体视学方法探索脑膜瘤体积、表面积密度、病理类型与瘤周水肿的关系*

唐青青，Sushant S Hada，马勋泰

西南医科大学附属医院 神经内科(泸州 646000)

瘤周水肿(peritumoral brain edema，PTBE)是脑膜瘤常见的继发性病理改变，其产生使肿瘤占位效应增强，加重破坏脑组织、肿瘤-脑组织界面、血脑屏障等，导致加重颅内压高压、神经缺损或神经刺激症状等，并增加了手术切除肿瘤的难度，导致术后恢复时间延长，术后复发率增加[1-2]。因此，PTBE直接影响着脑膜瘤的临床表现、治疗方案及预后等。研究[2-10]表明，肿瘤大小、形状、生长部位、病理分级分型、静脉回流、瘤周血流灌注等因素与PTBE的形成密切相关，但具体机制目前国内外仍尚未阐明，其结果不尽一致。本实验采用体视学方法，计算瘤体体积、瘤体表面积密度、PTBE体积及水肿指数，分析PTBE特点，为临床分析脑膜瘤良恶性、指导治疗方案及判断预后提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2013年5月至2018年5月于西南医科大学附属医院经手术和病理证实为脑膜瘤的首发患者212例，其中男39例，女173例，年龄6～82(53.74±10.92)岁。术前均进行MRI检查，病理切片均按2016年WHO中枢神经系统肿瘤分级标准进行分级与分型[11]。

1.2 检查方法

术前均行头颅MRI横断位、矢状位、冠状位平扫及增强扫描检查，于横断位增强T1WI图像计算肿瘤体积(图1A))、表面积密度(图1C)，横断位平扫T2WI图像计算PTBE体积(图1C)，并将肿瘤和PTBE总体积比肿瘤体积定义为EI[6]=Vtumor+edema/Vtumor，EI值越大，水肿越严重。

1.3 体视学方法

将印有关联方格和关联线的透明胶片随机迭放在患者头颅MRI横断位图像上，采用体视学方法[13]分别计算肿瘤瘤体体积(Vtumor)、表面积密度(SV)及PTBE体积(Vedema)，计算公式如下。式中ΣP为落于肿瘤或PTBE的测点总数；a(P)为每个测点所关联(占有)的面积；t为MRI扫描的层厚加层间距；ΣI为测线与所测结构交点总数；Lp为每个测点所关联的测线长度；ΣP′为参照面内测点总数。

1.4 脑膜瘤病理分级及分型

按照2016年WHO中枢神经系统肿瘤分类标准[11]，脑膜瘤分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。其中Ⅰ级包括脑膜皮细胞型、纤维型、混合型、血管瘤型、砂粒体型、微囊型、分泌型、富于淋巴细胞-浆细胞型；Ⅱ级包括脊索瘤样型、透明细胞型、非典型；Ⅲ级包括间变型、乳头状型、横纹肌样型；并将Ⅰ级脑膜瘤划分为低级别脑膜瘤，Ⅱ、Ⅲ级脑膜瘤划分为高级脑膜瘤[13]。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 发生PTBE组与不发生PTBE组脑膜瘤瘤体体积特点

在患者的MRI影像图像上，运用体视学方法测定瘤体体积、PTBE体积及EI。212例患者中，无PTBE组81例，瘤体体积中位数为6.80 cm3；PTBE组131例，瘤体体积中位数为32.46 cm3，EI值中位数为1.63；PTBE发生率为61.79%。统计分析显示，发生PTBE的脑膜瘤瘤体体积大于不发生PTBE的脑膜瘤(P<0.05)，但发生水肿的脑膜瘤患者中，瘤体体积小于其中位数值组的EI值与大于等于其中位数值组的EI值差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。

表1 水肿指数与瘤体体积的关系

2.2 发生PTBE组与不发生PTBE组脑膜瘤瘤体表面积密度特点

本研究中，脑膜瘤表面积密度中位数为5.00 cm-1，发生PTBE组脑膜瘤瘤体表面积密度中位数为5.12 cm-1，未发生PTBE组脑膜瘤瘤体表面积密度中位数为4.70 cm-1。统计分析显示，水肿组脑膜瘤瘤体表面积密度明显大于无水肿组脑膜瘤瘤体表面积密度(P<0.05)，但水肿组脑膜瘤患者中，瘤体表面积密度大于等于其中位数值组的EI值与小于其中位数值组的EI值差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。

