磁共振灌注成像在脑泡型包虫病和其他颅内肉芽肿性疾病鉴别诊断中的应用

鲁君综述王俭审校

(新疆医科大学第一附属医院影像中心， 乌鲁木齐830054)

棘球蚴病(包虫病)是人兽共患寄生虫病，分为囊型包虫病(cystic echinococcosis，CE)和泡型包虫病(alveolar echinococcosis，AE)两型，我国是包虫病发病率最高的国家之一，脑泡型包虫病(cerebral alveolar echinococcosis，CAE)是由棘球属绦虫的蚴虫棘球蚴感染人体后随血流进入颅内在脑组织或颅骨与硬膜之间寄生生长而引起的寄生虫病[1]。颅内肉芽肿是由致炎因子刺激后形成的慢性炎症性局灶性病变，病理表现为慢性增殖性结节[2]。颅内肉芽肿的产生常见于各种急慢性炎症疾病的发生、发展过程中，如结核、霉菌、梅毒以及寄生虫的感染，也可由颅外炎症直接蔓延，同时外来异物、结节病也都属于其致病因素[3]。在由寄生虫引起的颅内肉芽肿性疾病中，脑泡型包虫病属于新疆地方病，误诊率高。颅内肉芽肿具有一定特征性MRI表现。增强扫描更是颅内肉芽肿鉴别诊断中必不可少的，但是由于炎性肉芽肿是一种慢性增生性疾病，病灶可以完全由炎性肉芽组织填充形成结节样结构，也可以因病变中央液化坏死而形成环状结构，所以其强化后表现大多为结节状或环形强化；另外，由于新鲜的肉芽组织内含有大量未成熟的血管组织，新生的毛细血管网通透性较高，而由细胞分泌的炎症介质与内皮细胞受体结合后导致血管的通透性增高，故病变多表现为明显强化[4]。这就为颅内肉芽肿性疾病的鉴别诊断带来了一定的困扰。磁共振灌注成像是近期发展较快的一种磁共振脑功能性成像技术[5]，通过定量分析病变内部的微血管增生和血流灌注的情况，反映其血流动力学的细微变化[6]，具有较高的时间和空间分辨率，无放射性，操作简单，并且可以在短时间内多次重复进行[7]。常规MRI增强反映的是血脑屏障(Blood Brain Barrier,BBB)完整性受损后，对比剂从血管中外漏引起的信号异常，而磁共振灌注成像与BBB的完整性与否无直接关系，其对微血管密度(micro-vessel density,MVD)极为敏感，是直接检测微血管增生的技术[8],因此磁共振灌注成像更能从本质上反映颅内肉芽肿性疾病的生长情况，为诊断及鉴别诊断提供可靠依据。本文就磁共振脑血流灌注成像在脑泡型包虫病和其他几种颅内肉芽肿性疾病鉴别诊断中的应用进行综述。

1脑灌注成像的基本理论

血液将人体实现生物系统功能的能量和营养物质输送到身体各部，而人脑作为人体最重要的器官所需的能量和营养是最多的，也是最敏感的，每个区域都必须有血液滋养才能维持正常的脑功能，因此脑灌注的异常将造成脑功能的异常，通过观察灌注的变化就能较早地发现，甚至预防脑功能出现异常[9]。

2磁共振灌注成像的基本原理

在血管内部及与组织之间施加能自由扩散并可被敏感检测的标记物可以有效地获得血管增生及血液动力学的相关信息，根据是否选用外源性的造影剂、对弛豫的影响及动脉血的标记方式将灌注成像分为4种：(1)T2/T2* 加权动态磁化率对比度的成像(T2/T2*-weighted dynamic susceptibility contrast MRI, DSC-MRI)；(2)T1加权动态对比度增强的磁共振成像(T1-weighted dynamic contrast enhanced MRI, DCE-MRI)；(3)连续动脉自旋标记(continuous arterial spin labeling, CASL)；(4)脉冲动脉自旋标记(pulse arterial spin labeling, PASL)。

