不同类型脑转移瘤的磁共振灌注特点分析

周欣 刘尼军 张华文 周琳 周浩亮

(陕西省核工业二一五医院影像科，陕西 咸阳 712000)

脑转移瘤大约占颅脑肿瘤的20%～40%[1]，是最常见的颅内恶性肿瘤，尽管脑转移瘤常能够根据患者的原发肿瘤的病史及影像学表现而明确诊断，但少数患者以脑转移瘤为首发症状而就诊的，如果灌注特征与其病理类型有一定关系，就可以结合灌注特点判断原发肿瘤的来源或病理分型，指导临床尽快找到原发灶。尤其是对于难以发现原发肿瘤的患者，可根据影像学资料制定相应的治疗方案，达到治疗性诊断的目的。

对象与方法

一、临床资料

搜集我院2014年1月至2017年4月的经临床证实的脑转移瘤患者51例，其中男31例，女20例，年龄29～84岁，平均年龄(61.0±3.5)岁。其中原发的肺腺癌15例，肺神经内分泌癌4例，肺鳞癌8例，肺小细胞癌6例，乳腺癌10例，肾透明细胞癌4例，胃肠道腺癌2例，黑色素瘤2例。所有患者均行磁共振平扫、增强及动脉自旋标记法(arterial spin labeling, ASL)灌注成像中的检查。本组有12例患者以恶心、呕吐、头痛头晕等症状为首发症状。

二、扫描方法

使用美国通用电气公司的3.0 T 750超导型磁共振扫描仪，头颅线圈，颅脑常规采用快速自旋回波序列，先行颅脑横断位T1加权成像(T1weighted-imaging, T1WI)、T2加权成像(T2weighted-imaging, T2WI)、T2液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)序列、矢状位T1WI及ASL序列；后行横断、矢状和冠状位T1WI增强扫描。层厚5 mm，层间隔0.5 mm，视野230 cm×230 cm，矩阵256×256，激发次数3次。造影剂采用顺磁性对比剂马根维显，剂量为0.1 mL/kg，注射速率为4 mL/s，注射结束后5～10 min内完成扫描，最后注射等量的生理盐水冲洗。

三、图像后处理

由3名高年资以上医师分别观察扫描图像，观察指标包括：转移灶数目、形态、信号，瘤周水肿程度，病灶增强形式及ASL灌注强度等。转移灶水肿程度分为四个等级[2]，无水肿：转移灶周围无明显水肿带；轻度：水肿范围小于转移灶最大径的1/2；中度：水肿范围在转移灶最大径的1/2与最大径之间；重度：水肿范围大于转移灶最大径。增强形式分为三种：环状型、囊实型和结节型。应用后处理工作站测量患侧及对侧镜像的脑血流量(cerebral blood flow, CBF)值，所选病灶均为同一病例中体积最大的病灶，CBF值的测量均选取病灶灌注程度最高的位置，感兴趣区取50 mm2。灌注程度的高低与对侧相同位置的正常白质灌注程度比较。

四、统计方法

结 果

鳞癌和小细胞肺癌的脑转移瘤灌注CBF值与对侧正常脑白质相比呈等灌注或略低灌注，t值分别为0.466和0.047，两组P>0.05，无明显的统计学差异，余6组脑转移瘤的灌注CBF值均明显高于对侧正常脑白质，P<0.05，有显著的统计学差异。8组脑转移瘤的CBF值行多组定量资料的方差分析，F=20.46，P<0.01。神经内分泌癌的脑转移瘤与肺腺癌、肺鳞癌、肺小细胞癌、乳腺癌、透明细胞癌、胃肠道腺癌及黑色素瘤的脑转移瘤组间差异均有统计学差异(P<0.05)；肺鳞癌与肺小细胞癌的脑转移瘤组间差异无统计学意义(P>0.05)，以上2组分别与神经内分泌癌、肺腺癌、乳腺癌、透明细胞癌、胃肠道腺癌、黑色素瘤的脑转移瘤组间差异均有统计学差异(P<0.05)；肺腺癌、乳腺癌、透明细胞癌、胃肠道腺癌、黑色素瘤的脑转移瘤5组组间差异均无统计学意义(P>0.05)，以上5组分别与神经内分泌癌、肺鳞癌、肺小细胞癌的脑转移瘤组间差异均有统计学意义(P<0.05，表1)。

