DWI和最小ADC值对成人颅内室管膜瘤分级诊断的价值

韩蕾，柯晓艾，周青，周俊林

室管膜瘤(ependymoma)是一种原发于中枢神经系统的少见的肿瘤，来源于脊髓中央管与脑室的室管膜细胞或者脑室之间脑白质的室管膜细胞巢[1]。虽然好发于儿童和青少年，但成人也可发生，并且发生于成人的室管膜瘤与间变性室管膜瘤容易误诊。2016版WHO中枢神经系统肿瘤分类当中，将室管膜肿瘤分为：黏液乳头型室管膜瘤、室管膜瘤、室管膜下瘤、室管膜瘤(RELA融合基因阳性)和间变性室管膜瘤[2]。间变性室管膜瘤的恶性程度比室管膜瘤高[3]，成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤的临床表现与影像学特征比较相似，术前诊断存在一定困难。扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一种功能成像技术，相比其它技术而言，表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值能够对肿瘤进行有效评估，并且ADC值的定量评估已经广泛应用于脑肿瘤的鉴别诊断当中[4-6]。但是DWI联合最小ADC值在鉴别成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤国内鲜见报道，笔者旨在对比分析成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤的临床表现及影像特征，并研究DWI和最小ADC值对两者的鉴别诊断价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析兰州大学第二医院2015年1月至2019年3月经手术病理证实的成人颅内15例室管膜瘤与10例间变性室管膜瘤患者的临床资料，15例室管膜瘤中，男8例，女7例，发病年龄21～65岁，平均年龄45岁；10例间变性室管膜瘤中，男7例，女3例，发病年龄25～68岁，平均年龄41岁；临床表现为头痛伴恶心呕吐19例，肢体活动障碍4例，视物模糊2例。所有患者在术前均进行MR平扫、增强扫描、DWI、ADC检查。

1.2 仪器与方法

采用西门子3.0 T超导MR扫描仪，患者取仰卧位进行头颅MR平扫及增强扫描。扫描参数：T1WI (GRE序列) 层厚5 mm，层间距1.0 mm，TR 250 ms，TE 2.48 ms，视野(FOV) 22 cm×22 cm，矩阵256×256；T2WI (TSE序列) 层厚5 mm，层间距1.0 mm，TR 4000 ms，TE 96 ms，FOV 22 cm×22 cm，矩阵256×256。DWI扫描(SE序列)，层厚5 mm，层间距1 mm，TR 4500 ms，TE 102 ms，矩阵256×256，b=0、1000 s/ mm2。采用德国拜耳先灵(Gd-DTPA)经肘静脉团注，剂量为0.1 mmol/kg，流率3.0 ml/s，分别进行轴位、冠状位及矢状位T1WI扫描，扫描参数同平扫。

1.3 图像分析和测量

所有图像均由2名高年资神经专业诊断医师进行盲法阅片。DWI扫描结束后，根据DWI原始图像经计算机后处理得到相应ADC图像，后期将ADC图像调入西门子后处理器测量肿瘤实性部分的ADC值。在连续多个层面的ADC图上选择肿瘤实体区域手动放置感兴趣区(ROIs)，面积为15～20 mm2。测量时，避开坏死、出血、囊变及水肿部位。每一层面上放置ROI为10～15个，在所有ROIs中选择ADC值最低的ROI，将该ROI所对应的ADC值视为最小ADC值，然后将2名放射科医师的最小ADC值的平均值作为最终结果。

1.4 病理分析

所有手术切除的肿瘤所得标本用4%的福尔马林固定24 h，常规脱水，浸蜡包埋，切片，进行HE染色和免疫组化染色。

1.5 统计学分析

采用SPSS 23.0统计学分析软件，经正态分布检验后，采用独立样本t检验比较室管膜瘤与间变室管膜瘤的最小ADC值，以P＜0.05为差异有统计学意义。绘制ROC曲线，分析室管膜瘤与间变性室管膜瘤的最佳诊断阈值以及相应敏感度与特异度。

2 结果

2.1 两组肿瘤的影像征象(表1)

15例室管膜瘤中，位于第四脑室6例，侧脑室4例，小脑2例，斜坡1例，顶叶1例，额叶1例；8例呈囊实性，7例呈实性。肿瘤实性部分T1WI呈等或稍低信号，T2WI呈等或稍高信号，瘤内出血2例。无瘤周水肿3例，瘤周轻度水肿8例，瘤周中重度水肿4例。增强扫描肿瘤呈轻中度强化8例(图1)，呈明显强化7例。3例伴脑积水。

10例间变性室管膜瘤中，位于第四脑室3例，侧脑室5例，小脑1例，斜坡1例，额叶1例；7例呈囊实性，3例呈实性。肿瘤实性部分T1WI呈等或稍低信号，T2WI呈等或稍高信号，瘤内出血1例。无瘤周水肿2例，瘤周轻度水肿5例，瘤周中重度水肿3例。增强扫描肿瘤呈轻中度强化4例，呈明显强化6例(图2)。4例伴脑积水。