表2 水肿指数与瘤体表面积密度的关系

2.3 发生PTBE组与不发生PTBE组脑膜瘤瘤体部位特点

根据脑膜瘤发生部位将肿瘤分为12类，其中大脑凸面脑膜瘤最多(74例)，其次为大脑镰旁(31例)，其他部位脑膜瘤分别为矢状窦旁(11例)、前颅窝底(15例)、蝶骨嵴(18例)、中颅窝(10例)、鞍区(9例)、小脑幕(11例)、桥小脑角(12例)、岩斜区(5例)、后颅窝凸面(10例)、侧脑室(6例)。非颅底部位的脑膜瘤与颅底脑膜瘤PTBE的发生率差异无统计学意义(P>0.05)；且发生PTBE组脑膜瘤中，两部位EI值差异也无统计学意义(P>0.05)(表3)。

2.4 发生PTBE组与不发生PTBE组脑膜瘤病理分级、分型特点

WHO Ⅰ级脑膜瘤184例，其中发生PTBE 107例，发生率58.15%；WHO Ⅱ级脑膜瘤24例，其中发生PTBE 20例，发生率83.33%；WHO Ⅲ级脑膜瘤4例，全部发生了PTBE。本研究中，以脑膜皮细胞型、纤维型、混合型脑膜瘤最常见，占76.42%，其次为血管瘤型、砂粒体型及非典型，其他包括微囊型、脊索瘤样型、透明细胞型及间变型。高级别脑膜瘤PTBE发生率明显高于低级别脑膜瘤(P<0.05)，但EI值差异无统计学意义(P>0.05)。低级别脑膜瘤中，血管瘤型、脑膜皮细胞型脑膜瘤PTBE发生率及EI值明显高于其他常见病理类型的脑膜瘤(P<0.05)(表4)。

表3 PTBE与脑膜瘤部位的关系

注：大脑镰旁、侧脑室、前、中颅窝及蝶骨嵴部位脑膜瘤PTBE发生率明显高于其他部位脑膜瘤(P<0.05)

表4 PTBE与脑膜瘤病理分级、分型的关系

注：脑膜瘤以低级别脑膜瘤最常见，占86.79%，其中又以纤维细胞型、脑膜皮细胞型及混合型脑膜瘤居多，占所有脑膜瘤患者的76.42%

2.5 多因素回归分析

将单因素分析具有统计学意义的变量进一步纳入多因素Logistic回归模型(表5)，分析结果显示：瘤体体积≥18.06 cm3者出现水肿的优势，与瘤体体积<18.06 cm3者出现水肿的优势比为12.513。因此，患者出现水肿的相关因素主要为“瘤体体积”，其余因素综合分析后与患者出现水肿的关系暂无统计学意义(P>0.05)(表6)。

表5 变量赋值表

注：瘤体体积、表面积密度按照其中位数进行分组

表6 水肿相关因素的的多因素Logistic回归模型

3 讨论

PTBE是脑膜瘤的常见并发症，其发生率一般为50.0%～70.0%[4]。本组中PTBE发生率为61.79%，与文献报道相符。目前，PTBE产生的机制尚未阐明，谭兴实等[3]指出，脑膜瘤PTBE的发生机制主要包括血脑屏障破坏学说、分泌活性学说和肿瘤本身，且血脑屏障的破坏及肿瘤的分泌活性在PTBE形成中占主导地位。

“Stereology”于1961年问世，20世纪70年代初我国开始了解、研究、推广体视学知识[14]。体视学是一种简便快速的、基于数学几何原理的定量测定方法，是根据材料的截面或投影从而确定其空间结构的科学。严治等[15]在模拟颅内血肿的CT图像上运用多田公式、体视学方法及CT定量法测量血肿体积，对比发现体视学方法能更准确测得血肿体积。Eriksen等[16]在头颅CT、MRI图像基础上运用体视学方法所获得的体积参数、表面积参数在评估脑损伤情况时与CT、MRI参数相比更具有可靠性。Defres等[17]运用体视学方法对单纯疱疹病毒性脑炎患者接受激素治疗前、治疗后颞叶体积及水肿体积进行定量分析发现，体视学方法测得的参数是可靠的。