2.1DSC-MRIDSC-MRI 是临床上最常用的磁共振灌注成像技术，也称首过法磁共振灌注成像，是测量脑血容量(cerebral blood volume，CBV)、脑血流量(cerebral blood flow，CBF)的标准方法。造影剂在颅内血管中随血液循环时会产生微观上的磁敏感梯度，但是这种变化对于颅内磁场而言是强大的，足以引起血管周围脑组织磁场的短暂变化，采用快速成像技术获得时间序列图像，对图像进行数据建模可得到CBV、CBF、平均通过时间(mean transit time，MTT)、达峰时间(time to peak，TTP)等参数。

2.2DCE-MRIDCE-MRI 分析血管渗透性的主要机制是造影剂的渗漏减少了组织中质子的T1时间，从而使组织的信号增强，造影剂通过毛细血管时对局部磁场产生的影响被采集成像[10]。通过对空间、时间分辨率以及病变所被覆盖体积的比较,采用的脉冲序列不同[11]。通过对DCE-MRI数据建模，计算得出血管外细胞外空间体积(Ve)、体积转移常数(Ktrans)等参数[12]。

2.3CASL在CASL中，标记层位于成像层上游，大都位于Willis环下方，动脉血在进入脑组织之前于标记层被连续标记，并翻转了氢质子的纵向弛豫，而在成像层面内组织信号是相同的，氢质子纵向弛豫未翻转，成像层面产生的图像与标记层面产生的图像相减得到灌注图像。但CASL存在一些问题：组织能量随着标记时间的延长而增加，场强越高，能量沉积越多；标记的动脉血在到达成像层之前会因为疾病造成的各种原因导致信号的衰减，有可能在成像层不能被检测出。

2.4PASLPASL不是连续的标记动脉血，而是选择性地在成像层近端标记一个厚块中血液，等标记的血液与组织充分混合后再成像。PASL灌注图像是标记前的图像与标记的血液与组织充分混合后的图像相减所得[13]。

3磁共振灌注成像技术对比

外源性示踪剂灌注可得到的参数有Ktrans、Ve、CBV、CBF、MTT、TTP，其优点是能获得脑组织微血管增生及通透性的相关参数，但造影剂价格较高，有过敏的危险；内源性示踪剂灌注可以无创得到脑血流量参数并且能对相关参数进行重复测量，但得到的参数类型较少，信噪比较高，在临床中的应用不够稳定。

4磁共振灌注成像在脑泡型包虫病中的应用

4.1脑泡型包虫病的病理学基础CAE病灶早期呈增殖性肉芽肿改变，实性区为散在的或成簇分布的微小囊泡，显微镜下大多数小囊泡呈PAS染色阳性。CAE的小囊泡以外殖芽生为主向外延伸形成浸润带。无数直径1~10 mm的不规则小囊泡形成了实性的增殖性结节或肿块，结节或肿块的周围可见以淋巴细胞为主的炎性浸润，小囊泡由于浸润组织的坏死融合成不同大小的洞，坏死扩大形成假性囊肿，即无囊壁的囊肿。炎性浸润带的外周可见由纤维母细胞、类上皮样细胞和少数多核巨细胞形成的肉芽肿层，这种结构类似于脑结核瘤[14]，通过常规MRI检查难以鉴别。

4.2脑泡型包虫病的常规MRI表现颅内泡球蚴发展较快，形态似恶性肿瘤，呈脑内多发病灶，T1WI呈等信号，T2WI为明显低信号，磁共振水成像(MRH)可以清晰地显示病变周边密集的小囊泡影[15]，病变在脑组织内呈浸润性生长，病变区域血脑屏障的破坏、周围正常脑组织产生的炎性反应及毛细血管的增生，使病变在增强扫描时呈不规则环形强化。

4.3脑泡型包虫病的磁共振灌注成像表现Senturk等[16]2006年首次对CAE患者进行了磁共振灌注成像分析，显示其病灶位于中脑和左侧丘脑之间，伴有钙化，微小囊泡向外延伸，增强后呈“菜花样”强化，病变边缘也有强化。对该患者进行的PWI检查结果显示CAE病灶内部的rCBV值较低，病灶周边rCBV值较高，这是由于病灶内部因缺乏血液供应而坏死、液化，部分病灶内合并少量出血，变性坏死的周围脑组织继发钙盐的沉积，形成形态不规则的“溶岩样”改变，因此病变内部无血液供应、无灌注。该研究结果显示病灶周边rCBV值较高，提示病灶周边有血管增生可能，与Wang等[17]对CAE的1H-MRS研究得出的CAE病灶边缘带存在泡状棘球蚴浸润的结论相对应。

