瘤周水腫區(qū)最小表觀擴(kuò)散系數(shù)值在原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的鑒別診斷價值

李鳴歌，陳志曄，劉 剛，肖華鋒，陳新靜，婁 昕，馬 林

1中國人民解放軍總醫(yī)院放射科，北京100853 2南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院，天津 300071 3中國人民解放軍總醫(yī)院海南分院放射科，海南三亞 572013

ActaAcadMedSin，2018,40(2)：146-150

原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(primary central nervous system lymphoma，PCNSL)與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma，GBM)同為腦內(nèi)惡性腫瘤性病變，但在治療上存在不同之處。GBM的治療首選手術(shù)切除，同時行替莫唑胺化療和放療，而PCNSL的治療卻不建議切除，因?yàn)樾g(shù)后并發(fā)癥增多，生存期卻得不到延長，通常采用甲氨蝶呤化療[1- 2]。因此，臨床治療前準(zhǔn)確區(qū)分兩者具有重要價值。一般情況下，常規(guī)的磁共振(magnetic resonance，MR)增強(qiáng)T1加權(quán)成像即可鑒別二者[3- 4]。但是PCNSL和GBM的影像學(xué)特征多變，并且有重疊[5- 6]，有時僅基于常規(guī)MR T1加權(quán)成像增強(qiáng)掃描，二者鑒別相對較為困難。MR 擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可以提供水分子微觀運(yùn)動信息，最小表觀擴(kuò)散系數(shù)(minimum apparent diffusion coefficient，MinADC)值可以定量評估水分子擴(kuò)散運(yùn)動狀況。有研究認(rèn)為瘤周水腫區(qū)表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值對一些腫瘤的鑒別具有重要價值[7- 8]。理論上，GBM具有浸潤性，而PCNSL邊界相對清楚，水腫區(qū)ADC值應(yīng)該可以有效鑒別兩種腫瘤。本研究旨在采用MinADC值技術(shù)對PCNSL和GBM瘤周水腫區(qū)進(jìn)行圖像分析，探討瘤周水腫區(qū)MinADC值對二者的鑒別診斷價值。

對象和方法

對象選取2015年6月至2017年5月中國人民解放軍總醫(yī)院以及海南分院經(jīng)手術(shù)或活檢病理證實(shí)的原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤)和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病例。納入未接受過治療的淋巴瘤患者16例，未接受治療的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者31例。所有患者均接受腦部DWI檢查及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)增強(qiáng)檢查。

數(shù)據(jù)采集采用GE 3.0T磁共振成像系統(tǒng)(GE Discovery MR750)采集數(shù)據(jù)。所有入組病例均行常規(guī)MRI平掃及增強(qiáng)掃描。DWI掃面參數(shù)為：重復(fù)時間=3000 ms，回波時間=65 ms，層厚=5 mm，間距=1.5 mm，視野=24 cm×24 cm，矩陣=160×160，激勵次數(shù)=1，b值為1000 s/mm2。

圖像分析瘤周水腫區(qū)定義為腫瘤周圍，T2加權(quán)成像上呈高信號，增強(qiáng)后無強(qiáng)化區(qū)[9- 11]。將DWI原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DW4.6工作站，利用Functool軟件計(jì)算生成ADC圖。在同一工作站上由1名工作經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師進(jìn)行測量。在重建的ADC圖上同一層面水腫區(qū)放置5～30個相同大小的感興趣區(qū)(30～35 mm2)，所放置的感興趣區(qū)幾乎覆蓋了該層面的全部水腫區(qū)，取MinADC值為該層面的MinADC值(圖1、2)。測量通過病變的所有切面，最后，取各層面中的MinADC值為病變水腫區(qū)MinADC值。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。組間年齡及MinADC值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。利用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線[12]評價水腫區(qū)MinADC值鑒別PCNSL及GBM的能力，敏感性及特異性之和最大時的MinADC值為截?cái)帱c(diǎn)[13- 14]，小于臨界值為GBM，大于臨界值為PCNSL。

結(jié) 果

一般情況原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤16例，其中男7例、女9例，年齡37～78歲，平均(58.6±13.4)歲；膠質(zhì)母細(xì)胞瘤31例，其中男22例、女9例，年齡26～80歲，平均(52.7±12.6)歲。兩組腫瘤間患者年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.477，P=0.147)。

A.T2加權(quán)成像；B.增強(qiáng)T1加權(quán)成像；C.擴(kuò)散加權(quán)成像(b值為1000 s/mm2)；D.表觀擴(kuò)散系數(shù)圖

A.T2-weighted imaging；B.enhanced T1-weighted imaging；C.diffusion-weighted imaging(b value=1000 s/mm2)；D.apparent diffusion coefficient map