脑膜瘤PTBE发生率与瘤体大小的关系目前说法不一，有研究[5]认为瘤体大小对PTBE有影响，但Gawlitza等[18]研究发现，瘤体体积大小与PTBE的发生没有显著相关性。本研究发现，发生PTBE组脑膜瘤瘤体体积明显大于不发生PTBE组脑膜瘤，且综合多因素分析后显示，瘤体体积大于等于其中位数18.06 cm3者，PTBE发生率小于其中位数值的12.5倍。随着瘤体体积增大，其对脑组织压迫加重，导致瘤周脑组织血流灌注及静脉回流受影响，且瘤体体积增大，相应瘤体分泌的活性物质增多，血脑屏障破坏加重等，可能导致脑膜瘤PTBE的发生率增高。但瘤体体积对水肿程度影响不大，小体积脑膜瘤也可能出现严重的水肿，这可能与其具体病理类型、血供情况及静脉回流等多因素相关。

本研究中，表面积密度大的脑膜瘤，其PTBE发生率明显高于表面积密度小的脑膜瘤。分析其原因，表面积密度越大，其外形相对越不规则，与周围正常脑组织接触面积越大，从而增加正常脑组织受到的侵袭及破坏的可能，导致PTBE发生率增高。国外研究[7-19]也发现，外形不规则的脑膜瘤即表面积密度大的脑膜瘤PTBE发生率明显高于外形规则的脑膜瘤。吴涛等[20]还发现，脑膜瘤外形影响着脑膜瘤术后复发，外形规则的脑膜瘤术后复发率明显低于外形不规则的脑膜瘤。分析其原因，外形不规则脑膜瘤易发生PTBE，从而导致手术完全切除肿瘤难度增加，进而出现复发率增高。

既往研究[6]认为，大脑凸面、大脑镰旁、矢状窦旁、前颅窝、中颅窝、蝶骨嵴都是PTBE高发部位，且水肿明显。本研究也发现，大脑镰旁、前颅窝、中颅窝、蝶骨嵴部位脑膜瘤PTBE发生率及EI值明显高于其他部位。大脑镰旁及蝶骨嵴部位脑组织由于血供丰富，且瘤体呈膨胀性生长，体积较大，易压迫血管影响周围脑组织静脉回流而导致PTBE发生率高且EI值大；前、中颅窝由于颅骨结构影响，即使很小的脑膜瘤也能压迫周围正常脑组织而发生PTBE；后颅窝、鞍区、桥小脑角等部位脑膜瘤由于瘤体周围附近空间较大，缓冲了瘤体对周围脑组织的压迫，使得PTBE发生率相对较低。

本研究中，低级别脑膜瘤PTBE发生率明显低于高级别脑膜瘤。这与既往研究[6,13]结果一致。高级别脑膜瘤瘤体生长代谢速度快，并向周围脑组织呈侵袭性、浸润性、膨胀性生长，压迫周围脑组织，影响静脉回流出现机械性压迫性水肿；而血流灌注减少甚至缺失则会导致致水肿性物质产生增多，出现细胞毒性水肿[21]。但本研究发现，高级别与低级别脑膜瘤PTBE的EI值差异无统计学意义(P>0.05)，考虑与本研究中低级别脑膜瘤居多而高级别脑膜瘤较少有关。低级别脑膜瘤中，脑膜皮细胞型、血管瘤型脑膜瘤PTBE发生率及EI值明显高于其他病理类型脑膜瘤。分析原因是，脑膜皮细胞型及血管瘤型脑膜瘤自身分泌的内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管通透因子(vascular permeability factors，VPF)比其他常见病理类型多，而VEGF、VPF可通过破坏的蛛网膜和软脑膜进入脑实质，刺激血管内皮细胞增生，增强血管通透性，破坏正常脑组织血脑屏障，加之肿瘤新生的毛细血管缺乏完善的血脑屏障，导致血浆渗漏，引起明显的PTBE[3-4,13]。

综上所述，PTBE作为脑膜瘤常见并发症，是脑膜瘤影像学上较特异的表现，因此，分析脑膜瘤PTBE情况对初步分析脑膜瘤病理类型、制定脑膜瘤治疗方案、判断预后具有重要的临床意义。PTBE的影响因素较多，就本研究而言，脑膜瘤体积、表面积密度、部位及病理类型均对PTBE的产生均存在着一定的影响，但以脑膜瘤瘤体体积相关性更大。