5磁共振灌注成像在其他颅内肉芽肿性疾病中的应用

5.1脑结核瘤(cerebral tuberculoma)

5.1.1脑结核瘤的病理学基础脑结核分脑结核瘤、脑膜型结核和混合型结核。脑结核瘤是结核性脑炎未能及时治疗，迁延形成的慢性肉芽肿性病变，脑结核瘤病变中心多有干酪样变性，伴或不伴有液化坏死，干酪样物质周边为炎性肉芽组织和胶质增生，外围为纤维包膜，形成无血供的肿块，直径由数毫米至2~4 cm，单发或多发，好发于脑皮质下或皮质下区[18]。

5.1.2脑结核瘤的常规MRI表现典型的脑结核瘤在T2WI或Flair序列上病变由中央向外层信号依次为低—高—低—高，呈“环靶征”，在T1WI上为信号相反的多环表现，分别对应病理上的类脂质样干酪样变性、肉芽肿内层、肉芽肿外层及灶周水肿，T2WI信号的高低与神经胶质、纤维组织的增生程度和巨噬细胞含量高低有关，其中肉芽肿内层在T2WI上呈高信号，是因为其以朗格汉斯细胞和上皮样细胞为主，肉芽肿外层以胶质增生及纤维化为主，在T2WI上呈低信号。T1WI增强后呈结节或环形强化，这与干酪样物质中心有无液化坏死相关，肉芽肿内外层强化均匀[19]。

5.1.3脑结核瘤的磁共振灌注成像表现磁共振灌注成像获得的血流动力学参数CBV、CBF、Ktrans、Ve已被用于证实结核瘤的血管再生[20]，并对监测结核病的疗效和评价脑结核瘤的治疗效果有意义[20-21]。Rivera-Marrero等[22]研究发现，基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达与结核病的播散及对组织的破坏密切相关，结核分枝杆菌的菌体及某些细胞的成分能引起MMP-9的过度表达；他还对脑结核瘤患者的灌注参数与MMP-9之间的相关性进行了研究，认为MMP-9的表达是脑结核瘤活动的标志，也提示了血脑屏障完整性的破坏。而Ktrans也提供了有关血脑屏障完整性变化的信息，研究发现Ktrans与MMP-9变化相符，Ktrans有望替代MMP-9以评估脑结核瘤的活动性[23]。

5.2弓形体脑炎(cerebral toxoplasmosis)

5.2.1弓形体脑炎的病理学基础弓形体脑炎是艾滋病(AIDS)病人最常见的中枢神经系统寄生虫病，为AIDS 病人死亡的主要原因之一[24]。脑细胞的变性、肿胀、破裂是由于弓形体在宿主的脑细胞内增殖，脑细胞破裂后逸出的弓形体再侵入周围脑细胞，如此反复不已，造成局灶性损害如脑血管的栓塞、局部组织梗死、坏死灶的形成、周围组织的的出血和炎性细胞浸润[25-27]。

5.2.2弓形体脑炎的常规MRI表现弓形体脑炎的病变多出现在基底节区和皮髓交界区，为双侧、多发，单发较少，多发生在大脑深部、小脑及脑干，皮髓质交接区偶然受累，70%～75%的病变侵犯基底节区[28-29]。典型影像学表现为T2WI高信号，T1WI低信号，周围伴有水肿，病变与周围水肿分界尚清[30]，无明显的占位效应[31]，其最具有诊断意义的是T1增强后的“靶征”，通常至少有3个层面组成，增强后环形强化的形成与病灶周围炎症浸润及微血管增生有关，最内层的病变强化中心通常是偏心性的，称为“偏心性靶征”。

