强化38例，占90%。资料经行×列表χ2检验显示，Ⅰ～Ⅳ级AG的强化发生率差异有显著性意义(χ2值为63.6，P<0.01)；且随着肿瘤恶性度的增高，肿瘤强化的不均匀性明显增高(P<0.01)。
50例病理标本中，有23例术前行Gd-DTPA增强后扫描，其增强后T1WI信号改变与病理所见对照观察发现：无强化和均匀强化各2例，病变区肿瘤细胞分化较好，呈稀疏或致密规则排列，可见少许炎症细胞浸润和微小囊变。不均匀强化19例中，可见不同分化程度的肿瘤细胞，其排列较紊乱，其内可见各种病理改变，包括囊变4例、坏死2例、出血4例、含铁血黄素沉着3例、异形细胞4例和炎症细胞6例。
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讨 论
一、星形胶质细胞瘤MRI表现
由于星形胶质细胞瘤的分级不同，其MRI表现亦各有特征[5，12，13]。本研究基本遵循这一规律：Ⅰ级偏良性，MRI信号多较均匀，本组占72%(77/106)；占位及瘤周水肿征象较轻，可见囊变(占32%)，出血罕见(占1%)；增强后大多无强化(占62%)。Ⅲ～Ⅳ级为高度恶性肿瘤，MRI信号多不均匀，占64%(67/105)，多伴中重度水肿及占位效应；囊变或坏死、出血多见，分别为57%、22%；增强后多呈不均匀强化。本组Ⅰ级、Ⅲ～Ⅴ级的定位、定性诊断结果与文献报道相符[12，13]。Ⅱ级介于Ⅰ～Ⅳ级之间，MRI信号多不均匀，水肿及占位程度介于Ⅰ～Ⅳ级之间，可见囊变、出血，分别为36%、9%；增强后部分无强化，部分呈不均匀强化，与国外文献报道相仿[12]。
, 百拇医药 Castillo[14]认为肿瘤的分级不同，其MRI表现各有侧重。本组资料表明，随着肿瘤恶性度的增高，其MRI信号的不均匀性、肿瘤增强后强化的不均匀性均有递增倾向(P<0.05)。这主要与Ⅲ～Ⅳ级肿瘤内出血、囊变或坏死、含铁血黄素沉着、异性细胞及炎症细胞较多有关。早期研究者认为：包膜多见于偏良性肿瘤[14]。本组资料显示Ⅰ～Ⅳ级肿瘤皆可见包膜，三组显示率分别为43%、42%、44%，统计学上无显著性差异(P>0.05)。我们认为包膜并不是良性胶质瘤的标志。本组还发现1例多源、多发性肿瘤，国外仅有少数报道[5]，笔者未见国内有类似报道。主要为多中心起源，病灶之间未见肿瘤细胞连续，其分化程度不同，此类病变与星形胶质细胞瘤沿神经纤维通道和解剖间隙播散所致的多发肿瘤难以鉴别。从本组资料我们尚发现肿瘤部位、大小、形态对肿瘤定级意义不大(P>0.05)，与文献报道相仿[5，6，14]。
二、星形胶质细胞瘤MRI信号的病理基础
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本组50例全部切除标本的MRI信号-病理对照观察发现，在T1WI上：(1)低信号多为囊性肿瘤，占92%(11/12)，多与肿瘤的囊变、坏死、钙化、含铁血黄素沉着较多有关；(2)略低信号则为实质性肿瘤，占100%(6/6)，镜下肿瘤细胞排列稀疏，与囊变、坏死、钙化、含铁血黄素沉着较少有关；(3)等信号亦为实质性肿瘤，显微镜下肿瘤细胞密集排列，病理改变较少；(4)低、等、高信号为实质伴囊变肿瘤，除与囊变、坏死、炎症细胞有关外，尚可见出血。T2WI上：(1)高信号为实质性肿瘤(70%，16/23)或囊性肿瘤(41%，11/27)，即与肿瘤内囊变、坏死、含铁血黄素沉着、炎症细胞浸润较少有关；(2)高、等信号为实质伴囊变肿瘤，与肿瘤细胞聚集以及囊变、出血、坏死相对较多有关；(3)高、等、低信号为实质伴囊变肿瘤，除肿瘤内出血、囊变、坏死较多外，尚可见含铁血黄素沉着、钙化及炎症细胞[15]。
三、肿瘤包膜及强化不均匀性的病理基础
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本研究发现：包膜均为致密纤维组织构成，多见于Ⅰ～Ⅱ级中，部分病例包膜外正常信号脑组织中可见孤立肿瘤细胞浸润，它将是肿瘤复发的根源。而光镜下发现假包膜由肿瘤细胞和丰富血管构成，多厚薄不均，多见于Ⅲ～Ⅳ级中；假包膜外尚可见肿瘤细胞指状浸润，且包膜外正常与水肿脑组织内均可见肿瘤细胞呈成簇或孤立分布。此结果与文献报道相仿[4，7]。
肿瘤增强后强化程度及其病理基础：Gd-DTPA增强扫描对判断肿瘤血供及区别肿瘤恶性程度价值很大[12，13]。本组84例行Gd-DTPA增强扫描，结果显示Ⅰ～Ⅳ级AG的强化发生率差异有显著性意义(P<0.01)，且随着肿瘤恶性度的增高，肿瘤强化的不均匀性明显增高(P<0.01)。
与病理对照发现，均匀强化者，其肿瘤内病理变化较少；不均匀强化者，其肿瘤内囊变、坏死、出血、含铁血黄素沉着等病理改变较多。
另外，本组还发现肿瘤本身、瘤周水肿及邻近脑组织的非强化区可见孤立肿瘤细胞散在浸润，与文献报道相符[1，2]。这主要与该类肿瘤细胞浸润生长有关，也是该类肿瘤复发的主要病理基础[16]。
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本课题获国家自然科学基金资助(基金号：BB0104)
