3D-ASL與DSC對顱腦腫瘤血流灌注評估的相關(guān)性研究

張文妍，李 麗，謝元忠，李慎江，李常城(通訊作者)

（1中國人民解放軍第960醫(yī)院＜泰安院區(qū)＞ 山東 泰安 271000）

（2泰安市中心醫(yī)院 山東 泰安 271000）

磁共振動(dòng)脈自旋標(biāo)記示蹤法(ASL)對顱內(nèi)腫瘤的影像診斷和臨床治療后隨訪有著重要的意義[1]，能提供腦部腫瘤組織血流灌注的依據(jù)。腫瘤血管的生成情況和灌注程度與腫瘤的分級有著密切的聯(lián)系，通過3D-ASL測量腦腫瘤的血流量已被證明在腫瘤的分級中有著極重要的臨床意義[2]。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描是快速注射對比劑的同時(shí)進(jìn)行快速成像，獲得對比劑在毛細(xì)血管網(wǎng)和組織間隙內(nèi)分布狀態(tài)，從而反映病變的小血管微循環(huán)、血流灌注和毛細(xì)血管通透性的變化[3]，本文通過對顱腦腫瘤同時(shí)進(jìn)行3D-ASL和DSC灌注成像，分析3D-ASL在顱腦腫瘤診斷中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取32例顱內(nèi)占位住院患者,男性14例，女性18例，年齡21～71歲,中位年齡62歲。所有患者經(jīng)手術(shù)病理或電話隨訪證實(shí),其中膠質(zhì)瘤8例(5例間變型星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤，3例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤)，轉(zhuǎn)移瘤9例,脈絡(luò)膜叢乳頭狀瘤1例，血管母細(xì)胞瘤3例,腦膜瘤11例。

1.2 檢查方法

3D-ASL掃描：GE DISCOVERY 3.0T采用平面回波交替反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(echo planar imaging flow sensitive alternainversion recovery,EPI FAIR)。標(biāo)準(zhǔn)8通道頭顱相控陣線圈，行常規(guī)MRI平掃及3D-ASL掃描后，在圖像手動(dòng)測量ASL異常區(qū)大小,后處理器自動(dòng)分析灌注程度。增強(qiáng)掃描是通過肘靜脈團(tuán)注對比劑釓噴酸葡胺，總劑量15ml，流速1.5ml/s，然后行T1WI增強(qiáng)掃描。普通MRI掃描方案：橫斷位T1WI：TR 1850ms，TE 30.0ms，TI 750ms：橫斷位T2WI：TR 4315ms，TE 107.7ms：軸位 T2-FLAIR：TR 7370ms，TE 127.5ms，TI 2210ms：24cm×24cm，激勵(lì)次數(shù)（NEX）1。

1.3 圖像分析

ASL法的總血流量（total blood flow,TBF)、CBF腦血流量（cerebral blood flow,CBF）圖由隨機(jī)后處理軟件自動(dòng)算出。在不同層面中選出相對總血流量（total blood flow,TBF)最大的層面并在其中設(shè)定4個(gè)感興趣區(qū)(region of interest,ROI)：TBF顯示最大區(qū)、對側(cè)白質(zhì)區(qū)、對側(cè)灰質(zhì)以及整個(gè)對側(cè)半球?qū)用?。?dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI將T1增強(qiáng)圖像上的高信號區(qū)域指定為ROI,避免壞死和非腫瘤區(qū)域，所有ROI復(fù)制到對側(cè)正常白質(zhì)區(qū)域，以獲得灌注參數(shù)正常比值：ASL CBF、DSCrTBV、rTBF、Tmax、MTT。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析處理，計(jì)數(shù)資料采用率（%）表示，行χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，行t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩種檢查方法都顯示了不同類腫瘤間血流灌注的差別,3D-ASL法及DSC法中,TBF/對側(cè)半球CBF、TBF、對側(cè)白質(zhì)CBF以及TBF/對側(cè)灰質(zhì)CBF在不同腫瘤之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 25例患者磁共振灌注掃描結(jié)果（）

