罗先富, 傅剑雄, 胡晓华, 陈文新, 孙　骏, 叶　靖

(江苏省苏北人民医院/扬州大学临床医学院, 江苏 扬州, 225001)

江苏省苏北人民医院院级课题(yzucms201132)

磁共振成像已常规应用于脑肿瘤的术前评估。常规MR扫描能够了解肿瘤的边界、周围水肿、内部结构, 完成对胶质瘤恶性程度的分级诊断，但是对神经外科医生最关心的肿瘤内是否合并出血以及血供情况的判断准确性尚待提高。磁敏感加权成像序列目前主要应用于脑内血管性病变的诊断，而对脑肿瘤的运用较少[1]。文献[2]报道，磁敏感加权成像有助于术前对高、低级别胶质瘤鉴别诊断。本研究采用新型的磁敏感成像技术及增强T2*加权的血管成像(ESWAN)显示颅内常见肿瘤形态学特征，探讨胶质瘤磁敏低信号在术前分级诊断中的价值，现报告如下。

1　资料与方法

1.1　一般资料

采用前瞻性研究方法，选取2015年6—12月本院CT平扫发现颅内单发占位的患者68例，其中男38例，女30例，年龄23～68岁，平均年龄为(43.7±11.6)岁。所有病例均为初诊病例, MR扫描前未经过手术或者放化疗。所有病例的病理结果均为手术病理结果。

1.2　MR检查

采用3.0T超导型MR成像仪(Signa HDx, 美国GE公司)，扫描线圈为8通道头颈联合线圈，扫描序列包括常规扫描序列、MR对比剂增强序列、ESWAN磁敏感序列。常规MR成像检查: 平扫层厚6.0 mm, 层间距 0.5 mm, 视野大小(FOV) 24 cm×24 cm。主要扫描序列及参数: T1WI (TR/TE=2 400 ms/25 ms); T2WI(TR/TE=4 200 ms/120 ms); T2flair(TR/TE=7 002 ms/162 ms); DWI(TR/TE=6 000 ms/90 ms, b值为1 000/mm2)。T1WI增强检查(TR/TE=2 500 ms/20 ms)。增强扫描采用的对比剂为马根维显(Gd-DTPA), 注射剂量0.1 mmol/kg, 经肘静脉注射对比剂，延迟40 s后进行扫描。ESWAN扫描序列在增强扫描前进行，在完成三平面定位扫描和并行成像校准扫描后，进行ESWAN的扫描，基本扫描参数: TR/TE=56 ms/5.5 ms, 8个回波，翻转角20°, 矩阵356×258, 层厚2 mm, 层间距2 mm。扫描时要采用并行采集、流动补偿技术，减少扫描采集时间及伪影。

1.3　图像后处理

ESWAN图像后处理: 采用GE公司的工作站(ADW 4.5)及GE公司开发的ESWAN后处理软件进行图像分析及参数获取。首先将ESWAN扫描的原始图像选中进入Functool软件后选用ESWAN进入分析界面，阈值设置中移动水平滚动条，使得绿色斜线区域覆盖整个脑部，选择相位滤波器的大小，用来过滤掉背景引起的相位慢变化，进一步选择不加入计算的回波图像(仅用于相位和重T2*像)，去除T2*权重很轻的前几个回波以及最后几个由于衰减过度而信噪比很差的回波。核对计算参数后，进行运算，选择保存为功能图。最后将获得的幅度图采用层厚为20 mm, 进行最小信号强度投影(MIP)处理。将所有患者的多个序列MR图像导入GE ADW4.5工作站，将常规T1WI、T2WI、T2flair、增强T1WI图像和ESWAN图像采用对比分析浏览模式进行比较评分。

1.4　图像评价

图像评价均由2名具有5年以上中枢神经系统放射诊断经验的医师共同完成，评价结果有差异时共同商量最后确定。各序列间评价内容及标准: 肿瘤的边界、瘤周水肿、肿瘤的内部特征、肿瘤内的出血及血管结构，按0～3分进行评价。

