磁共振扩散加权成像在鉴别脑脓肿与多形胶质母细胞瘤中的应用

磁共振扩散加权成像在鉴别脑脓肿与多形胶质母细胞瘤中的应用

mri对脑损伤的诊断和识别具有重要的临床意义，明显改善。既往的T1WI、T2WI及动态增强扫描从病灶形态学﹑血供上反映病变组织的特点。磁共振扩散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)是一种新型的磁共振功能成像技术,主要通过水分子的微观运动反映机体组织结构的生理、病理状态,其最先应用于脑部的急性梗塞。Brunberg等报道,DWI可根据表观弥散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)值和弥散各向异性的变化来鉴别肿瘤中的坏死、囊变、瘤周水肿和肿瘤的实性强化,国内学者也做了大量研究。ADC值是定量指标,可对不同病变的定性诊断提供量化标准。本研究通过对脑部扩散加权成像及ADC值测量的研究,以提高MR对脑脓肿和多形胶质母细胞瘤的诊断正确率。1对象和方法1.1脑水肿,多形胶质母细胞瘤回顾性分析我院2005-12-13-2010-05-06收集的脑脓肿和多形胶质母细胞瘤31例,其中脑脓肿23例,多形胶质母细胞瘤8例。男20例,女11例。年龄25～75岁,中位年龄43岁。其中25例经手术后病理确诊,其余6例经CT、数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)等综合影像分析和随访确诊。1.2tt1液体衰减偏转恢复序列及条件使用美国GESignaHD1.5T超导型磁共振成像仪,所有病例均作常规MR、DWI以及增强扫描。常规增强剂Gd-DTPA,剂量为0.1mmol/kg,速率2mL/s。扫描位置包括轴位、矢状位和冠状位。快速自旋回波(FSE)T1WI:TR1500ms、TE12ms;T2WI:TR3500ms、TE104ms;T1液体衰减反转恢复序列(FLAIR):TR2064ms、TE11.2ms、TI750ms;FLAIR:TR8902ms、TE101ms、TI2200ms。采用头颅八通道线圈,层厚6mm,层间隔2mm,视野(fieldofview,FOV)24cm×18cm,矩阵256×192。DWI采用单次激发自旋回波-回波平面成像(spinechoechoplanarimaging,SE-EPI)序列,TR8000ms,TE102ms,在X、Y、Z3个方向上施加扩散梯度,扩散敏感系数(b值)为0及1000s/mm2,层厚及间隔与常规扫描一致,FOV24cm×24cm,矩阵128×128。1.3脑实质测量及评价ADC值的计算:应用GE1.5TMR机固有Funtool功能软件对ADC图像进行值的测量。由2位有经验的放射科医师对DWI的磁敏感性伪影、化学位移伪影及相位编码方向上的鬼影等进行评价,同时测量患者的正常侧对应部位脑实质的信号强度作为对照。所有病变区的ROI>5mm2,且对每个病变区包括病变中心的坏死区、周围水肿、壁及对侧正常脑实质进行至少3次信号测量。并根据以下公式计算出病变的ADC值,S1、S2分别为施加梯度脉冲前后的同一部位的组织信号强度,b2=1000s/mm2,b1=0s/mm2。对每例患者的病灶中心、壁、周围水肿、对侧正常脑实质均计算ADC值,并以x¯±sx¯±s表示。ADC=lnS1/S2b2−b1ADC=lnS1/S2b2-b11.4统计方法采用SPSS13.0统计软件包,两组或多组独立样本等级资料的χ2检验及相关分析。检验水准α=0.05。2结果2.1手术病理和术后护理共手术25例(胶质母细胞瘤7例,脑脓肿18例),治疗随访6例(脑脓肿5例,胶质母细胞瘤1例)。2.2dwi及dwi特征8例胶质母细胞瘤均以T1WI低信号、T2WI高信号为主,其中囊变区T1WI信号更低、T2WI信号更高,增强扫描病灶全部呈环状强化,壁不规则,周边水肿明显,中线结构移位(7/8),其中显示强化壁结节(5/8),见图1A,DWI表现大部分混杂高信号(图1B),ADC图像上呈高信号(图1C)。