Metastatic tumors of different types CBF (mL/100g·min)Lesion locationContralateraltP Adenocarcinoma of lung86.72±16.36a36.72±17.1210.3960.028a Neuroendocrine carcinoma212.35±25.47a40.33±13.494.0130.007a Squamous cell carcinoma42.64±17.81b39.93±16.750.4660.357b Small cell lung cancer39.85±23.56b44.24±21.250.0470.058b Breast cancer92.68±34.70a38.34±17.6312.2010.009a Renal carcinoma80.42±14.75a41.81±19.2119.9650.012a Adenocarcinoma of digestive tract78.65±20.33a37.27±16.629.9520.025a Melanoma84.42±10.23a38.33±18.1023.6920.002a ANOVAF=20.46cP<0.01

aP<0.05,vsContralateral;bP>0.05,vsContralateral;F=20.46,cP<0.01,vsSquamous cell carcinoma and small cell lung cancer.

讨 论

一、脑转移瘤的临床特征

脑转移瘤是颅内最常见的恶性肿瘤，其原发肿瘤常为肺癌、乳腺癌、胃肠道癌、透明细胞癌、黑色素瘤等[4]，其中以肺癌多见，本组肺癌占64.7%。本组共51例脑转移瘤，平扫发现转移灶共83个，增强扫描发现转移灶共149个，单发转移瘤31例，多发转移瘤20例。平扫瘤体信号各异，短T1短T2信号(8例)、长T1短T2信号(13例)、等长T1等长T2信号(10例)、长T1等T2信号(13例)、长T1长T2信号(7例)。

二、脑转移瘤磁共振增强特点

对于脑转移瘤的诊断，MRI增强薄层扫描能发现平扫不能发现的微小转移瘤[4-6]。脑转移瘤按病灶性质分为三种类型：囊性病灶，呈薄壁环形强化；囊实性病灶，增强扫描呈中等至显著强化；实性病灶，增强扫描呈结节样强化。

根据原发肿瘤病理特点来分，肺腺癌的脑转移瘤15例，多发囊性或囊实性病灶，体积较小，中等至显著强化，重度水肿多见；这种表现与肺腺癌恶性程度较高，倾向于腔外生长，早期即可侵犯血管、淋巴管，进而产生诸多癌灶[7-8]的病理特征有关。肺神经内分泌肿瘤的脑转移瘤4例，多靠近脑表，镰旁或颅骨内板下，单发、实性或囊实性病灶，增强呈显著强化，周围轻至中度水肿(图1A)。肺鳞癌脑转移瘤8例，6例为囊实性结节，体积较大，病灶多伴坏死，增强呈中等程度囊实性强化，瘤周轻至中度水肿(图2A)，这与肺鳞癌的恶性程度较低，倾向于腔内生长且生长较集中，故病灶常单发；而病灶较大，瘤体血管易破坏而发生坏死[9]；2例为单发、实性小结节灶，中等程度强化，瘤周轻度水肿。小细胞肺癌脑转移瘤6例，由于肿瘤微血管发育不良，导致通透性异常增加，增强显著强化(图3A)。乳腺癌脑转移瘤10例，多为实性或囊实性病灶，呈典型的“小结节大水肿”征象。肾透明细胞癌的脑转移瘤4例，多为实性结节，显著强化，瘤周中度水肿。胃肠道腺癌脑转移瘤2例，实性结节样强化，瘤周重度水肿。黑色素瘤的脑转移瘤2例，实性结节灶，轻度强化，瘤周轻度或无水肿(图4A)。

图1 一49岁男性肺神经内分泌癌脑转移瘤

Fig 1 A 49-year old male patient with brain metastasis from pulmonary neuroendocrine carcinoma

A: An obvious inhomogeneous enhancement tumor of the right parietal lobe near falx cerebir with severe edema; B: The tumor showed very high perfusion.

