影响脑膜瘤术后复发的影像学特征的研究进展

程鑫宇 孙新林 柯以铨

南方医科大学珠江医院神经外科，广东广州 510282

在所有颅内神经系统肿瘤中，脑膜瘤占比为20%～30%，其发病率仅次于胶质瘤，且女性发病率是男性的2 ～3 倍。脑膜瘤多为良性肿瘤，生长缓慢，但部分脑膜瘤仍即使全切后仍具有较高的复发率[1]。目前一般认为，手术的切除程度和肿瘤的病理分级是影响脑膜瘤术后复发的最重要因素。脑膜瘤全切术后的患者5 年、10 年和15 年的无复发生存率分别为93%、80%和68%；与之对比的是，部分切除的患者无复发生存率仅分别为63%、45%和9%[2]。手术切除程度分级为Simpson Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级的术后复发率分别为9%、16%、29%和39%[3]。Simpson Ⅳ～Ⅴ级 和Simpson Ⅱ～Ⅲ级相对于Simpson Ⅰ级再手术的风险比值分别为13.2 和4.9[4]。病理分级为WHO Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的脑膜瘤术后复发率分别为7%～20%、30%～40%和50% ～80%；5 年 生 存 率 分 别 为92%、78% 和47%[5]。

近年来，随着影像学技术和手术方式的进步，发现脑膜瘤术前影像上的某些表现均可反映脑膜瘤的病理特征或生物学特点。因此，临床医生根据脑膜瘤患者的术前影像学资料预测其术后复发率便具有重要意义。本文将与脑膜瘤术后复发相关的术前影像学特征做简要综述。

1 重要结构受累

颅脑作为人体的司令部，其结构复杂，且组织脆弱，重要结构众多，包括大脑功能区、颅神经、主要动静脉等。研究发现，颅底或窦旁脑膜瘤复发率高于凸面脑膜瘤[6-7]。Nakasu 等[8]也发现直径大于4cm 的脑膜瘤其复发率较直径小于4cm 者的更高，复发时间也更短。肿瘤的位置及大小实际上是因为手术难度以及其造成重要结构受累的几率不同而导致复发率不同。颅底位置较深，神经、血管遍布，颅内各大动脉的主干均发于此，解剖结构复杂，而窦旁脑膜瘤则因靠近静脉窦而易侵犯静脉血管。肿瘤会因为自身生长而持续压迫蛛网膜池。当肿瘤包膜与血管表面的蛛网膜层融合后，肿瘤就会与血管紧密地粘附在一起，此时肿瘤与血管之间将不再存在蛛网膜层，部分肿瘤甚至会将血管包裹其中[9]。当肿瘤与血管间仍然存在蛛网膜间隙的时候，理论上术者是可以在保护血管不受伤害的情况下全切肿瘤。但当血管与肿瘤间的蛛网膜间隙不存在时，肿瘤与血管直接粘附，术者难以从血管上完整剥离肿瘤。此时，术者更倾向于保留血管周围小块肿瘤而不是冒着损伤血管的风险强行全切肿瘤[10-11]。当肿瘤侵犯大脑功能区或者颅神经时，术者们也同样倾向于采取保守一些的手术方式。无法做到肿瘤完整切除势必会导致术后复发率的上升，而术前MRI、CT 或DSA 等检查均可反映脑膜瘤与重要结构的关系，因此术者可以此为依据估测手术难度及设计手术方式来尽可能降低术后复发率。

2 肿瘤形状

脑膜瘤一般可分为球形、蘑菇形、分叶形3 种形状。研究表明，蘑菇形或分叶形的脑膜瘤复发率更高。有学者通过对脑膜瘤病理切片观察发现，高级别脑膜瘤中各部位的细胞分化程度不同，不同分化程度的细胞分布存在异质性[12-13]。恶性程度越高的部位，细胞增值速度越快，这导致肿瘤各部位生长速度不同，在影像上则表现为蘑菇形或分叶形。脑膜瘤呈蘑菇形或分叶形说明其内部存在分裂旺盛的细胞团灶，这部分细胞的恶性程度较高，病理分级也可能提高，更易发生脑侵袭，故复发率也相应提高。

