祝玉琦 尹 波 黎 元

胶质瘤是中枢神经系统内最常见的恶性肿瘤，胶质瘤的分级诊断具有重要临床意义。2016 年版WHO分级标准根据恶性程度将其分为低级别胶质瘤（lowgrade gliomas，LGG；WHO Ⅰ、Ⅱ级）和高级别胶质 瘤（high-grade gliomas，HGG；WHO Ⅲ、Ⅳ级）［1］。LGG 进展相对较缓，预后好，中位生存期为10～12.9 年［2］；HGG 往往进展迅速，预后较差，其中胶质母细胞瘤（WHO Ⅳ级）中位生存期仅为18 个月。然而，高、低级别胶质瘤患者早期大多均表现为头痛、头晕、呕吐，部分合并有癫痫，症状不具有特异性，对其进行分级诊断较为困难。因此，如何采取有效的检查方式帮助临床医生实现对胶质瘤的术前分级诊断，以便尽早确定患者的治疗方案并改善其预后，便显得十分关键。随着磁共振新技术的发展，多功能成像已逐渐替代以往的常规MRI 检查。常规MRI多采用T1WI、T2WI与注射造影剂即钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）检查胶质瘤。而如今，扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）、磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）及磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）等多种功能成像技术逐渐在胶质瘤诊治中发挥越来越重要的作用，以下将简要介绍各类磁共振新技术在胶质瘤分级诊断中的应用。

扩散加权成像

DWI 是一种无创检测活体水分子扩散运动的成像方法，其中表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）是最常用的反映水分子扩散能力的参数，水分子的扩散运动越强，ADC 值越大。LGG 结构相对疏松，水分子扩散不受限，因此DWI一般为等或稍高信号，ADC值较高。HGG结构紧密，水分子扩散受限，因此DWI 常表现为高信号，ADC值往往偏低。Bai等［3］不仅强调了DWI在胶质瘤术前评估中的重要作用，还比较了单指数、双指数、双拉伸指数3 种不同DWI 模型对于胶质瘤分级的诊断性能。但也有学者提出，由于HGG 病灶中心常伴坏死囊变，此时DWI 有低信号混杂，并不能很好地对肿瘤进行分级诊断，而只能鉴别肿瘤实体区和囊变区。DWI 采集信号时瘤体血管的灌注信息也被采集，使得DWI 对胶质瘤的分级诊断出现明显偏倚，目前结果尚有争议。

1. 扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）

DTI是在DWI基础上发展起来的一种对脑白质纤维束进行成像的新技术，DTI主要参数有各向异性分数（FA），平均扩散率（MD），纤维密度指数（FDi）。LGG 的FA 值往往低于HGG，但MD 与FDi值均高于HGG，当前相关研究得出LGG与HGG各自参数差异有统计学意义，但仍未明确统一其分级诊断的阈值。DTI 所得纤维束成像图（diffusion tensor tractography，DTT）能直观显示神经纤维束与邻近病灶的解剖关系，将胶质瘤对周围纤维束的改变分为破坏、浸润和移位3 种类型，从而对肿瘤进行分级诊断。

2. 体素内不相干运动扩散加权成像（intravoxel incoherent motion⁃DWI，IVIM⁃DWI）

IVIM⁃DWI也是基于DWI发展出的可无创评价活体组织内分子扩散及灌注状态的功能成像技术，换而言之，IVIM 可以同时获得DWI 与PWI。因此，理论上IVIM 与常规DWI 相比具有更明显的优势。其参数除包括表观扩散系数（ADC）外，还有纯扩散系数（D），快扩散系数（D*）和灌注分数（f）。根据高、低级别胶质瘤各自的病理特性可得出，LGG 的ADC、D 和f 值较高，而D*值往往较低。Hu 等［4］阐述了应用IVIM-DWI 对胶质瘤进行分级的情况，他们分别讨论了ADC、D、D*及f 值与胶质瘤级别的关系，获得了上述各值针对胶质瘤分级的灵敏度、特异度及其临界值。其中ADC、D、f 和D*值的曲线下面积（area under curve，AUC）、灵敏度、特异度和截值分别为0.926、 100%、 82.8% 和0.700×10-3mm2/s， 0.942、92.3%、86.2% 和0.623×10－3mm2/s，0.902、92.3%、86.2%和35.3%，0.798、79.3%、84.6%和0.303×10－3mm2/s。由此得出D 和ADC 值最具诊断意义，其次为f 值，而D*值的诊断价值最低。Togao 等［5］也报道了类似的研究结果，即LGG 中的ADC 和D 值较HGG高，f值明显低于HGG，D*值在两者间差异无统计学意义。其中，f 值的AUC 值为0.95，显示出最高的分级诊断性能；D 和ADC 值均显示出中等诊断性能，且D 值更具优势；D*值的AUC 为0.60，诊断性能较低。

综上，IVIM-DWI 可以作为一种定量的、较准确的成像方法来区分HGG 和LGG，其中f 和D 值为区分HGG、LGG 的最佳诊断参数，D*值的诊断能力较差。以上几项参数值的综合评估对胶质瘤的分级诊断显示出了很大价值。

灌注加权成像

PWI是评估胶质瘤血管生成和毛细血管通透性的新技术之一，它能够为脑肿瘤的分级诊断提供可靠信息。PWI 目前主要分为动态对比增强（dynamic contrast-enhanced，DCE）、动态磁敏感对比增强（dynamic susceptibility contrast，DSC）和动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）3种。