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(收稿：1998-04-17 修回：1998-08-20), 百拇医药
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关键词：星形细胞瘤；磁共振成像；病理学
中华放射学杂志990202 【摘要】 目的 探索不同分级星形胶质细胞瘤的MRI表现的规律性，研究MRI对该肿瘤的诊断要点和诊断价值。方法 搜集经MRI诊断及手术病理证实的星形胶质细胞瘤(AG)280例，其中应用钆-喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强成像84例；取50例肉眼全切标本，行MRI表现的病理基础研究。结果 发现Ⅰ级AG边界多较清楚，信号较均匀，水肿及占位效应较轻，囊变、出血少见，分别为32%、1%；Ⅲ～Ⅳ级AG则边界多不清楚，信号不均，水肿及占位效应明显，囊变或坏死、出血多见，分别为57%、22%；Ⅱ级介于二者之间。众多MRI征象中，有分级价值的特征为多位、多发、出血及坏死。而肿瘤在增强前后的信号不均匀性随着恶性度的增加呈递增趋势(P<0.01)。其病理基础主要与肿瘤内坏死、囊变、出血、含铁血黄素沉着等病理改变较多有关。另外，镜下尚发现瘤周水肿及邻近脑组织内有孤立肿瘤细胞浸润现象，而MRI上无法分辨。结论 不同分级的星形胶质细胞瘤的MRI表现有一定规律性，其MRI信号变化与瘤体内的病理改变密切相关。
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Correlative study of MRI and pathology in astroglioma of the brain GENG Daoying, SHEN Tianzheng, CHEN Xingrong, et al. Department of Radiology, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To study specific features and main diagnostic points of astroglioma on MRI. Methods 280 cases of astroglioma were imaged with MRI and proved by pathology. 84 patients had Gd-DTPA enhancement. The correlation of MRI and pathology were investigated in 50 cases of pathological specimens. Results The research showed that grade Ⅰ astroglioma was well defined with little mass effect and mild edema; The signal intensity was homogeneous. Cyst degeneration and hemorrhage were 32%、1%, respectively. Grade Ⅲ-Ⅳ were poorly defined with marked mass effect and edema. The signal intensity was heterogeneous. Cystic degeneration or necrosis and hemorrhage were 57%, 22%, respectively. The MRI features of grade Ⅱ were between grade Ⅰ-Ⅳ. The statistically significant MRI features were multi-lesion necrosis or cystic degeneration and hemorrhage. The heterogeneity of signal increased with malignancy on MRI. The pathological bases were related to necrosis, cyst degeneation, hemorrhage, and hemosiderin deposition etc. Isolated tumor cell could be found at peritumoral edema and surrounding normal brain on pathological slices, which couldn't be identified on MRI. Conclusions There are regular MRI features of grade Ⅰ-Ⅳ of astroglioma. The signal intensity of the tumor was related to pathological changes.