圖1女，61歲，右側(cè)額葉原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤，病變呈等及稍長T2信號影，增強(qiáng)掃描顯著強(qiáng)化，擴(kuò)散加權(quán)成像(b值為1000 s/mm2)病變內(nèi)部呈低信號影，周邊可見環(huán)形高信號影，病變周圍可見長T1長T2水腫信號影，感興趣區(qū)(圓圈1)放置在灶周水腫區(qū)域測量表觀擴(kuò)散系數(shù)值

Fig1A 61-year-old female patient with primary central nervous system lymphoma in right frontal lobe,the lesion presented iso-or hyperintensity on T2-weighted imaging and evident enhancement on postcontrast imaging,the central part of the lesion showed low signal on diffusion-weighted imaging(b value=1000 s/mm2) with ring-like hyperintensity around the lesion,the edema region was identified around the lesion,the region of interest(circle 1) was placed on the edema region to measure the apparent diffusion coefficient value

A.T2加權(quán)成像；B.增強(qiáng)T1加權(quán)成像；C.擴(kuò)散加權(quán)成像(b值為1000 s/mm2)；D.表觀擴(kuò)散系數(shù)圖

A.T2-weighted imaging；B.enhanced T1-weighted imaging；C.diffusion-weighted imaging(b value=1000 s/mm2)；D.apparent diffusion coefficient map

圖2男，48歲，右側(cè)顳葉膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，病變呈稍長T2信號影，增強(qiáng)掃描顯著不規(guī)則環(huán)形強(qiáng)化，擴(kuò)散加權(quán)成像(b值為1000 s/mm2)顯示實(shí)性呈高信號影，灶周可見明顯水腫，感興趣區(qū)(圓圈1)放置在灶周水腫區(qū)域測量表觀擴(kuò)散系數(shù)值

Fig2A 48-year-old male patient with glioblastoma on the right temporal lobe，the lesion presented slightly high signal on T2-weighted imaging and significantly irregular enhancement on postcontrast imaging,the solid part of the lesion showed high signal on diffusion-weighted imaging(b value=1000 s/mm2),the edema region was seen around the lesion,the region of interest(circle 1) was placed on the edema region to measure the apparent diffusion coefficient value

MinADC值比較原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤17個病灶MinADC值為(1.20～1.45)×10-3mm2/s，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤34個病灶MinADC值為(0.95～1.31)×10-3mm2/s。原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤MinADC值(1.35±0.68)×10-3mm2/s明顯高于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(1.12±0.09)×10-3mm2/s(t=9.977，P=0.000)。

ROC曲線分析ROC曲線下面積為0.986，鑒別PCNSL和GBM的MinADC最佳截?cái)嘀禐?.245×10-3mm2/s，其靈敏度和特異度分別為94.1%和94.1%(圖3)。

討 論

ADC值通常代表水分子的擴(kuò)散狀態(tài)，通常情況病變DWI信號增高，ADC值減低，表明病變區(qū)域水分子擴(kuò)散受限[15]。而MinADC值代表病變中水分子擴(kuò)散受限最顯著的區(qū)域，與病變區(qū)域Ki- 67指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與神經(jīng)上皮腫瘤分級呈正相關(guān)[14，16- 17]。PCNSL與GBM作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的惡性腫瘤，具有不同的發(fā)病機(jī)制。PCNSL為血管中心性腫瘤[18]，以血管為中心，成袖套狀生長，緊密排列聚集，侵及鄰近腦實(shí)質(zhì)，同時破壞血管壁侵入血管腔內(nèi)[19]。對于PCNSL周圍的水腫，多為腫瘤壓迫周圍腦組織、阻塞腦靜脈回流以及毛細(xì)血管通透性增加所致的間質(zhì)性腦水腫[20]。而GBM多呈浸潤性生長，向周圍浸潤的腫瘤細(xì)胞常沿著神經(jīng)纖維束或血管周圍間隙生長，Giese等[21]和Claes等[22]研究顯示惡性膠質(zhì)瘤水腫帶內(nèi)可見腫瘤細(xì)胞散在浸潤。由于瘤周水腫區(qū)的腫瘤細(xì)胞未破壞血管基底膜而使血腦屏障保持相對完整，故在常規(guī)MR增強(qiáng)時無強(qiáng)化[23- 24]。因此，PCNSL與GBM瘤周水腫有著不同的病理學(xué)屬性。

圖3瘤周水腫區(qū)最小表觀擴(kuò)散系數(shù)值受試者工作特征曲線鑒別診斷原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，曲線下面積為0.986，截?cái)嘀?紅點(diǎn))為1.245×10-3mm2/s，其靈敏度和特異度分別為94.1%和94.1%(圓點(diǎn)為截?cái)帱c(diǎn)，菱形塊直線為參考線)