① 肿瘤边界的评分标准: 0分，无法识别; 1分，识别范围<50%; 2分，识别范围≥50%; 3分，完整识别。② 瘤周水肿评分标准: 0分，指无水肿成分或无法识别; 1分，识别范围<50%; 2分，识别范围≥50%; 3分，完整识别。③ 肿瘤内部结构主要包括肿瘤内部出现的坏死及囊变成分，评分标准: 0分，指无法识别或无坏死结构; 1分，识别范围<50%; 2分，识别范围≥50%; 3分，指完整识别。④ 出血及血管结构是指肿瘤内部的磁敏感低信号区域，结合常规MR图像符合出血成分，代表肿瘤内不同时期出血成分，血管结构则表现为ESWAN图及常规MR图像上连续多个层面出现的管状低信号影，评分标准: 0分，指无出血成分或无法识别的出血及血管结构; 1分，识别范围<50%; 2分，识别范围≥50%; 3分，指可完整识别。

为了进一步定量分析磁敏感低信号对胶质瘤的术前评估价值，首先对的胶质瘤内磁敏感低信号的面积进行分级评分，并对进一步对磁敏感低信号比率进行评分[2]。对肿瘤内磁敏感低信号的面积评分的标准: 0分，无明显低信号; 1分，低信号最大径小于0.5 cm; 2分，低信号最大径在0.5～1 cm; 3分，低信号最大径大于1 cm, 肿瘤边缘的静脉低信号小计入评级。磁敏感低信号比即肿瘤内磁敏感低信号面积与肿瘤病灶区面积的比值，评分标准: 0分，指ESWAN图像上肿瘤内没有观测到低信号区; 1分，指ESWAN图像上所有层面的肿瘤内低信号面积小于肿瘤病变区的1/2; 2分，指ESWAN图像上至少有一个层面的肿瘤内低信号面积大于肿瘤病变区的1/2。

1.5　统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件进行分析，采用多组有序变量秩和检验(Kruskal-Wallis 检验)分析MR各常规序列以及ESWAN序列在显示肿瘤形态学特征，包括肿瘤的边界、瘤周水肿、肿瘤的内部特征、出血及血管结构是否存在差异进行比较。进一步采用Mann-WhitneyU检验，对各个序列完成两两比较。根据手术病理结果，汇总所有胶质瘤病例，按照WHO胶质瘤恶性程度分类标准，将WHO Ⅰ～Ⅱ级纳入低级别组, WHO Ⅲ～Ⅳ级纳入高级别组，采用WilcoxonT检验分析高低级别胶质瘤内磁敏感低信号的大小及比率的差异。

2　结　果

2.1　一般结果

本研究共收集颅内肿瘤患者68例，其中胶质瘤51例，脑膜瘤8例，室管膜瘤2例，血管母细胞瘤1例，少突胶质细胞瘤1例，转移瘤5例。胶质瘤按照WHO分级，其中WHO Ⅰ级6例, WHO Ⅱ级13例, WHO Ⅲ级9例, WHO Ⅲ～Ⅳ级10例, WHO IV 级13例。按照WHO胶质瘤分类标准, 19例纳入低级别组, 32例纳入高级别组。68例患者中, 1例患者由于扫描不配合未完成T2flair及ESWAN扫描被排除, 1例患者由于肿瘤位于前颅窝周围磁敏感伪影较重亦被排除，最终66例患者纳入本次研究。

2.2　ESWAN与常规MR序列在显示肿瘤形态学

特征方面进行比较

五种序列对肿瘤的形态特征进行评分，结果见表1。所有序列肿瘤边界评分差异无统计学意义。肿瘤的瘤周水肿、内部特征、出血及血管结构的评分五种序列差异有统计学意义，其中T2WI、T2-flair显示瘤周水肿效果最好，增强T1WI显示肿瘤内部特征最好, ESWAN显示肿瘤内出血及血管结构最好。