另外有部分脑膜瘤为囊性脑膜瘤，囊性脑膜瘤临床较罕见，占脑膜瘤的1.7%～11.7%[14]，因其形态特殊常常与胶质瘤、转移瘤等鉴别困难。按照肿瘤实性部分和囊性部分的关系可将囊性脑膜瘤分为瘤内囊型和瘤周囊型，而囊性脑膜瘤的具体成因仍有着不同的见解。瘤内囊型可因细胞分泌或瘤内坏死造成，而瘤周囊型可由脑脊液循环障碍、蛛网膜囊肿或胶质增生造成[15-16]。瘤内的囊腔可因肿瘤在生长过快供血不足坏死而成，这可能表示肿瘤恶性程度较高；而瘤周的囊腔常生长较快，体积较大，占位效应明显，更容易与颅内重要结构，包括血管、颅神经、大脑功能区等发生粘连，导致手术中难以全切囊壁。在影像学上一般认为有强化是囊壁含有肿瘤细胞的证据，然而Senbokuya 等[14]发现，影像上无强化的囊壁在术后病理上仍能找到肿瘤细胞。因此即使囊壁没有被强化，术者为保护重要结构而保留的部分囊壁仍可能导致肿瘤细胞残留。所以囊性脑膜瘤的复发率要高于无囊变的脑膜瘤。

3 肿瘤周围水肿

约半数的脑膜瘤患者会出现肿瘤周围水肿，简称瘤周水肿（peritumoral brain edema，PTBE），而瘤周水肿的具体成因目前仍存在争议，一些学者认为瘤周水肿是由血脑屏障的破坏引起的，而另一些学者则认为是由于白质纤维素通透性增加导致的[17-18]。有研究表明，肿瘤的位置、病理的分级及分型、性激素的水平、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和前列腺素的分泌等均可影响瘤周水肿的范围[19-20]。有学者认同瘤周水肿与脑膜瘤的术后复发存在相关性[19-21]，且复发率会随着水肿范围的增大而升高。Mantle 等[18]发现，伴有瘤周水肿的脑膜瘤，其细胞增殖活性、作用于血管的相关因子和肿瘤营养血管的数量均比不伴有瘤周水肿的脑膜瘤要高，并且通过术后回访计算出脑膜瘤全切术后的10 年复发率=（水肿平均厚度的厘米数）3×0.7。显著的瘤周水肿可能表明肿瘤拥有更高的脑浸润能力，其恶性程度可能较高；另外，肿瘤与水肿的脑组织常粘连紧密，蛛网膜间隙不明显或者消失，术后肿瘤细胞残余的可能性更大，复发率也更高。

4 脑膜尾征

脑膜尾征是指在MRI 增强扫描时脑膜瘤基底周围的硬膜增厚，强化超过肿瘤本身，且远端变细的征象，是脑膜瘤诊断的重要征象之一。脑膜尾征是浸润到脑膜中的肿瘤细胞连同因肿瘤间接刺激而增生的脑膜纤维结缔组织和扩张的新生血管三者共同在影像上的表现[22]。影像上是否可见脑膜尾征与术后复发的关系目前尚有争议，而Kamitani等[23]认为是否切除与硬脑膜相邻的增厚蛛网膜与术后复发相关。过去人们一般认为，脑膜尾征的范围即代表肿瘤沿硬膜浸润的范围，但在脑膜尾征显示的范围外的硬膜上仍能找到肿瘤细胞，因此有学者认为手术时应尽可能将肿瘤粘连的硬脑膜周边2cm 的硬膜切除，即Simpson 0 级切除，以降低复发率[22]。此外有学者注意到，呈不规则短粗改变的脑膜尾征常出现在高级别脑膜瘤中，这是因为高级别脑膜瘤恶性程度高，肿瘤细胞浸润更快，导致硬脑膜局部血管扩张、结缔组织快速增生所表现出的征象，所以有不规则短粗脑膜尾征的脑膜瘤可能有更高的复发率。

5 基于扩散原理的磁共振功能成像

近年来基于扩散原理的磁共振功能成像技术在神经系统肿瘤中的应用越来越受重视，扩散加权成像（dffusion-weighted imaging，DWI）、基于体素内不相干运动的扩散加权成像（intra-voxel incoherent motion DWI，IVIM-DWI）、扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）等均在脑膜瘤的术前诊断中发挥重要的作用[24]。