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【Key words】 Astrocytoma Magnetic resonance imaging Pathology
星形胶质细胞瘤(AG)占胶质瘤的75%以上[1，2]，主要为星形细胞瘤和多形胶母细胞瘤。该类肿瘤多为弥漫浸润性生长，其病理变化多种多样[3，4]，因而MRI表现也复杂多变，给诊断、鉴别诊断、手术方案的制订以及预后的评估带来了极大困难。以往文献在MRI表现方面进行了探讨[5-10]，但缺乏大组病例的系统性描述，涉及MRI信号的病理基础研究者较少[7]。笔者搜集经本院MRI诊断及手术病理证实的280例AG病例，探讨不同病理分级AG的MRI表现规律性，并对部分病例MRI信号的病理基础进行了对照研究，以期进一步提高MRI对AG的定性、定级诊断水平。
材料与方法
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1.对象：搜集1988年9月至1996年12月间经本院MRI术前诊断及手术病理证实的AG 280例，男179例，女101例，男∶女为1.7∶1。年龄8～73岁，平均42岁。
2.机器与扫描参数：MRI检查使用日本Toshiba 0.5 T超导型磁共振扫描仪。头颅线圈，全部病例均做横断面扫描，层厚10 mm，数据采集矩阵256×256。SE序列，T1WI(TR、TE分别为500、30毫秒)、质子加权像和T2WI(TR、TE分别为2 500、30和120毫秒)，其中170例加扫矢状面T1WI(TR、TE分别为500、40毫秒)；84例行钆-喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强后扫描，剂量为0.1 mmol/kg。增强后加扫横断面T1WI，其中54例加扫矢状面T1WI。
3.MRI征象分析：(1)肿瘤的大小和形态；(2)肿瘤T1WI、T2WI的信号特征；(3)肿瘤形态及有无包膜；(4)瘤周水肿及占位效应；(5)静脉注射Gd-DTPA后肿瘤强化情况。
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4.标本制作与病理对照方法：选取大体全切标本50例，其肿瘤形态保持完整。根据MRI断面方向先将标本作相应层面的切开，记录肿瘤性状、囊变或坏死、出血情况，10%福尔马林液固定2～3小时后，在断面上连续切取面积为2 cm×2 cm、厚约0.5 cm的组织块，继续行10%福尔马林液固定24～48小时后，常规脱水、透明、浸蜡和石蜡包埋，切片厚度3～4 μm。作普通HE染色，显微镜下观察。病理分级标准按照WHO分类法分为Ⅰ～Ⅳ级[11]。
结 果
一、发病部位与病灶大小
Ⅰ级AG：共106例。幕上99例(93%)，其中额叶39例(39%)、颞叶14例(14%)、顶叶8例(8%)、枕叶3例(3%)、丘脑+基底节6例(6%)、鞍区2例(2%)；侵犯2叶23例(23%)(额顶叶6例、额颞叶9例、颞顶叶6例、额胼2例)；侵犯多叶2例(2%)，脑室内2例(2%)。幕下7例(7%)，包括小脑5例，脑干2例。病灶最大径1.2～6.2 cm，平均4.5 cm。
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Ⅱ级AG：共69例。幕上64例(93%)，其中额叶24例(38%)、颞叶4例(6%)、顶叶6例(9%)、枕叶4例(6%)、丘脑+基底节5例(8%)、胼胝体1例(2%)；侵犯2叶15例(23%)(额顶叶7例、额颞叶6例、颞顶叶2例)；侵犯多叶5例(8%)。幕下5例(7%)，包括小脑3例、脑干2例。病灶最大径2.5～7.9 cm，平均4.7 cm。