Fig3Receiver operating characteristic curve for minimum apparent diffusion coefficient value on the peritumoral edema region to diagnose primary central nervous system lymphoma from glioblastoma;the area under the curve was 0.986，and the cut-off value of minimum apparent diffusion coefficient(red dot) was 1.245×10-3mm2/s，with a sensitivity of 94.1% and a specificity of 94.1%(the dots are cutoff points and the line with rhombus is reference line)

本研究證實(shí)PCNSL組MinADC值顯著高于GBM組，表明水分子擴(kuò)散受限程度低于GBM組，提示PCNSL瘤周水腫區(qū)域細(xì)胞排列較GBM疏松，其病理學(xué)本質(zhì)的不同還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。對于兩者瘤周水腫的不同，有研究采用磁共振波譜成像進(jìn)行鑒別，Chawla等[11]研究顯示，PCNSL瘤周水腫區(qū)(脂肪+乳酸)峰值與肌酸峰值的比值顯著高于GBM。但磁共振波譜成像通常掃描時間長，受影響因素較多。MinADC技術(shù)掃描時間短，操作簡單易行，可以作為兩者鑒別的工具之一。

ROC曲線分析提示曲線下面積為0.986，表明MinADC可以有效鑒別PCNSL與GBM。當(dāng)取瘤周水腫MinADC值為1.245×10-3mm2/s時，鑒別PCNSL和GBM的靈敏度(94.1%)和特異度(94.1%)最大。雖然二者的MinADC值出現(xiàn)了小部分重疊，但是常規(guī)MRI掃描結(jié)合水腫區(qū)MinADC值可提高兩種腫瘤鑒別診斷準(zhǔn)確性。

本研究的局限性在于：(1)本研究未在組織細(xì)胞水平上對兩種腫瘤瘤周水腫區(qū)進(jìn)行活檢，所以二者瘤周水腫MinADC值的病理學(xué)差異還需進(jìn)一步研究；(2)由于本研究是回顧性研究，原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤樣本量小，臨床信息有限，最終結(jié)果的準(zhǔn)確率可能受一定影響，所以需要在大樣本的前瞻性研究中進(jìn)一步證實(shí)本結(jié)果；(3)未行腦灌注成像及動態(tài)對比劑增強(qiáng)成像等較高級磁共振成像，因此未進(jìn)行分析對比。

綜上，MinADC值技術(shù)可以作為鑒別兩者的一個簡單有效的MRI方法。以MinADC值1.245×10-3mm2/s作為鑒別原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的界點(diǎn)，其敏感性為94.1%、特異性為94.1%。

[1] Bataille B，Delwail V，Menet E，et al. Primary intracerebral malignant lymphoma：report of 248 cases [J]. Neurosurg，2000，92(2)：261- 266. DOI：10. 3171/jns. 2000. 92. 2. 0261.

[2] Schlegel U. Primary CNS lymphoma [J]. Ther Adv Neurol Disord，2009，2(2)：93- 104.DOI：10.1177/1756285608101222.

[3] Kickingereder P，Wiestler B，Sahm F，et al. Primary central nervous system lymphoma and atypical glioblastoma：multiparametric differentiation by using diffusion-，perfusion-，and susceptibility-weighted MR imaging [J]. Radiology，2014，272(3)：843- 850. DOI：10.1148/radiol.14132740.

[4] Peters S，Knoss N，Wodarg F，et al. Glioblastomasvs. lymphomas：more diagnostic certainty by using susceptibility-weighted imaging(SWI) [J]. Rofo，2012，184(8)：713- 718. DOI：10. 1055/s- 0032- 1312862.

[5] Matsushima N，Maeda M，Umino M，et al. Relation between FDG uptake and apparent diffusion coefficients in glioma and malignant lymphoma [J]. Ann Nucl Med，2012，26(3)：262- 271. DOI：10. 1007/s12149- 012- 0570-y.

[6] Yamashita K，Kurisu K，Satoh K，et al. Differentiating primary CNS lymphoma from glioblastoma multiforme：assessment using arterial spin labeling，diffusion-weighted imaging，and(1)(8)F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography [J]. Neuroradiology，2013，55(2)：135- 143. DOI：10. 1007/s00234- 012- 1089- 6.

[7] Lemercier P，Paz Maya S，Patrie JT，et al. Gradient of apparent diffusion coefficient values in peritumoral edema helps in differentiation of glioblastoma from solitary metastatic lesions [J]. AJR Am J Roentgenol，2014，203(1)：163- 169. DOI：10. 2214/AJR. 13. 11186.

