磁共振弥散张量成像在常见脑肿瘤诊断中的临床应用研究(2)
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1 材料与方法
1.1 研究对象 我院2009年11月-2010年9月有颅内占位性病变的患者23例，其中男11例，女12例，年龄35-70岁。所有病例经手术及病理证实：胶质母细胞瘤共8例，灶周水肿明显；星形细胞瘤(Ⅰ-Ⅱ级)共9例，2例灶周水肿明显，1例灶周轻度水肿；脑膜瘤共6例，其中2例相邻脑组织水肿。
1.2 检查方法 MR检查技术：使用AVanto 1.5T I-CLASS磁共振仪。采用标准正交头线圈。扫描参数：TR3100ms，TE96ms，视野23×23cm，距阵256×256，层厚5mm，间隔1.5mm，1次采集，扫描时间为3分53秒。
数据后处理及白质纤维束成像方法：弥散张量成像扫描结束后将所有原始数据传输到工作站，采用SIMENS公司Offline tensor calculation(离线张量计算)软件进行后处理，处理后得到弥散表观系数图(ADC图)部分各向异性图(FA图)，测量肿瘤实体、肿瘤囊变坏死区、瘤周水肿区及临近正常白质区的ADC值和FA值。图像经Fusion mode转换成三维立体颅脑解剖图像，然后进行脑白质纤维束重建。
2 结果
2.1 病变部位、MRI信号特点及病理结果 8例为胶质母细胞瘤：T1WI上呈不均匀低信号，病灶边缘不清；T2WI上呈不均匀性高信号，肿瘤囊变坏死区信号更高。肿瘤实体区、囊变坏死区及水肿区边缘可在T1WI增强(见图1)。9例星形细胞瘤：肿瘤于T1WI上信号不均匀，大部分呈低信号，混杂斑片状、结节状等信号，病灶边缘不清；T2WI上呈不均匀性高信号，肿瘤囊变坏死区信号更高。肿瘤实体区、囊变坏死区及水肿区边缘可在T1WI增强(见图2)。6例脑膜瘤：T1WI上呈等信号或稍低信号；T2WI上呈等信号或稍高信号；边界清楚，周围可见水肿，肿瘤有明显强化，强化信号基本均匀(见图3)。
图1 患者，女，42岁，右侧额顶叶胶质母细胞瘤；T1WI呈不均性低信号，T2WI呈不均性高信号，可见异常血管流空信号，灶周呈片状长T1长T2水肿信号，中线左偏。T1WI增强呈不规则环状强化。
图2 患者，女，70岁，左侧额叶星型细胞瘤；T1WI呈不均性低信号，混杂斑片状、结节状等信号，T2WI呈不均性高信号，肿瘤实体呈稍高信号(白色箭头示)，囊变坏死区呈更高信号(黑色箭头示)瘤周水肿轻。T1WI增强肿瘤底部呈不规则环状强化及囊壁轻度强化。
图3 患者，女，64岁，左侧小脑幕下脑膜瘤；TIWI呈稍低信号，T2WI呈稍高信号，瘤内见斑块状短T2钙化信号，相邻小脑脑干受压变形，瘤周片状长T1长T2水肿信号，T1WI增强肿瘤显著强化。
2.2 ADC图、FA图信号特点及ADC值、FA值测量结果 胶质母细胞瘤和星形细胞瘤在ADC图上，肿瘤实体与正常实质相比，呈低信号；水肿区呈高信号；肿瘤囊变坏死区呈极高信号。在FA图上，肿瘤实体区呈低信号；水肿区呈等信号、稍高信号；囊变坏死区呈低信号；相邻白质呈高信号(见图4)。脑膜瘤在ADC图上，肿瘤实体与正常实质相比，基本呈等信号，水肿区呈高信号；在FA图上，肿瘤实体呈不均性高、低信号；水肿区呈低信号、稍高信号(见图5)。不同肿瘤组织成分与正常临近脑白质ADC值、FA值分别见表1、表2。
图4 胶质母细胞瘤、星形细胞瘤：ADC图：肿瘤实质区呈低信号(白色箭头示)，囊变区呈极高信号(黑色箭头示)，水肿区呈高信号(虚线箭头示)。FA图：肿瘤实质区呈低信号，水肿区呈等信号、稍高信号，囊变坏死区呈低信号。