5.2.3弓形体脑炎的磁共振灌注成像表现磁共振灌注成像作为弓形体脑病诊断的重要工具，已被用于在AIDS患者中对于淋巴瘤及弓形体脑病的鉴别诊断。Ernst等[32]对13例增强扫描为局限性强化的艾滋病患者进行磁共振灌注成像前瞻性研究，结果显示弓形虫病的rCBV值(44±24)%和淋巴瘤病变(258±99)%的差异有统计学意义，发现在弓形体病变中，平均rCBV及最大rCBV均减少，周围水肿的rCBV也呈下降表现。Laissy等[33]也发现弓形体脑病的rCBV缺乏和灌注迟于淋巴瘤病变的发生。Batra等[34]对8例23个病灶进行了磁共振灌注成像的研究，并对相对脑血容积图进行了定性和定量分析，结果发现所有弓形体病的病变均乏血供并有着显著的低rCBV值。在21个病灶中4个病灶在rCBV图上显示了外围边缘，可能代表了病变的外囊。不过，相较于对侧白质，病灶边缘较薄并且是乏血供的。Barcelo等[35]对1例确诊为弓形体脑病的70岁女性进行了磁共振灌注成像的检查，得出了相同的结果。这个一致的低灌注可能与病灶内缺乏血管或周围水肿间质压力增加导致血管收缩相关，同时，AIDS患者的低免疫状态也可能会导致病变周围显著炎性反应的缺乏[29]。

6磁共振灌注成像对脑泡型包虫病及其他颅内肉芽肿性疾病的鉴别诊断

脑泡型包虫病、脑结核瘤及弓形体脑炎因具有相似的影像学表现，在强化后大多数为环形强化，如果只运用常规扫描难以鉴别。在以往的研究中尚未发现应用磁共振灌注成像对脑结核瘤、弓形体脑炎及脑泡型包虫病的鉴别诊断。磁共振灌注成像在脑泡型包虫病及其他颅内肉芽肿性疾病中的表现具有特异性：(1)脑泡型包虫病灶内部rCBV值较低，病灶周边rCBV值较高[16]，这与病灶内部发生坏死、液化和病灶周边有血管增生的可能有关[17]。(2)脑结核瘤内部灌注较低，周边的灌注相对较高，这与其内部干酪样坏死而病灶周边的血管再生密切相关[20]。(3)弓形体脑炎病变内部及周边均乏血供并有着显著的低rCBV值[33-34]，这个一致的低灌注可能与病灶内缺乏血管或周围水肿间质压力增加导致血管收缩相关[34]。由此可见，虽然磁共振灌注成像对于这几种颅内肉芽肿性疾病具有一定的特异性，但也可以看出脑结核瘤与脑泡型包虫病的相似处，是否在磁共振灌注成像相关参数上有差异还需进一步研究。

综上所述，脑泡型包虫病是由棘球蚴寄生于脑内不断刺激形成的肉芽肿，与其他颅内肉芽肿形成机制基本一致，均是致炎因子在颅内形成的慢性炎症结节性病变。其与颅外炎症的致炎因子虽然相同，但由于血脑屏障的存在及病变生长的部位及环境不同，故颅内肉芽肿与颅外炎症的病理过程不同。颅内肉芽肿MRI表现虽然在部位、边界、灶周水肿及强化形态方面具有一定的特征，但在病灶的数目、形状、磁共振的信号特点上均缺乏特异性。磁共振灌注成像通过外源性团注造影剂或标记动脉血可从不同方面定量地获取组织微血管增生及血管灌注的相关参数及信息，为脑泡型包虫病与其他颅内炎性肉芽肿性疾病的诊断及鉴别诊断提供可靠的依据，随着该技术的不断推广及灌注模型的不断完善，将对临床的诊断及治疗方案的选择起到指导作用，将其与其他功能性的磁共振技术联合使用，应用前景将更加广阔。

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(本文编辑王艳)

·医学教育·

通信作者：古丽巴哈尔·卡德尔，女(维吾尔族)，教授，硕士生导师，研究方向：卫生服务研究, E-mail：glbh2010@sina.com。 徐新娟，女，主任医师，教授，博士生导师，研究方向：高血压病基础与临床，E-mail：zcxu2002@medmail.com.cn。

作者简介：艾海提·尼亚孜(1984-)，男(维吾尔族),在读硕士，研究方向：卫生事业管理。 赛格林(1977-)，女，硕士,研究方向：医学教育研究。

基金项目：新疆医科大学第一附属医院院级科研项目(2012GL03) 新疆医科大学校级教改课题 (YG2013002)

[收稿日期：2015-04-10]

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.01.029

中图分类号：R445.2

文献标识码：A

文章编号：1009-5551(2016)01-0117-05