Ⅲ～Ⅳ级AG：共105例。幕上102例(97%)，其中额叶26例(25%)，颞叶20例(20%)、顶叶6例(6%)、枕叶2例(2%)、丘脑+基底节6例(6%)、胼胝体4例(4%)；侵犯2叶26例(25%)(额顶叶10例、额颞叶9例、颞顶叶5例、双额叶2例)；侵犯多叶12例(12%)(额颞顶叶6例、额颞胼部2例、颞枕顶叶2例、双额胼部2例)。幕下3例(3%)，包括小脑2例、脑干1例。病灶最大径为3.5～8.5 cm，平均5.2 cm。
二、肿瘤形态、包膜及包膜的病理基础
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Ⅰ级AG(图1，2)：不规则形47例(44%)，圆形26例(24%)，椭圆形33例(31%)。有包膜者46例(43%)，其余60例无包膜。
Ⅱ级AG(图3，4)：不规则形28例(40%)，圆形13例(19%)，椭圆形28例(40%)。有包膜者29例(42%)，余40例未见包膜。Ⅲ～Ⅳ级AG(图5～8)：不规则形78例(74%)，圆形12例(11%)，椭圆形15例(14%)。有包膜者46例(44%)，余59例未见包膜。
图1 右颞额星形胶质细胞瘤Ⅰ级(囊性型)。横断面平扫T1WI示病灶呈均匀低信号，边界清楚，轻度占位征象
图2 与图1同一病人，增强后T1WI示病灶无强化，肿瘤跨叶生长
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图3 左额叶星形胶质细胞瘤Ⅱ级(实质性伴囊变型)。横断面T1WI示病灶呈低、等混合信号，且累及皮层，灶周环绕低信号带，病理证实为包膜
图4 与图3为同一病人，横断面T2WI示病灶呈高信号，灶周见高信号水肿区，包膜仍呈低信号
图5 左颞顶星形胶质细胞瘤Ⅲ级(实质性伴出血)。横断面T1WI示病灶呈等、高信号，灶内片状高信号为出血，重度占位征象
图6 与图5同一病人，横断面T2WI示病灶呈高、等混合信号，瘤周水肿明显，肿瘤前缘低信号影为流空的肿瘤血管
图7 左颞星形胶质细胞瘤Ⅳ级(实质性伴坏死)。横断面T1WI示病灶呈类圆形略低信号，瘤周环绕低信号带为假包膜
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图8 与图7同一病人，增强后横断面T1WI示病灶呈不规则环形强化，病理证实为假包膜区，中心为无强化坏死区
图9 右顶枕Ⅱ级星形胶质细胞瘤伴同侧基底节Ⅲ级星形胶质细胞瘤(多源，多发，术前误诊为转移瘤)。横断面T2WI示病灶分别呈等、略高信号，右侧脑室受压明显。右顶枕病灶见环形低信号包膜，可见灶周水肿
Ⅲ～Ⅳ级30例，与病理结构对照观察发现：10例Ⅰ级AG中，包膜完整者3例，不完整者1例，无包膜者6例，光学显微镜(简称光镜)下发现包膜均为致密纤维组织构成，其中1例包膜外正常信号脑组织中可见孤立肿瘤细胞浸润，无包膜者见肿瘤呈浸润性生长。10例Ⅱ级AG标本中，光镜下发现2例完整包膜均由纤维组织和少许血管构成，1例不完整包膜者包膜外正常脑组织中可见孤立肿瘤细胞和水肿，余7例肿瘤未见包膜结构，均呈浸润性生长。30例Ⅲ-Ⅳ级病理标本中，发现完整包膜3例，均为肿瘤细胞和丰富血管构成的假包膜，厚薄不均，其中2例假包膜外可见肿瘤细胞呈指状浸润；2例不完整包膜外正常与水肿脑组织内均可见肿瘤细胞呈成簇或孤立分布，余25例未见包膜者肿瘤均呈浸润性生长，且可见远隔转移。
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三、瘤周水肿与占位效应
Ⅰ级AG 106例中，无+轻度水肿者95例(90%)，中+重度水肿11例(10%)。占位效应无+轻者98例(92%)，余8例(8%)为中重度。
Ⅱ级AG 69例中，无+轻度水肿63例(91%)，中重度水肿6例(9%)。占位效应无+轻者60例(87%)，余9例(13%)为中重度。