2.2 两组肿瘤的DWI信号强度及ADC值对比分析

15例室管膜瘤中，在DWI上有9例肿瘤实质部分呈斑片状稍高信号，6例呈等低信号；10例间变性室管膜瘤中，在DWI上有7例肿瘤实质部分呈斑片状稍高或高信号，3例呈略低信号；室管膜瘤的最小ADC值为(0.992±0.191)×10-3mm2/s，间变性室管膜瘤的最小ADC值为(0.725±0.101)×10-3mm2/s (表2)，两组肿瘤实质部分的最小ADC值差异有统计学意义(t=4.563，P＜0.001)。ROC曲线结果显示：最小ADC值鉴别诊断室管膜瘤与间变性室管膜瘤的AUC值为0.883，以最小ADC值=0.872×10-3mm2/s为临界值，鉴别诊断两种肿瘤的敏感度为80%，特异度为90%(图3)。

2.3 病理表现

图1 男，38岁，室管膜瘤，第四脑室-左侧小脑半球-桥小脑脚区不规则肿块。A：T1WI横断面病灶呈不均匀等低信号；B：T2WI横断面病灶呈混杂高信号；C：DWI横断面病灶呈等高信号；D：ADC横断面病灶呈稍高信号；E：增强扫描病灶呈中度不均匀强化；F：瘤组织见假菊形团、菊形团结构，部分区域假菊形团中央微血管增生，瘤细胞中等密度排列，细胞核增大，核分裂像少见(HE ×200) 图2 男，56岁，间变性室管膜瘤，右侧侧脑室不规则肿块。A：T1WI横断面病灶呈等低信号；B：T2WI横断面病灶呈等或稍高信号；C：DWI横断面病灶呈稍高信号；D：ADC横断面病灶呈等信号；E：增强扫描病灶呈明显不均匀强化；F：瘤细胞排列密集，核异型深染，围绕血管形成假菊形团结构，血管周围见无核区，见坏死及微血管增生(HE ×200)Fig. 1 Male, 38 years old, ependymoma, fourth ventricle-left cerebellar hemisphere-irregular small mass in the cerebellar foot area. A: T1WI cross-sectional lesions showed uneven low signal. B: T2WI cross-sectional lesions were mixed high signal. C: DWI cross-sectional lesions showed a contour signal. D: ADC cross-sectional lesions showed a slightly higher signal. E: Enhanced scan lesions showed moderate uneven enhancement. F: Tumor tissue see false daisy-shaped, daisy-shaped structures in some areas, the central microvascular proliferation of the pseudo-Chrysanthemum group, the tumor cells are densely arranged, the nucleus is enlarged, and the mitotic figures are rare (HE ×200). Fig. 2 Male, 56 years old, anaplastic ependymoma, irregular mass in the right lateral ventricle. A: T1WI cross-sectional lesions with equal low signal. B: T2WI cross-sectional lesions with equal or slightly higher signal. C: DWI cross-section lesion showed a slightly higher signal. D: ADC cross-sectional lesions showed equal signals. E: Enhanced scan lesions showed obvious uneven enhancement. F: Tumor cells were densely packed, nuclear dysplasia was deeply stained, and pseudo-meteoroid structures were formed around blood vessels, blood vessels see the nuclear-free area around, see necrosis and microvascular proliferation (HE ×200).

室管膜瘤：镜下所见瘤细胞中等密度排列，呈长梭形，胞浆嗜酸性，核圆形，围绕血管形成假菊形团，血管周围无细胞区。免疫组化：GFAP (+)，Vimentin (+)，S-100 (+)，Ki67＜5%。

间变性室管膜瘤：镜下所见瘤细胞密集排列，弥漫分布，胞浆嗜酸性，核异型深染，围绕血管形成假菊形团结构，血管周围见无核区，微血管增生，并可见坏死。免疫组化：GFAP (+)，Vimentin (+)，S-100(+)，Ki67＞40%。

表1 室管膜瘤与间变性室管膜瘤的影像征象(例)Tab. 1 Imaging signs of ependymoma and anaplastic ependymoma (n)

表2 室管膜瘤与间变性室管膜瘤的DWI信号特征和最小ADC值Tab. 2 DWI signal characteristics and minimum ADC values of ependymoma and anaplastic ependymom

图3 最小ADC值鉴别诊断室管膜瘤与间变性室管膜瘤的ROC曲线Fig. 3 Minimum ADC value for differential diagnosis of ependymoma and anaplastic ependymoma ROC curve.

