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3D动脉自旋标记、弥散张量成像联合常规MRI鉴别诊断颅内血管外皮细胞瘤与血管瘤型脑膜瘤

2020-11-17吴奕君郑克华王代忠

中国医学影像技术 2020年10期
关键词:脑膜瘤脑膜影像学

胡 瑞,吴奕君,陈 文,郑克华,王代忠,徐 霖*

(1.十堰市太和医院影像科 湖北医药学院附属医院,2.病理科,湖北 十堰 442000)

颅内血管外皮细胞瘤(hemangiopericytoma, HPC)属颅内少见恶性肿瘤,术后易复发及转移,术前诊断主要依靠影像学检查,鉴别颅内HPC与脑膜瘤常感困难,尤其是血管瘤型脑膜瘤(angiomatous meningioma, AM)这一脑膜瘤亚型,与HPC均属富血供颅内脑外肿瘤,发病部位及影像学表现均极为相似,临床误诊率极高;但AM为良性肿瘤,二者生物学行为不同,手术方案及预后也不同,术前精准诊断对于选择手术方式及预后评估意义重大[1-3]。本研究回顾性分析HPC和AM平扫、增强MRI表现及弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)、3D动脉自旋标记(3D arterial spin labeling, 3D ASL)成像,观察常规MRI特征结合功能成像参数对HPC及AM的诊断效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年3月—2019年7月于十堰市太和医院经手术病理证实的15例HPC(HPC组)与11例AM(AM组)患者的临床及MRI资料。HPC组男7例,女8例,年龄26~61岁,平均(43.6±10.1)岁;AM组男8例,女3例,年龄25~71岁,平均(54.5±13.0)岁;均接受MR平扫及增强检查,6例HPC与5例AM接受DTI及3D ASL扫描。

1.2 仪器与方法 采用GE 3.0T Discovery MR 750W扫描仪,8通道头线圈,行常规MR平扫、增强及DTI、3D ASL成像,轴位图像覆盖全脑。扫描序列和参数:T1W,TR 2 009 ms,TE 22.7 ms;T2W,TR 5 083 ms,TE 103 ms;T2液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR),TR 9 000 ms,TE 137 ms,TI 2 465 ms。采用平面回波成像(echo planar imaging, EPI)序列行DTI扫描,21个方向,TR 7 011 ms,TE 97.4 ms,FOV 25.6 cm×25.6 cm,矩阵128×128,层厚5 mm,层间距1.5 mm,NEX 2,b=0、1 000 s/mm2。采用背景抑制、伪连续性标记、螺旋K空间填充的快速自旋回波(fast spin echo, FSE)信号读取方式行3D ASL扫描,TR 4 746 ms,TE 10.7 ms,TI 1 525 ms,FOV 25.6 cm×25.6 cm,矩阵512×8,层厚4 mm,层间距0,NEX 3,PLD 1.5 s。注射对比剂Gd-DTPA 0.2 mmol/kg体质量后行动态增强扫描,先后采集轴位矢状位及冠状位T1WI。

1.3 图像分析 将DTI及3D ASL原始图像传至Functool 2 ADW4.5后处理工作站,分别获得脑血流量(cerebral blood flow, CBF)图各向异性分数(fractional anisotropy, FA)图及表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图;将所有后处理参数图与增强薄层T1WI进行融合图像,手动勾画病灶最大层面的相邻3个不同层面的轮廓进行测量(图1、2),取平均值;再于CBF图上分别选取高灌注及低灌注区,以相同ROI进行多点测量并取平均值。由2名具有10年以上工作经验的副主任医师采用盲法进行判读、确定MRI征象,意见不同时经讨论达成一致。

图1 患者男,26岁,HPC A.CBF与增强T1WI融合图显示平均CBF值133.18 ml/(100 g·min),高灌注区CBF值248.15 ml/(100 g·min),低灌注区CBF值55.84 ml/(100 g·min);B.FA与增强T1WI融合图(FA值0.12);C.ADC与增强T1WI融合图,ADC值1.20×10-3 mm2/s

图2 患者男,66岁,AM A.CBF与增强T1WI融合图示平均CBF值297.32 ml/(100 g·min),高灌注区CBF值545.06 ml/(100 g·min),低灌注区CBF值120.94 ml/(100 g·min);B.FA与增强T1WI融合图(FA值0.21);C.ADC与增强T1WI融合图,ADC值1.05×10-3 mm2/s

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料以±s表示,计数资料以频数表示。采用χ2检验比较2组患者性别和病变的常规影像学特征(形态、平扫信号、囊变坏死、瘤周水肿、血管流空、基底及脑膜尾征);以两独立样本t检验比较2组患者年龄和功能成像参数,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

HPC组平均CBF及FA均低于AM组(t=-8.99,P<0.01;t=-3.66,P<0.01),ADC高于AM组(t=2.61,P=0.02);HPC组高灌注区和低灌注区CBF均低于AM组(t=-15.13,P<0.01;t=-8.30,P<0.01);HPC患者平均发病年龄低于AM(t=-2.39,P=0.02)。见表1。

表1 HPC组与AM组ASL及DTI参数比较(±s)