Ⅲ-Ⅳ级AG 105例中，无及轻度水肿者26例(25%)，中重度水肿79例(75%)。占位效应轻度者8例(8%)，中重度者97例(92%)。
以上数据经行×列χ2检验，结果得出Ⅰ～Ⅳ级AG之间瘤周水肿和占位效应差异均有显著性意义(χ2值分别为120.6、97.4，P<0.01)。直线相关分析发现随着肿瘤恶性度的增高，其水肿程度和占位效应有显著增加(呈正相关，相关系数分别为0.35、0.56)。
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四、不同分级肿瘤的病理改变及T1WI、T2WI上的信号改变(表1) 表1 Ⅰ～Ⅳ级星形胶质细胞瘤的T1WI、T2WI上的信号改变(例) 分级
例数
T1WI
T2WI
低
略低
等
低、等
低、等、高
高
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高、等
高、低、等
Ⅰ级
106
45
32
0
28
1
73
26
7
Ⅱ级
69
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16
20
6
21
6
4
29
6
Ⅲ-Ⅳ级
105
19
9
11
43
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23
42
40
23
表1数据经行×列χ2检验，结果显示不同恶性度的肿瘤之间T1WI、T2WI上信号改变均有显著性差异(χ2值分别为60.5、57.4，P<0.05)；且随着肿瘤恶性度增加，在T1WI、T2WI上其信号的不均匀性有增加倾向(P<0.05)。
Ⅰ～Ⅳ级AG的病理改变分析发现：Ⅰ级AG中，发生囊变者34例(32%)，仅1例(1%)见出血。Ⅱ级AG中，发生囊变者25例(36%)，6例(9%)可见出血。Ⅲ-Ⅳ级AG中，发生囊变者60例(57%)，23例(22%)发现出血。
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五、肿瘤信号强度与病理对照观察(表2，3)
表2 T1WI病灶信号与病理所见(例) 信号强度
实质性
囊性
实质伴囊变
其他病理所见
C
N
Ca
He
P
IC
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H
低信号
1
11
0
6
5
2
1
0
0
0
略低信号
6
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0
0
0
0
1
2
0
3
0
等信号
9
0
0
0
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0
0
0
4
2
0
低、等信号
0
0
16
11
5
2
4
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0
0
0
低、等、高信号
0
0
7
0
7
0
0
3
3
7
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注：C代表囊变，N代表坏死，Ca代表钙化，He代表含铁血黄素，P代表异形细胞，IC代表炎症细胞，H代表微小出血灶 表3 T2WI病灶信号与病理所见(例) 信号强度
实质性
囊性
实质伴囊变
其他病理所见
C
N
Ca
He
P
IC
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H
高信号
16
11
0
6
5
2
1
0
0
0
高、等信号
0