2.3　胶质瘤内磁敏感信号与胶质瘤病理分级

的相关性

19例低级别胶质瘤肿瘤内无磁敏感低信号为5例，所占比率为26.32%, 低级别胶质瘤的磁敏感低信号大小的平均评分为(1.63±1.16)分, 95%可信区间为1.07～2.19。32例高级别胶质瘤中均发现了磁敏感低信号区域，其中评分为2分的数量最多为18例，占56.25%, 高级别胶质瘤的磁敏感低信号大小的平均评分为(2.12±0.66)分, 95%可信区间为1.88～2.36。进行两样本比较的秩和检验，差异无统计学意义(U=240.50,P>0.05)。低级别胶质瘤磁敏感信号比率(即磁敏感低信号区占肿瘤病灶区的比率)的平均评分是(0.89±0.66)分, 高级别胶质瘤磁敏感信号比率的平均评分是(1.72±0.45)分, 低级别胶质瘤磁敏信号比率显著低于高级别胶质瘤(P<0.05)。见表2。

表1　不同MR序列对肿瘤形态特征评分

表2　胶质瘤内磁敏感低信号与胶质瘤病理分级的相关性

3　讨　论

3.1　ESWAN序列的基本原理及临床运用

ESWAN是一种建立在磁敏感加权成像技术(SWI)序列理论基础上开发的磁敏感加权成像序列，但ESWAN序列的图像后处理技术不同于与传统的磁敏SWI序列。ESWAN采集多回波的幅度和相位图计算多回波幅度平均值，而SWI采用的是用相位蒙片加权的方法获取顺磁性物质的对比度差异。多回波幅度平均计算模式提升了图像的信噪比，肿瘤内的出血成分含有含铁血红素以及肿瘤内的静脉结构也含丰富的脱氧血红蛋白，含铁血红素及脱氧血红蛋白均匀为顺磁性物质，因此能够与脑组织结构形成对比差异[3]。ESWAN目前已经广泛用于中枢神经系统疾病的诊断，比如颅脑外伤、血管畸形、神经退行性疾病等[4], 例如对弥漫性轴索损伤ESWAN较常规的SWI序列对小出血灶更加敏感，检出病灶数量显著增多，研究[5]证实ESWAN能够精确评估微出血灶，与患者的临床指标有显著的相关性，是提示患者临床预后的可靠的影像学方法。另外ESWAN对颅内弥漫性疾病如多发性硬化及血管淀粉样变性方面也具有优势，还可以用于对多发性硬化的定量评估。由于采用了多回波采集技术，能够利用不同的回波重建出颅内动脉及静脉，与磁共振TOF-MRA对具有较高一致性[6]。

3.2　ESWAN序列在显示颅内肿瘤形态学特征方面的情况

MR对颅内肿瘤的形态学显示具有独特的优势，在常规MR检查基础上，加做ESWAN序列，分析肿瘤内部磁敏感低信号的形态学特点，可以更加精确的在术前对肿瘤进行评估[7]。ESWAN采用三维扰相梯度回波重T2技术，尤其是采用高分辨率的扫描可提高微小病灶的检出率，可以有效减少部分容积效应的伪影，有利于精确判读是顺磁性物质的形态; 由于扫描采集三维模式采集图像，可获得空间分辨率各向同性影像原始数据，可进行多平面重建，多角度定量观察微细成分或结构。因此, ESWAN图像能较常规MR图像更好地显示病灶内部出血成份以及血管结构。研究结果表明, ESWAN图像除显示肿瘤内部的出血成分外，还能够了解肿瘤的供血动脉及引流静脉。这与其他学者报道的磁敏感加权成像序列应对颅内肿瘤特征显示相一致。Sehgal等[8]早在2005年就报道磁敏感成像能更好地显示肿瘤内部的出血成分，静脉血管，结合其他常规MR检查序列对肿瘤内部及周围的形态学特征提供更全面的信息，可以作为颅内肿瘤MR检查的较好的补充序列。