脑脓肿以T1WI低信号、T2WI高信号为主,增强扫描病灶全部呈环状强化,周边水肿明显(22/23),见图2A,DWI表现高信号(22/23),见图2B,1例高且混杂信号(1/23),ADC图像上低信号(图2C)。1例脑脓肿早期炎症期脓腔尚未完全形成,脓腔很小。2.3脑水肿正常对比皮质数字皮质中adc值8例胶质母细胞瘤中心坏死区、壁和周围水肿的平均ADC值分别为(2.07±0.031)×10-3、(1.64±0.254)×10-3和(1.39±0.164)×10-3mm2/s。23例脑脓肿中心坏死区、壁和周围水肿的平均ADC值分别为(0.33±0.15)×10-3、(1.14±0.06)×10-3和(1.74±0.21)×10-3mm2/s。脑脓肿正常对比皮质平均ADC值为(0.78±0.18)×10-3mm2/s,胶质母细胞瘤正常对比皮质平均ADC值为(0.79±0.15)×10-3mm2/s。通过χ2检验及相关分析结果显示脑质母细胞瘤和脑脓肿中心坏死区、壁和周围水肿的平均ADC值均差异有统计学意义,P<0.05,正常对比皮质各组间的ADC值无明显差异。3dwi的差异脑脓肿和胶质母细胞瘤早期鉴别诊断对制定治疗方案很重要。但有很多不典型病例因常规CT﹑MR在形态上非常相似,鉴别有很大的难度,两者均可表现为环形强化以及不同程度的周边水肿,其影像诊断往往直接影响临床治疗手段的选择。本研究就1例28岁男性患者脑脓肿误诊胶质母细胞瘤。磁共振扩散加权成像是唯一能反映活体组织内水分子扩散运动的成像技术,它可以通过测定病灶中心及瘤壁和周边水肿的ADC值来反映在正常脑组织中水分子的微观运动情况,水分子向三维空间各个方向扩散的量不同,存在各向异性扩散,水分子在平行于神经纤维的方向较垂直其方向上更易扩散。因此取3个不同方向的DWI上所测的ADC平均值,便可消除各向异性的干扰。在人体,自由水的ADC值大约为2.5×10-3mm2/s,正常脑组织的ADC值为(0.7～0.9)×10-3mm2/s,脑组织亚急性或慢性病变的ADC值多为升高,ADC异常变化的上下限为(0.4～2.5)×10-3mm2/s,通过分析病灶的组织结构ADC值,帮助疾病的诊断。Ebisu等首先报道了脑脓肿于DWI上呈高信号。本研究发现23例脑脓肿脓腔在DWI上均呈明显高信号,ADC值较低。而胶质母细胞瘤内囊变、坏死呈明显低信号、ADC值较高。脑脓肿和坏死、胶质母细胞瘤理化特性不同,所以在DWI上也有显著性差异。大多数学者认为脑脓肿脓腔内含有大量的炎性细胞、细菌、坏死组织及蛋白分泌物的黏稠液体,高黏稠度使脓液内水分子的扩散受限,所以在DWI上表现为高信号,ADC值较低。而脑肿瘤坏死、囊变区主要是坏死物,其黏稠度较低,故在DWI上表现为低信号,ADC值较高。但脑脓肿在DWI上并不都呈高信号,ADC值也可能比脑实质的ADC值还高,本病了1例脑脓肿ADC值为1.88×10-3mm2/s,可能与部分容积效应有关。有1例脑脓肿ADC值为0.81×10-3mm2/s,与对侧脑实质ADC值十分接近。脑肿瘤囊变、坏死在DWI上也可能呈高信号。Chang等有过类似的报道。形成的原因还没有统一的认识。本研究也有1例脑胶质瘤DWI呈稍高信号,ADC值较低。DWI在鉴别脑脓肿和坏死、囊变脑肿瘤方面比常规MR有更高的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值。DWI提供了常规MR所不能提供的脑组织水分子微观物理运动的信息,成为常规MR鉴别诊断脑脓肿和坏死、囊变脑肿瘤必要的补充。多数学者认为,各向异性广泛存在于脑组织中。在活体生物组织中,由于受到呼吸运动、心脏及脉搏搏动、微循环及胃肠蠕动等的影响,很难直接测到各组织的真正扩散系数D值,而用表观扩散系数(ADC)来表示。不同性质病变的ADC值各不相同,因而通过ADC值的测定可以对病变进行量化分析。DWI静止的组织由于无散相位,其信号强度不受影响。现在研究的初步结论认为,DWI序列ADC值能提供某