图2 一75岁男性肺鳞癌脑转移瘤

Fig 2 A 75-year-old male patient with brain metastasis from squamous cell carcinoma of the pulmonary

A: An annular enhancement tumor in the right frontal with mild edema; B: The tumor showed hypoperfusion.

图3 一69岁女性小细胞肺癌脑转移瘤

Fig 3 A 69-years-old female patient with brain metastasis from small cell lung cancer

A: An annular enhancement tumor at left parietal lobe with moderate edema; B: The tumor showed low perfusion.

图4 一62岁女性皮肤黑色素瘤脑转移瘤

Fig 4 A 62-year-old female patient with brain metastasis from cutaneous melanoma

A: A mild enhancement tumor at left temporal lobe with mild edema; B: The tumor showed high perfusion.

三、脑转移瘤ASL灌注成像表现

ASL是反应脑肿瘤微血管灌注情况的有效方法，肿瘤细胞浸润生长需要新生血管提供营养，当肿瘤细胞生长至肿瘤血管发生变化浸润正常脑组织时，肿瘤细胞会诱导形成丰富且发育不成熟的肿瘤微血管导致局部微循环增加[10]，因此不同病理类型脑转移瘤会因为肿瘤本身的生长方式及侵袭性，进而肿瘤周围微血管增加程度不同，表现出不同的灌注特点。

神经内分泌癌的脑转移瘤，恶性程度高，多靠近脑表，有丰富的异常增殖肿瘤微血管，灌注呈明显高灌注(图1B)；鳞癌的脑转移瘤，体积多较大，肿瘤较少侵犯周围血管，不成熟的肿瘤微血管较少，灌注呈等或低灌注(图2B)；小细胞肺癌的脑转移瘤，肿瘤周围缺乏异常增殖肿瘤微血管，呈等或低灌注(图3B)；肺腺癌、乳腺癌、胃肠道腺癌、肾透明细胞癌、黑色素瘤的转移瘤恶性程度较高，倾向于腔外生长，早期即可侵犯血管、淋巴管，病灶周围异常增殖肿瘤微血管网丰富，多呈高或明显高灌注(图4B)。

本组数据可见不同来源的脑转移瘤其灌注程度有差异；神经内分泌癌的CBF值最高，其次肺腺癌、乳腺癌、透明细胞癌、胃肠道腺癌、黑色素瘤的脑转移瘤，而肺鳞癌与肺小细胞癌的脑转移瘤CBF值最低，呈等灌注或低灌注(表1)。

不同病理类型脑转移瘤增强后强化方式各异，且ASL灌注成像表现不一。大部分脑转移瘤入颅后生长方式和侵袭性与原发肿瘤有一定的相似性；小部分脑转移瘤因血脑屏障及机体免疫系统的破坏，而生长方式和侵袭特点会与原发肿瘤存在一定的差异性。因此磁共振增强及ASL灌注可提示原发肿瘤的一些特点[11-12]，为临床以转移瘤为首发症状的患者寻找原发灶提供一定的帮助。本组4例神经内分泌癌的脑转移瘤患者始发症状为头痛、恶心、呕吐，之前均未有原发肿瘤病史，经MR检查发现颅内占位征象，病灶多靠近脑表，灌注呈明显高灌注，与脑膜瘤不易鉴别，但其强化程度比脑膜瘤低而灌注较常规脑膜瘤高，且肿瘤本身有囊变及周围中度水肿与脑膜瘤表现不同；4例手术后病理均为转移性神经内分泌癌(肺来源)。因此，ASL灌注成像是一种评价肿瘤血供特点的检查方法，它具有无创性、操作及后处理简单等优点，结合磁共振增强扫描有助于提高肿瘤诊断的准确性，可以作为脑肿瘤的常规检查的一种辅助手段。