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0
16
11
5
0
0
0
2
2
高、等、低信号
0
0
7
0
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0
2
5
0
3
5
注：C代表囊变，N代表坏死，Ca代表钙化，He代表含铁血黄素，P代表异形细胞，IC代表炎症细胞，H代表微小出血灶 由于星形胶质细胞瘤浸润性生长的特点，手术多采用分块部分切除或大部分切除术。本研究选择肿瘤形态保持完整的全部切除病例50例，进行信号强度与病理对照观察和分析。根据手术所见，将肿瘤分为囊性(图1，2)、实质伴囊变(图3，4)和实质性(图5，6)三大类。其中囊性者11例(Ⅰ级3例、Ⅱ级3例、Ⅲ-Ⅳ级5例)；实质性者16例(Ⅰ级5例、Ⅱ级4例、Ⅲ-Ⅳ级7例)；实质伴囊性者23例(Ⅰ级2例、Ⅱ级3例、Ⅲ-Ⅳ级18例)。显微镜下，Ⅰ～Ⅳ级肿瘤内均可含有微小出血灶(hemorrhage, H)、含铁血黄素(hemosiderin, He)、炎症细胞(inflammatory cell, IC)、囊变(cystic degeneration, C)、坏死(necrosis, N)、钙化(calcification, Ca)、异形细胞(poikilocyte, P)等病理改变，50例AG T1WI上病灶信号与病理所见见表2；T2WI上病灶信号与病理所见见表3。另外，信号强度-病理对照观察还发现，本组26%(13/50)的病例T2WI高信号瘤周水肿区可见孤立肿瘤细胞浸润(isolatedtumor cell, ITC)；12%(6/50)的病例T2WI正常信号瘤周脑组织内可见ITC。另有1例多发病灶，其细胞分化不同，灶之间未见肿瘤细胞连续，病理报告为多源、多发肿瘤(图9)。
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六、Gd-DTPA增强后强化及其病理基础
本组280例中，有84例行Gd-DTPA增强后扫描，其中Ⅰ级24例，无强化15例，占62%；均匀强化5例，占21%；不均匀强化4例，占17%。Ⅱ级18例，无强化4例，占22%；均匀强化2例，占11%；不均匀强化12例，占67%。Ⅲ-Ⅳ级42例，100%可见强化，其中均匀强化4例，占10%；不均匀强化38例，占90%。资料经行×列表χ2检验显示，Ⅰ～Ⅳ级AG的强化发生率差异有显著性意义(χ2值为63.6，P<0.01)；且随着肿瘤恶性度的增高，肿瘤强化的不均匀性明显增高(P<0.01)。
50例病理标本中，有23例术前行Gd-DTPA增强后扫描，其增强后T1WI信号改变与病理所见对照观察发现：无强化和均匀强化各2例，病变区肿瘤细胞分化较好，呈稀疏或致密规则排列，可见少许炎症细胞浸润和微小囊变。不均匀强化19例中，可见不同分化程度的肿瘤细胞，其排列较紊乱，其内可见各种病理改变，包括囊变4例、坏死2例、出血4例、含铁血黄素沉着3例、异形细胞4例和炎症细胞6例。
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讨 论
一、星形胶质细胞瘤MRI表现
由于星形胶质细胞瘤的分级不同，其MRI表现亦各有特征[5，12，13]。本研究基本遵循这一规律：Ⅰ级偏良性，MRI信号多较均匀，本组占72%(77/106)；占位及瘤周水肿征象较轻，可见囊变(占32%)，出血罕见(占1%)；增强后大多无强化(占62%)。Ⅲ～Ⅳ级为高度恶性肿瘤，MRI信号多不均匀，占64%(67/105)，多伴中重度水肿及占位效应；囊变或坏死、出血多见，分别为57%、22%；增强后多呈不均匀强化。本组Ⅰ级、Ⅲ～Ⅴ级的定位、定性诊断结果与文献报道相符[12，13]。Ⅱ级介于Ⅰ～Ⅳ级之间，MRI信号多不均匀，水肿及占位程度介于Ⅰ～Ⅳ级之间，可见囊变、出血，分别为36%、9%；增强后部分无强化，部分呈不均匀强化，与国外文献报道相仿[12]。