已有研究发现，在DWI 上b 值=1000 时，恶性脑膜瘤的表观扩散系数（ADC 值）明显低于良性脑膜瘤[25-28]。ADC 值是量化水分子扩散能力的指标，受水分子运动和血流灌注影响，ADC 值的降低可间接表明肿瘤细胞增殖活性的提高、恶性程度的增高。但是，仍有一些学者发现高级别与低级别脑膜瘤间ADC 值的差异无统计学意义。这可能是因为高级别脑膜瘤生长较为活跃，肿瘤内部存在仅镜下可见的微坏死灶，在选取感兴趣区计算ADC 值的时候无法避开这些微坏死灶而使ADC 值升高[28]。因此，为了避免感兴趣区的选取带来的影响，了解肿瘤的总体情况，有学者开始使用ADC 直方图来提高可信度，这些研究大多表明高级别脑膜瘤的ADC值要低于低级别脑膜瘤[28]。

近年来IVIM-DWI 因可区分单纯水分子扩散运动和血流灌注而受到关注[29]。Lu 等[30]发现，WHO Ⅰ级脑膜瘤的纯扩散系数（D 值）高于WHOⅡ级脑膜瘤；WHO Ⅰ级脑膜瘤的假扩散系数（D*值）低于WHO Ⅱ级脑膜瘤，且差异均有统计学意义。另外，在DTI 中各向异性分数（FA）可用来鉴别良恶性脑膜瘤[31]；在DKI 中良性脑膜瘤的平均峰度（MK）、轴向峰度（AK）、径向峰度（RK）值均低于恶性脑膜瘤[32]。

上述指标皆是反映水分子的扩散运动能力，肿瘤恶性程度越高，细胞有丝分裂越活跃，细胞无规则生长并易形成坏死，导致水分子扩散受限。而良性脑膜瘤的肿瘤细胞多为卵圆形或纺锤形，结构相对规则，水分子扩散受限不显著，易形成各向同性的方式扩散[33]。各种成像技术各有利弊，临床医师可以选择合适的检查并以此推断脑膜瘤的WHO 分级来预测肿瘤的复发率。

6 其他

脑膜瘤可见于所有存在脑膜组织的部位，而大部分脑膜组织与颅骨相邻，因此脑膜瘤细胞常可对周围骨质造成浸润，表现为骨质增生或破坏。相比于造成颅骨骨质破坏的脑膜瘤患者，仅表现为骨质增生的拥有更低的复发率[34]。一般认为，肿瘤细胞对颅骨的侵袭作用是破坏性的，而受到刺激的成骨细胞则会加速修复。当高度恶性的肿瘤细胞对周围颅骨的破坏快于成骨细胞对骨质的修复时，即可在大体上表现为骨质破坏，因此表现为骨质破坏的脑膜瘤多恶性程度较高，拥有更高的术后复发率，而导致骨质增生的脑膜瘤侵袭力较低，恶性程度低，因此也不易复发。

Kawahara 等[35]回顾分析了65 例脑膜瘤病例的MR 图像，发现MR 不均匀增强和不明确的肿瘤-脑界面（tumor-brain interface，TBI）是高级别脑膜瘤的独立预测因素。增强扫描呈不均匀增强的肿瘤内部血运不均匀，表明肿瘤局部可能含有更多的作用于血管的因子，如血管内皮生长因子VEGF 等，提示肿瘤恶性程度较高；而模糊的肿瘤-脑界面可以是肿瘤呈侵袭性生长或发生脑侵袭的表现，存在脑侵袭是脑膜瘤病理分级的重要因素，同时也是导致术后复发的原因。

另外有部分学者发现，有钙化灶的脑膜瘤病例很少复发。存在钙化灶的肿瘤其侵袭性较低，恶性程度较低，故复发率较低[36]。

综上所述，随着影像学技术的发展，特别是基于扩散原理的磁共振功能成像技术的进步，临床医生术前即可通过很多影像学特征可来综合分析脑膜瘤的生物学特性，从而大致推断脑膜瘤的术后复发率，并指导治疗方案的设计与选择，以达到最好治疗效果。