表1 25例患者磁共振灌注掃描結(jié)果（）

診斷疾病 患者人數(shù) 實(shí)性區(qū)rCBF 近瘤周區(qū)rCBF膠質(zhì)瘤 8 3.642±0.03 1.256±0.05腦膜瘤 11 3.791±0.13 2.102±0.07血管母細(xì)胞瘤 3 4.023±0.05 0.779±0.12轉(zhuǎn)移瘤 9 3.123±0.11 0.703±0.22脈絡(luò)叢乳頭狀瘤 1 2.235±0.31 1.356±0.16 f 3.256 1.683 P＜0.01 ＜0.05

腦膜瘤：11例腦膜瘤的CBV均高于正常腦組織的CBV（腦血容量）(圖3B),CBV病變/CBV正常的平均值均在3.10以上,而且在DSC的增強(qiáng)灌注曲線上,流出曲線與基線的距離很大,很難達(dá)到基線水平。血管母細(xì)胞瘤：1例，明顯強(qiáng)化結(jié)節(jié)呈高灌注（圖1A，B）。脈絡(luò)膜叢乳頭狀瘤：1例,其CBV均高于正常腦組織的CBV,CBV病變/CBV正常的平均值分別為1.55、2.62。膠質(zhì)瘤：5例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤呈不均勻高灌注，灌注程度高于間變性星形細(xì)胞瘤，CBV病變/CBV正常的平均值均在4.10以上。轉(zhuǎn)移瘤：9例轉(zhuǎn)移瘤增強(qiáng)后表現(xiàn)為環(huán)形或結(jié)節(jié)狀強(qiáng)化（圖2A）,中央為壞死區(qū)無強(qiáng)化。腫瘤壁的CBV均高于正常腦組織CBV,中間壞死區(qū)CBV均低于正常腦組織CBV,腫瘤周圍水腫區(qū)CBV水腫及CBV正常都低于0.35，其范圍比動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描范圍略大。