[8] Ko CC，Tai MH，Li CF，et al. Differentiation between glioblastoma multiforme and primary cerebral lymphoma：additional benefits of quantitative diffusion-weighted MR imaging[J]. PLoS One，2016，11(9)：e162565.DOI：10.1371/journal.pone.0162565.

[9] Schoenegger K，Oberndorfer S，Wuschitz B，et al. Peritumoral edema on MRI at initial diagnosis：an independent prognostic factor for glioblastoma?[J]. Eur J Neurol，2009，16(7)：874- 878.DOI：10.1111/j.1468- 1331.2009.02613.x.

[10] Wu CX，Lin GS，Lin ZX，et al. Peritumoral edema shown by MRI predicts poor clinical outcome in glioblastoma [J]. World J Surg Oncol，2015，13：97. DOI：10. 1186/s12957- 015- 0496- 7.

[11] Chawla S，Zhang Y，Wang S，et al. Proton magnetic resonance spectroscopy in differentiating glioblastomas from primary cerebral lymphoma as and brain metastases [J]. Comput Assist Tomogr，2010，34(6)：836- 841. DOI：10. 1097/RCT. 0b013e3181ec554e.

[12] 宋花玲，賀佳，虞慧婷，等. 應(yīng)用ROC曲線下面積對兩相關(guān)診斷試驗(yàn)進(jìn)行評價和比較 [J]. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，27(5)：562- 563. DOI：10. 3321/j. issn：0258- 879X.2006.05.031.

[13] 龔道元，伏紅霞，彭艷，等. 胰腺癌患者血清CEACAM1的測定及其診斷價值 [J]. 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31(1)：164- 166.

[14] Chen Z，Lin M，Xin L，et al. Diagnostic value of minimum apparent diffusion coefficient values in prediction of neuroepithelial tumor grading [J]. Magn Reson Imaging，2010，31(6)：1331- 1338. DOI：10. 1002/jmri. 22175.

[15] Raisi-Nafchi M，F(xiàn)aeghi F，Zali A，et al. Preoperative grading of astrocytic supratentorial brain tumors with diffusion-weighted magnetic resonance imaging and apparent diffusion coefficient [J]. Iran J Radiol，2016，13(3)：e30426. DOI：10. 5812/iranjradiol. 30426.

[16] Higano S，Yun X，Kumabe T，et al. Malignant astrocytic tumors：clinical importance of apparent diffusion coefficient in prediction of grade and prognosis [J]. Radiology，2006，241(3)：839- 846. DOI：10. 1148/radiol. 2413051276.

[17] Gupta PK，Awasthi R，Singh S，et al. Value of minimum apparent diffusion coefficient on magnetic resonance imaging as a biomarker for predicting progression of disease following surgery and radiotherapy in glial tumors from a Tertiary Care Center in Northern India [J]. Neurosci Rural Pract，2017，8(2)：185- 193. DOI：10. 4103/0976- 3147. 203823.

[18] Touitou V，LeHoang P，Bodaghi B，Primary CNS lymphoma[J]. Curr Opin Ophthalmol，2015，26(6)：526- 533. DOI：10. 1097/ICU. 0000000000000213.

[19] Sierra del Rio M，Rousseau A，Soussain C，et al. Primary CNS lymphoma inimmunocompetent patients [J]. Oncologist，2009，14(5)：526- 539. DOI：10. 1634/theoncologist. 2008- 0236.

[20] Oh J，Cha S，Aiken AH，et al. Quantitative apparent diffusion coefficients and T2 relaxation times in characterizing contrast enhancing brain tumors and regions of peritumoral edema [J]. Magn Reson Imaging，2005，21(6)：701- 708. DOI：10. 1002/jmri. 20335.

[21] Giese A，Bjerkvig R，Berens ME，et al. Cost of migration：invasion of malignant gliomas and implications for treatment[J]. Clin Oncol，2003，21(8)：1624- 1636. DOI：10. 1200/JCO. 2003. 05. 063.

[22] Claes A，Idema AJ，Wesseling P. Diffuse glioma growth：a guerilla war [J]. Acta Neuropathol，2007，114(5)：443- 458. DOI：10. 1007/s00401- 007- 0293- 7.

[23] Blystad I，Warntjes JBM，Smedby O，et al.Quantitative MRI for analysis of peritumoral edema in malignant gliomas [J]. PLoS One，2017，12(5)：e0177135. DOI：10. 1371/journal. pone. 0177135.

[24] Halshtok Neiman O，Sadetzki S，Chetrit A，et al. Perfusion-weighted imaging of peritumoral edema can aid in the differential diagnosis of glioblastoma mulltiforme versus brain metastasis [J]. Isr Med Assoc J，2013，15(2)：103- 105.