图5 脑膜瘤：ADC图：肿瘤实体基本呈等信号混杂斑点状高信号(白色箭头示)，水肿区呈高信号(黑色箭头示)。FA图：肿瘤实体呈不均性高、等、低信号，水肿区呈低信号，稍高信号。
表1 不同肿瘤组织成分与正常临近脑白质ADC值
表2 不同肿瘤组织成分与正常临近脑白质FA值
2.3 白质纤维束成像影像表现 (1)在三维白质纤维束图上，绿色、红色及蓝色分别代表前后、左右及上下走行的脑白质纤维束，内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝、胼胝体压、外囊和锥体束等重要脑白质纤维束的走行和方向得到良好显示(见图6)。(2)总结23例脑肿瘤白质纤维素成像我们将肿瘤与脑白质纤维束的解剖关系分为2种：① 8例胶质母细胞瘤和9例星形细胞瘤表现为受压移位的同时伴有神经束破坏、浸润：星形细胞瘤和胶质母细胞瘤肿瘤细胞浸润造成瘤区和瘤周白质纤维束破坏和走行结构异常。瘤区不见纤维束，彩色编码的FA图上也无色彩或可见纤维束的FA降低，彩色编码的FA图上色彩和结构异常，瘤周白质纤维束稀疏，中断及走行方向改变(见图7)。②6例脑膜瘤表现为神经束推移、分离：脑膜瘤引起瘤周纤维束移位，但这些纤维束仍完整；纤维束的FA正常或略降低，仅位置或走行方向异常(见图8)。
图6 正常纤维束图：绿色、红色及蓝色分别代表前后、左右及上下走行的脑白质纤维束。
图7 胶质母细胞瘤、星型细胞瘤：纤维束示踪成像显示瘤区纤维束消失，瘤周白质纤维束稀疏、中断及走形方向改变(白色箭头示)。
图8 小脑幕下脑膜瘤纤维束示踪成像：显示小脑白质纤维束受压分离，方向呈环绕状改变，未见明显纤维束破坏。
3 讨论 根据表1数据，正常白质的ADC值最低，3种脑肿瘤的实体、囊变坏死区、瘤周水肿区ADC值均较正常值明显升高，ADC值的测定可以区分这些区及正常脑组织。3种脑肿瘤实体中星形细胞瘤的ADC值最高，胶质母细胞瘤的ADC值最低，脑膜瘤ADC值居两者之间。与Kono等研究认为低级星形细胞瘤的ADC值明显高于高度恶性胶质母细胞瘤的报道相似。肿瘤的囊变坏死区ADC值最高，3种脑肿瘤瘤周水肿的ADC值无明显差异，很难判断瘤周水肿区有无明显肿瘤细胞侵润。
根据表2数据，正常白质区FA值最大，表现为高信号；相反脑脊液FA值最小，表现为低信号。肿瘤实体、肿瘤囊变坏死区、瘤周水肿区的FA值均降低，FA值的测定可以区分肿瘤实体、肿瘤囊变坏死区、瘤周水肿区及正常脑白质。我们可以看出，胶质母细胞瘤和星形细胞瘤的瘤周水肿区FA值明显低于正常脑白质区FA值，在FA图上正常白质高信号消失，结合白质纤维束成像，瘤周白质纤维束完整性受到破坏。而脑膜瘤的瘤周水肿区FA值相对较高，FA图上呈等信号或稍高信号，结合白质纤维束成像，看到相邻脑白质受推移，无明显破坏、中断。因此，测定瘤周水肿FA值，可以帮助判断瘤周水肿区白质是否受到破坏。
比较23例病例常规MRI和DTI，发现胶质母细胞瘤病人脑白质的轻微破坏即可被DTI识别，而且胶质母细胞瘤占位效应越明显和伴显著水肿的，白质破坏更明显，白质纤维束成像表现为肿瘤内部及边缘白质的纤维束不能显示，水肿区纤维束中断；脑膜瘤白质破坏不明显，白质纤维束成像主要表现是白质移位、变形、分离。
通过23例脑肿瘤弥散张量成像的临床应用研究，我们认为，DTI主要有以下优越性：(1)DTI可以清楚显示肿瘤与周围白质纤维的位置关系。(2)鉴别肿瘤周围是否存在尚有功能的白质纤维束，避免术后损伤受压移位的白质纤维。(3)白质纤维束成像能三维立体显示白质纤维的形态、走形特点 ......
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