, 百拇医药 Castillo[14]认为肿瘤的分级不同，其MRI表现各有侧重。本组资料表明，随着肿瘤恶性度的增高，其MRI信号的不均匀性、肿瘤增强后强化的不均匀性均有递增倾向(P<0.05)。这主要与Ⅲ～Ⅳ级肿瘤内出血、囊变或坏死、含铁血黄素沉着、异性细胞及炎症细胞较多有关。早期研究者认为：包膜多见于偏良性肿瘤[14]。本组资料显示Ⅰ～Ⅳ级肿瘤皆可见包膜，三组显示率分别为43%、42%、44%，统计学上无显著性差异(P>0.05)。我们认为包膜并不是良性胶质瘤的标志。本组还发现1例多源、多发性肿瘤，国外仅有少数报道[5]，笔者未见国内有类似报道。主要为多中心起源，病灶之间未见肿瘤细胞连续，其分化程度不同，此类病变与星形胶质细胞瘤沿神经纤维通道和解剖间隙播散所致的多发肿瘤难以鉴别。从本组资料我们尚发现肿瘤部位、大小、形态对肿瘤定级意义不大(P>0.05)，与文献报道相仿[5，6，14]。
二、星形胶质细胞瘤MRI信号的病理基础
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本组50例全部切除标本的MRI信号-病理对照观察发现，在T1WI上：(1)低信号多为囊性肿瘤，占92%(11/12)，多与肿瘤的囊变、坏死、钙化、含铁血黄素沉着较多有关；(2)略低信号则为实质性肿瘤，占100%(6/6)，镜下肿瘤细胞排列稀疏，与囊变、坏死、钙化、含铁血黄素沉着较少有关；(3)等信号亦为实质性肿瘤，显微镜下肿瘤细胞密集排列，病理改变较少；(4)低、等、高信号为实质伴囊变肿瘤，除与囊变、坏死、炎症细胞有关外，尚可见出血。T2WI上：(1)高信号为实质性肿瘤(70%，16/23)或囊性肿瘤(41%，11/27)，即与肿瘤内囊变、坏死、含铁血黄素沉着、炎症细胞浸润较少有关；(2)高、等信号为实质伴囊变肿瘤，与肿瘤细胞聚集以及囊变、出血、坏死相对较多有关；(3)高、等、低信号为实质伴囊变肿瘤，除肿瘤内出血、囊变、坏死较多外，尚可见含铁血黄素沉着、钙化及炎症细胞[15]。
三、肿瘤包膜及强化不均匀性的病理基础
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本研究发现：包膜均为致密纤维组织构成，多见于Ⅰ～Ⅱ级中，部分病例包膜外正常信号脑组织中可见孤立肿瘤细胞浸润，它将是肿瘤复发的根源。而光镜下发现假包膜由肿瘤细胞和丰富血管构成，多厚薄不均，多见于Ⅲ～Ⅳ级中；假包膜外尚可见肿瘤细胞指状浸润，且包膜外正常与水肿脑组织内均可见肿瘤细胞呈成簇或孤立分布。此结果与文献报道相仿[4，7]。
肿瘤增强后强化程度及其病理基础：Gd-DTPA增强扫描对判断肿瘤血供及区别肿瘤恶性程度价值很大[12，13]。本组84例行Gd-DTPA增强扫描，结果显示Ⅰ～Ⅳ级AG的强化发生率差异有显著性意义(P<0.01)，且随着肿瘤恶性度的增高，肿瘤强化的不均匀性明显增高(P<0.01)。
与病理对照发现，均匀强化者，其肿瘤内病理变化较少；不均匀强化者，其肿瘤内囊变、坏死、出血、含铁血黄素沉着等病理改变较多。
另外，本组还发现肿瘤本身、瘤周水肿及邻近脑组织的非强化区可见孤立肿瘤细胞散在浸润，与文献报道相符[1，2]。这主要与该类肿瘤细胞浸润生长有关，也是该类肿瘤复发的主要病理基础[16]。
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本课题获国家自然科学基金资助(基金号：BB0104)
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(收稿：1998-04-17 修回：1998-08-20), 百拇医药