表1 HPC组与AM组ASL及DTI参数比较(±s)

组别平均CBF[ml/(100g·min)]高灌注区CBF[ml/(100g·min)]低灌注区CBF[ml/(100g·min)]FAADC(×10-3mm2/s)HPC组(n=6)132.64±8.90247.82±25.8965.66±10.540.12±0.011.15±0.04AM组(n=5)335.89±55.06524.18±34.76128.13±14.430.18±0.041.07±0.05t值-8.99-15.13-8.30-3.662.61P值<0.01<0.01<0.01<0.010.02

相比AM,HPC较更易出现分叶征(χ2=9.09,P<0.01)及囊变坏死(χ2=9.38,P<0.01),T1WI多以等高信号为主(χ2=27.78,P<0.01),T2WI多以等低信号为主(χ2=16.33,P<0.01),瘤周水肿程度轻(χ2=19.25,P<0.01),血管流空影更常见且更粗大(χ2=9.02,P=0.01),多与硬脑膜多为窄基底相连(χ2=28.54,P<0.01),而脑膜尾征少见(χ2=25.00,P<0.01)。2组患者性别差异无统计学意义(χ2=1.69,P=0.19)。见表2。

表2 HPC组与AM组患者一般资料及病灶影像学特征比较(例)

3 讨论

HPC于各年龄段均可发病,好发于38~45岁中年男性;AM好发于中年女性。本研究2组患者性别差异无统计学意义,考虑主要是样本量较少所致;HPC发病平均年龄偏小,与既往研究[4-5]基本相符。

本研究显示2组病变均以高灌注为主,HPC组平均CBF、高灌注区和低灌注区CBF均低于AM组,二者均为富血供肿瘤,增强显示强化幅度均很高,无法量化差异。3D ASL技术以动脉血中的质子为内源性示踪剂进行灌注加权成像(perfusion weighted imaging, PWI),不需引入外源性对比剂即可定量分析局部血流[6-8],可定量分析HPC与AM的灌注差异。本研究结果显示HPC组具有相对较低的灌注表现,原因可能在于HPC血管壁较AM为薄,管腔较大,血管阻力较小,血流速度较快;HPC具有一定侵袭性,细胞密集程度高,核浆比大,压迫肿瘤血管导致其灌注低于AM。

FA反映水分子各向异性成分在整个弥散张量中的占比,ADC反映水分子弥散的能力。本研究中HPC组FA低于AM组,ADC高于AM组,提示HPC组FA弥散差别较小,而AM组FA弥散差别较大,可能与HPC组肿瘤内部更易发生囊变坏死,导致结构弥散的方向性丧失,弥散各向异性发生改变,复杂程度减低,相对更不受限有关,表现为FA减低和ADC升高。

HPC属于恶性肿瘤,生长速度相对较快,瘤体形态不规则,虽然血供丰富,但内部容易出现囊变坏死。AM具有良性肿瘤生长缓慢的特点,多表现为类圆形改变,强化均匀,较少出现囊变坏死。本研究发现HPC组更易出现分叶征及囊变坏死,与既往研究一致[9]。

本研究还发现平扫MRI征象对于鉴别二者有一定帮助。HPC组T1WI以等高信号为主,T2WI以等低信号为主,可能与HPC细胞密集程度高、核浆比大、细胞间质含有丰富的网状纤维有关;AM表现为明显T1WI低信号、T2WI高信号,可能与AM纤维成分少且具有成熟的血管结构有关。与AM比较,HPC瘤周水肿程度较轻,与文献报道一致[10-12],可能与肿瘤生长速度有关:AM生长缓慢,长期压迫周围脑实质,可能更易出现瘤周水肿,且程度更重,具体机制有待进一步观察。HPC内的血管壁较薄,管腔相对较大, 而AM瘤内血管壁相对较厚,管腔相对较小。HPC肿瘤内部血管流空影更常见且更粗大。

HPC起源于间叶毛细血管的Zimmerman细胞,而非脑膜上皮;AM起源于蛛网膜帽状细胞,二者起源不同。HPC较少累及硬脑膜,且生长速度快,脑膜尾征较少见,侵及硬脑膜时,常以窄基底连于硬脑膜上;AM与硬脑膜连接紧密,脑膜尾征常见,且以宽基底与硬脑膜相连。

本研究利用3D ASL、DTI技术分别从血流灌注和瘤内微结构角度进行定量观察,并联合常规MRI特征以期达到术前精准诊断。3D ASL技术无创,无需对比剂,扫描速度快,具有良好的可重复性,且图像质量高,对富血供不同肿瘤可从灌注角度显示其细微差别。DTI除可提供DWI的ADC信息以外,还能定量显示FA差异。将灌注和DTI参数定量信息变化与部分常规MRI影像特征相互印证、补充,可准确量化差异。但本研究仍存在一些不足:HPC与AM发病率均较低,累积数年样本量仍相对较少,接受DTI与ASL检查者更少,有待增加样本量进一步验证。

综上所述,采用无创3D ASL、DTI技术联合常规MRI征象可有效提高术前影像学诊断HPC与AM的准确性,为临床选择手术方式及预后评估提供重要信息。

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