1. 动态对比增强

DCE 获得的多个灌注参数可以反映肿瘤内血管的功能状态和特点。常用的有容积转运常数（Ktrans）、血管外细胞外容积比（Ve）、对比剂血浆容积（Vp）、速率常数（Kep）等。作为常用的参数，Ktrans值能反映瘤体微环境毛细血管通透性［6］。在Li等［7］的研究中，阈值为0.054/min 时，Ktrans的AUC 为0.941，为分级诊断提供了最佳的灵敏度与特异度，分别达94.1%和93.3%。Ve是评价脑胶质瘤恶性程度的另一个较为可靠的指标，Ve值增加提示血管外细胞外间隙扩大，对比剂由毛细血管内向组织间隙扩散更容易，同时也提示肿瘤局部发生坏死的可能。Li 等［7］的研究同时得出，当Ve阈值为0.296 时，AUC 为0.937，区别高、低级别胶质瘤的灵敏度及特异度分别为92.9%和91.7%，且他们发现Ktrans和Ve有良好的正相关性。

由此可见，DCE 克服了传统成像的局限性，将体现胶质瘤血管渗透性能的相关参数定量计算出来，真实反映血脑屏障的破坏程度以及血管的病理生理改变，从细胞和分子水平来评价胶质瘤的恶性程度，为脑胶质瘤术前分级提供了可靠的影像学依据。

2. 动态磁敏感对比增强

DSC 通过注射对比剂Gd-DTPA 显像，可获得相对脑血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）、相对脑血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）等参数。胶质瘤级别越高，微血管密度越高，rCBV增加就越明显，因此rCBV 增加的多少是判断胶质瘤恶性程度的重要指标。Soliman 等［8］通过研究得出HGG 的瘤内和瘤周rCBV 均显著高于LGG，其瘤内rCBV截值为2.9时，灵敏度、特异度及准确度分别为80%、100%和85.7%；瘤周rCBV 的截值为0.7 时，其灵敏度、特异度及准确度则分别为100%、66.6%和90.5%。

综上可见，DSC 成像技术的胶质瘤分级诊断价值明显高于常规MRI。

3. 动脉自旋标记

ASL是一种无创性灌注技术，它利用动脉血中的水质子作为内源性示踪剂，不仅可以定量评价脑血流量（CBF），还可以反映脑肿瘤内部的微血管分布，因此，其对脑胶质瘤的分级有重要意义。血管生成随胶质瘤从低级到高级的转变而发生变化。Xiao 等［9］研究发现，LGG 的局部CBF 低于HGG，差异有统计学意义，表明ASL 灌注成像可以用于胶质瘤的分级，这为胶质瘤术前分级诊断提供了重要信息。其他相关研究［10］也印证了该结论：通过ASL 得到的CBF 值随着胶质瘤病理分级的增加而增加，其分级诊断的灵敏度与特异度最高分别可达83.2%和77.7%。

综上，ASL对于胶质瘤的分级诊断具有较高的准确度，且该技术安全、方便，不需要磁共振对比剂，局部脑血流测量简便易行，在临床上有较为广泛的使用前景。

磁敏感加权成像

SWI 是以T2 加权梯度回波序列为基础，利用不同组织间的磁敏感性差异来成像的MRI 序列，肿瘤内点状低信号代表出血，线状低信号代表新血管形成。 目前将瘤内磁敏感信号（intra tumoral susceptibility signal，ITSS）程度分为4 级：ITSS 0 级为无特殊信号；ITSS 1 级为1～5 个点状或细线样信号；ITSS 2 级为6～10 个点状或细线样信号；ITSS 3级为11 个及以上的点状或细线样信号。研究发现这种ITSS 分级与胶质瘤的等级密切相关。Li等［11］使用3T SWI 检测到LGG 的瘤内出血和血管形成信号少于HGG，Ⅱ级胶质瘤的ITSS 低于Ⅲ或Ⅳ级胶质瘤；Saini等［12］也发现，HGG 的ITSS评分明显高于LGG，差异有统计学意义。与此同时，胶质瘤治疗后出现钙化可作为阳性反应的影像学标志，Hsu 等［13］提出SWI有助于识别这种瘤内钙化。他们还指出对比增强SWI（CE-SWI）可以清晰显示高级别胶质瘤肿瘤边缘。

由此可见，SWI 和CE-SWI 是诊断、术前分级、治疗后监测和胶质瘤评估不可或缺的手段。

磁共振波谱成像

MRS 是目前是唯一可无创检测体内代谢情况的技术，它可通过对比高、低级别胶质瘤的代谢产物比例差异，区分肿瘤级别。常检测的微量代谢物有N-乙酰天冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）、乳酸（Lac）、脂质（Lip）等。Aggarwal等［14］研究发现，Cho/NAA 比值在鉴别HGG 和LGG 中的灵敏度为78.2%，特异度为84.0%，准确度为82.2%。一些学者研究还发现Cho/Cr 也可以区分高、低级别胶质瘤。Nakamura 等［15］则进一步发现，同时获得乳酸峰和脂质峰的频率在各级别脑胶质瘤中不同，在Ⅰ、Ⅱ级脑胶质瘤中为0%，Ⅲ级脑胶质瘤中为8.3%，Ⅳ级脑胶质瘤中为44%。

由此可见，Ⅳ级脑胶质瘤与其他级别胶质瘤的代谢物存在明显不同，利用MRS 技术可以从肿瘤组织代谢的角度进行胶质瘤的分级诊断与评价。

总结与展望

综上所述，提高胶质瘤分级诊断准确率离不开磁共振成像具有特征性的功能成像技术，合理利用这些新技术有助于精确诊断颅内胶质瘤，从而可根据其病情采取个性化治疗措施，提高患者生存时间与生活质量。未来，综合MRI 多模态功能成像技术，将会提高胶质瘤的分级诊断效率，随着软、硬件的发展，新成像技术也非常值得期待。