3.3　ESWAN对胶质瘤术前分级诊断的意义

MR检查是胶质瘤术前检查的重要手段，通过MR平扫常规序列能够判别肿瘤的边界，肿瘤的内部信号，采用钆剂增强扫描，观察肿瘤血供特点，利用形态学特征来推测胶质瘤级别，另外高级功能成像例如波谱成像、弥散成像、灌注成像的定量影像参数能够更加精确的对胶质瘤进行术前分级。早在1997年, Bagley等[9]就采用梯度回波的重T2磁敏感技术对23例胶质瘤患者进行成像，提出磁敏感低信号同胶质瘤分级具有一定相关性，在胶质瘤术前分级诊断具有潜在运用价值。Pinker等[10]研究发现，高分辨率磁敏感成像获取肿瘤内的低信号与PET及病理证实的肿瘤的分级具有相关性，磁敏感成像有望成为胶质瘤术前分级的无创新技术。Li等[11]对32例脑胶质瘤患者采用磁敏感成像与动态对比剂灌注成像研究发现，肿瘤内磁敏感低信号同灌注参数Ktrans具有中度相关性，胶质瘤中的低信号比率是胶质瘤分级诊断中最常用的一种辅助诊断方法, SWI序列可能是分析胶质瘤结构特点和评估其病理分型的一种有用的方法。Park等[12]在对41例胶质瘤患者采用磁敏感成像技术与灌注技术对比研究发现，肿瘤内磁敏感低信号同灌注测定的最大脑血流量高度相关，在对胶质瘤分级诊断效能上同动态灌注成像具有相当的诊断价值。本研究结果显示，高级别胶质瘤的肿瘤内的磁敏感低信号比率大于低级别胶质瘤的比率，这对胶质瘤的临床术前分级诊断有重要价值，提示肿瘤内磁敏感低信号成分与胶质瘤分级具有相关性，于文献研究结果相吻合。恶性程度越高的肿瘤内的磁敏感低信号成分越多，究其形成原因推测有以下几个方面[13-15]: ① 肿瘤新生血管为不成熟血管与胶质瘤级别有相关性，肿瘤细胞的恶性程度越大，其生长速度越快，不成熟肿瘤血管易出现出血; ② 肿瘤新生血管数量与胶质瘤级别有关。胶质瘤级别越高，其新生血管数量越多，密度越大，以满足肿瘤快速生长的需要。与高级别胶质瘤比较，低级别胶质瘤微血管密度明显降低。因此其ESWAN图像间接的反应了肿瘤内新生血管的质和量的情况, ESWAN图像评价胶质瘤内磁敏感低信号的比率，为术前胶质瘤的分级诊断提供重要的补充信息。

3.4　ESWAN对颅内肿瘤术前评估的局限性

ESWAN序列比较适用于接近颅顶磁敏感伪影较少的部位脑肿瘤的显示，对于接近颅底磁敏感伪影较重的地方，具有一定的局限性。ESWAN作为一种磁敏感加权成像序列，对磁场的不均匀尤为敏感，尤其在颅底部位，由于组织结构复杂，存在很多含气的结构如额窦、蝶窦、中耳乳突气房。临近这些部位脑组织的磁敏感伪影较重，影响结构的观察[16-18]。因此，对于发生在颅底部位的占位性病变，进行ESWAN扫描术前评估时，要考虑磁敏感伪影对病灶的干扰。另外, ESWAN序列进行全脑薄层3D扫描时，耗费时间较长，患者容易出现运动而产生伪影。因此，可以采用病灶局部范围的ESWAN靶扫描的方法，这样既可以缩短扫描时间，还能减少扫描范围将磁敏感伪影较重部位排除在外或者尽量少包括，从而提高ESWAN对病灶特征的显示[19-21]。

颅内肿瘤术前影像评估包括肿瘤的定位和定性，通过MR成像全方位显示重要形态学特征对手术计划制定具有重要意义。ESWAN序列作为一种新的磁敏感加权成像序列，突出显示肿瘤的内部出血及血管结构，对磁敏感低信号的量化分析，为颅内肿瘤尤其是胶质瘤的术前分级诊断提供重要依据。因此ESWAN序列可作为颅内肿瘤MR扫描的良好补充序列，尤其是对胶质瘤分级诊断具有一定价值。

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