3 討論

在本研究中，我們觀察到在各種顱內(nèi)腫瘤中，血管與TBF以及血管數(shù)目與TBF之間存在顯著的正相關(guān)。這提示3D-ASL灌注成像能準(zhǔn)確反映不同類型顱腦腫瘤的組織病理學(xué)血管分布。既往的DSC-PWI研究顯示，腦膠質(zhì)瘤[4]的組織學(xué)血管分布與腦血容量呈正相關(guān)。以前很少有研究評估TBF和動(dòng)態(tài)對比增強(qiáng)磁共振之間的相關(guān)性。磁共振灌注成像ASL是目前評價(jià)活體組織的微血管分布及血流灌注情況的新技術(shù)，可以顯示腫瘤內(nèi)部微血管分布情況而且能量化，能用來補(bǔ)充常規(guī)磁共振成像方法,從而評估腦腫瘤內(nèi)微血管程度及對周圍侵襲情況[5]。灌注技術(shù)一般按照是否使用對比劑分為2類：一是使用外源性示蹤劑，即對比劑首過磁共振灌注成像法，常用動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)；二是使用內(nèi)源性示蹤劑，即利用動(dòng)脈血中的水質(zhì)子作為內(nèi)源性示蹤劑的動(dòng)脈ASL[6]。3D-ASL的監(jiān)測載體是內(nèi)源性水分子，SNR低，圖像質(zhì)量差，依賴于水質(zhì)子的自由彌散，能準(zhǔn)確反映組織灌注過程。注入人體的Gd-DTPA為順磁性物質(zhì)，降低組織的T1值，而3D-ASL不要標(biāo)記容積和原始容積組織的T1值差距盡量大，如果增強(qiáng)掃描之后做3D-ASL，則影響ASL的信噪比[7]。正常血管供血無法滿足其快速生長的需要,腫瘤的新生血管分化程度是評估腫瘤級別的重要因素[8]。常規(guī)影像學(xué)檢查對腫瘤的診斷主要依靠對病灶的形態(tài)學(xué)改變，但是無法評估腫瘤血管生成程度。腫瘤的良惡性程度與腫瘤細(xì)胞增殖速度及其微血管分化程度密切相關(guān)，能否客觀準(zhǔn)確評價(jià)腫瘤血供情況及微循環(huán)分布對正確診斷腦腫瘤級別意義重大[9]。測量TBF值對預(yù)測腫瘤分級具有重要的臨床意義。高度惡性腫瘤的最大相對總血流量(relative total blood flow,rTBF)值明顯高于低惡性腫瘤，有報(bào)道指出髓母細(xì)胞瘤表現(xiàn)出高的血管分布。在這項(xiàng)研究中，我們能夠使用ASL來區(qū)分高級別和低級別腫瘤。圖2示左側(cè)額葉轉(zhuǎn)移瘤，ASL呈明顯高灌注結(jié)節(jié)(圖2B)，較增強(qiáng)掃描T1WI范圍略大。本文回顧分析表明腦膜瘤和惡性膠質(zhì)瘤的rCBF較比正常腦組織的rCBF高，對腫瘤周圍水腫區(qū)灌注成像測量表面膠質(zhì)瘤的rCBF明顯高于腦膜瘤，結(jié)合病理結(jié)果分析膠質(zhì)瘤周圍高灌注是因?yàn)橥瑫r(shí)存在血管源性水腫和腫瘤細(xì)胞不同程度的浸潤，血流量較正常增加[10]。血管母細(xì)胞瘤灌注成像范圍大于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描圖像,圖1示左側(cè)小腦半球血管母細(xì)胞瘤，其內(nèi)可見明顯強(qiáng)化結(jié)節(jié)，在灌注上呈明顯高信號。說明血管母細(xì)胞瘤結(jié)節(jié)周圍還存有大量微血管有更為豐富的血供。腦膜瘤的灌注明顯增高區(qū)經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)是腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū),后處理顯示信號強(qiáng)度時(shí)間曲線示rCBV值增高；囊變液化區(qū)、出血及壞死區(qū)呈灌注減低或無灌注，圖3示間變型腦膜瘤，rCBV偽彩圖是不均勻(圖3B)。腦膜瘤病理類型較多，各亞型間rCBV比值存在明顯差別，其中血管瘤型rCBV 比值最高，高于其他亞型。將這兩種序列結(jié)合起來進(jìn)行準(zhǔn)確診斷是非常有用和實(shí)用的。我們這項(xiàng)研究有幾個(gè)局限性。首先本研究的樣本量非常??；其次我們?nèi)藶榉胖肦OI，避免囊腫、壞死、出血；這個(gè)過程可能會(huì)帶來誤差。

從本組回顧性研究中可以得出,3D-ASL法與DSC法測量的腫瘤灌注情況是高相關(guān)的。腫瘤微血管生成情況和灌注程度與腫瘤的分化程度及分級有著密切的關(guān)系，利用3D-ASL測定腦腫瘤血流量灌注情況對腫瘤的臨床分級有很重要的參考價(jià)值，ASL灌注成像為顱腦腫瘤的影像診斷提供了一項(xiàng)新技術(shù)，當(dāng)DSC-MRI不能用于腎衰竭患者、需要反復(fù)檢查的患者和兒童時(shí)，3D-ASL可作為另一種有效評估方法。

圖1 女，40歲，頭暈嘔吐入院。圖1A示左側(cè)小腦半球明顯強(qiáng)化結(jié)節(jié)，周圍可見無強(qiáng)化低信號區(qū)，圖1B 3D-ASL CBF示強(qiáng)化結(jié)節(jié)呈明顯高灌注，范圍大于增強(qiáng)掃描范圍。圖2 女，47歲 乳腺癌腦轉(zhuǎn)移。增強(qiáng)T1WI圖2A示左側(cè)基底節(jié)區(qū)明顯均勻強(qiáng)化結(jié)節(jié)；圖2B 3D-ASL CBF偽彩圖示一類圓形明顯高灌注區(qū)，周圍灌注未見明顯增高。圖3 男，57歲，腦膜瘤。增強(qiáng)T1WI圖3A示雙側(cè)額部明顯不均勻強(qiáng)化，以左側(cè)為重，圖3B 3D-ASL CBF偽彩圖示雙側(cè)額部斑片狀高灌注區(qū)，左額部明顯。