3 讨论

室管膜瘤是一种起源于脑白质室管膜细胞巢或脊髓中心室管膜细胞的罕见的中枢神经系统疾病，占颅内肿瘤的3%～9%，75%发生在幕下，25%发生在幕上[7]。主要发病人群为青少年，成年人也可发病。发病部位以第四脑室和侧脑室多见，也可见于小脑、顶叶、额叶，男性多于女性[8]。室管膜瘤呈膨胀性生长方式，间变性室管膜瘤是由室管膜瘤恶变而来，其恶性程度大为提高，需要更完整的手术切除，因此术前对室管膜瘤与间变性室管膜瘤鉴别诊断非常重要。MRI是颅内肿瘤的常用检查方法，但常规MRI扫描对室管膜瘤与间变性室管膜瘤无明显特征性表现，术前误诊率较高。目前，ADC值已经被广泛应用于颅内肿瘤的鉴别诊断当中[9]，常用的ADC值参数包括相对ADC值、平均ADC值、最小ADC值。有研究表明细胞间隙、肿瘤细胞密度、肿瘤基质会影响ADC值，肿瘤细胞密度以及良恶性程度与ADC值密切相关[10]。另有研究表明ADC值可以用来鉴别诊断第四脑室肿瘤[11]。就平均ADC值而言，容易受到肿瘤内出血、囊变、坏死等影响，会导致平均ADC值增高或偏低[12]；相对ADC值测量方法繁琐，而最小ADC值测量方法简单，容易操作。因此，术前正确诊断成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤对临床具有重要意义。笔者回顾性分析经手术病理证实的15例室管膜瘤和10例间变性室管膜瘤的MRI影像特征，并对其DWI信号特征及最小ADC值进行分析，进而提高术前诊断准确率。

3.1 两组肿瘤的影像征象分析

本组15例室管膜瘤中，肿瘤形态呈类圆形10例，呈不规则形5例；肿瘤内部有流空血管影4例；肿瘤内部信号不均匀8例；增强扫描不均匀明显强化7例；肿瘤实质部分在T1WI上等或稍低信号，T2WI上呈等或稍高信号8例，肿瘤实质部分在T1WI上呈低信号，T2WI上呈高信号7例；肿瘤实质部分在DWI上以稍高信号为主，与文献报道相一致[13]。

本组10例间变性室管膜瘤中，肿瘤形态呈不规则形2例，呈类圆形8例；肿瘤内部有流空血管影3例；肿瘤内部信号不均匀7例；增强扫描不均匀明显强化6例；肿瘤实质部分在T1WI上等或稍低信号，T2WI上呈等或稍高信号7例，肿瘤实质部分在T1WI上呈低信号，T2WI上呈高信号3例；肿瘤实质部分在DWI上以稍高或高信号为主，与文献报道相一致[14]。

3.2 两组肿瘤的DWI信号强度与ADC值对比分析

常规MRI对成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤的鉴别诊断存在一定的困难，MRI功能成像对颅内肿瘤的诊断与鉴别诊断已有诸多研究，DWI在鉴别诊断室管膜瘤与间变性室管膜瘤方面较常规MRI具有优势。DWI能够从分子水平提供水分子微观运动的信息，可作为常规MRI鉴别二者的必要补充，DWI序列所对应的ADC值能够提供肿瘤的病理生理信息，可将脑肿瘤的不同成分区分开。Yamashita等[15]研究表明ADC值的大小与肿瘤细胞核浆比例存在明显的相关性，若肿瘤细胞质比较丰富，核浆比例较低，则会加快肿瘤细胞内外水分子运动。15例室管膜瘤中，DWI上有9例肿瘤实质部分呈稍高信号，6例呈等低信号，最小ADC值为(0.992±0.191)×10-3mm2/s；10例间变性室管膜瘤中，DWI上有7例肿瘤实质部分呈稍高或高信号，3例呈略低信号，最小ADC值为(0.725±0.101)×10-3mm2/s，两种肿瘤实质部分的最小ADC值差异有统计学意义(t=4.563，P＜0.001)，与文献报道相一致。

本组病例间变性室管膜瘤的最小ADC值低于室管膜瘤的主要因素有：(1)间变性室管膜瘤的细胞构成比增加，摆列紧密，会使细胞外间隙减小，导致水分子运动受限，相应的ADC值也随之降低。(2)肿瘤细胞大小和数目：间变性室管膜瘤细胞异型性高，基质稀少，导致细胞内水分子扩散受限。

本研究的局限性：(1)本组研究对象15例室管膜瘤和10例间变性室管膜瘤，样本量相对较少，可能存在统计学偏倚；(2)本研究中所选取的感兴趣区域可能包含病理上的微囊变区域，此区域在MRI上鉴别困难，最终会影响ADC值的测量，导致统计学差异。

综上所述，成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤在常规MRI上鉴别比较困难。通过本研究分析，两者最小ADC值的差异具有统计学意义，当两者影像学特征相近时，DWI和最小ADC值可作为成人颅内室管膜瘤与间变性室管膜瘤的鉴别诊断的有效补充。

利益冲突：无。