SWI 在脑胶质瘤诊断和治疗中的应用进展

张小芬，陆依娜，徐千惠，吴双成，何震杰，陈昱钱

(1.浙江树人学院树兰国际医学院，浙江 杭州 310015；2.嘉兴学院医学院，浙江 嘉兴 314001)

脑胶质瘤（glioma）是由于大脑胶质细胞癌变而产生的一种临床常见的脑恶性肿瘤，约占中枢神经系统恶性肿瘤的80%[1]，且具有侵袭性生长、预后不良、易复发的特点。磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是在强外磁场环境下，利用组织间的磁敏感差异和血氧水平依赖效应成像的磁共振检查新技术。根据脑胶质瘤病灶组织间不同部位的磁敏感差异和血氧水平依赖效应，SWI 成为一项能显示瘤内新生血管生长状况、出血病灶及区分钙化并显示肿瘤内磁敏感信号强度的无创性磁共振成像技术[2]。目前，SWI 在临床脑胶质瘤的诊断和治疗上提供了相当重要的临床价值。本文主要对SWI在脑胶质瘤的瘤内出血和钙化、分级和鉴别诊断以及治疗中的应用进行综述，以期为该病的诊断、治疗以及预后评估提供一定的参考依据。

1 SWI 对脑胶质瘤内出血和钙化的识别或者鉴别

SWI 较传统磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）更能够检测到病灶内包括铁、钙化、小静脉、血液和骨骼等组织结构和化合物，从而构建颅内病灶出血成像，将血液制品和瘤内微小血管形成及评估大脑中的铁沉积实现可视化的磁敏感成像。

常规影像学检查如MRI 在T1和T2加权成像显示的信号强度中，很难识别钙化区域，已不能作为检验钙化的第一标准。SWI 在鉴别瘤内病灶出血和钙化具有重要临床意义。在SWI 幅度图像中，瘤内低信号显示为出血，钙化区域表现为高信号，周边的暗环结构由于血脑屏障破坏，有出血现象而呈现低信号。Berberat J 等[3]对11 例脑胶质瘤患者用SWI 进行病理组化检验，高达86%的实验对象可经SWI 准确鉴别瘤内病灶内的钙化与出血。

2 SWI 在脑胶质瘤诊断中的应用

2.1 SWI 在脑胶质瘤分级诊断中的应用 脑胶质瘤为神经上皮组织内的胶质细胞病变而来，属于临床上常见的颅内恶性肿瘤，预后差[4]。肿瘤的分级对脑胶质瘤临床治疗有重要指导作用，高级脑胶质瘤手术切除的同时必须配合放疗或辅助化疗，而低级别脑胶质瘤仅通过手术切除就可以治愈[5]。同时，不同级别的胶质瘤发展速度及预后状况均存在差异，级别越高的脑胶质瘤往往预后越差，并且分级结果与患者存活率吻合度高[6]。因此，术前进行脑胶质瘤级别的鉴定对临床治疗（包括治疗方案的制订、手术成功率、预后效果、肿瘤复发率）具有重要意义。

目前，SWI 已应用于临床脑胶质瘤的分级诊断，这主要归功于肿瘤内磁敏感性信号（intratumoral susceptibility signals，ITSS）。ITSS 为SWI 上肿瘤内磁敏感性低信号区，代表肿瘤内部的静脉血管或微出血，形态上呈点状、细线样及点线样结构，大小无规律，分布不均匀，伴或不伴有聚集，上下层面不连续。在MIP 图像上找出肿瘤内低信号区最多的层面，采用视觉评估，通过观察低信号数量及形态判断肿瘤的级别，即肿瘤内部聚集或不聚集、成簇低信号的细微线状或点状结构，在SWI 图像上可明显观察到。根据ITSS 的发生率和具体形状分为以下4 级：0级：无低信号；1 级：1～5 个点状或细线状ITSS；2 级：6～10 个点状或细线状ITSS；3 级：大于11 个点状或细线状ITSS，且在肿瘤连续区域内。若整个病灶或病灶的大部分区域呈块状低信号，则认为是3 级，这是由于铁质沉积过多而造成的伪影。

张宝红等[7]用MRI 常规序列和SWI 同时对36例脑胶质瘤患者进行术前分级发现SWI 序列术前分级与手术标本的病理学分级符合率达75%，而MRI 常规序列仅为55.5%，这说明SWI 在胶质瘤术前分级的诊断中具有有明显优势。有学者对经病理证实胶质瘤患者行术前SWI 扫描并对ITSS 级别进行分级判断与病理结果对照分析，通过Spearman 相关分析显示ITSS 分级与病理分级呈显著正相关，肿瘤级别越高，ITSS 值越大，差异有统计学意义[8-11]。不过，杜常月等[12]采用SWI 和3D-ASL 两种技术，对Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级胶质瘤进行分级研究，发现联合SWI及3D-ASL 对胶质瘤分级的诊断效能大于单独应用某一种技术，并且SWI 诊断效能高于3D-ASL。

哈热勒哈什·安曼太等[13]将按病理学分级标准分为低级别组和高级别组的胶质瘤患者，通过SWI检测进行ITSS 分级比较，发现高级别胶质瘤ITSS分级明显高于低级别胶质瘤，并且肿瘤实质区与瘤周水肿区相对脑血容量（relative cerebral blood Volume，rCBV）值高于低级别胶质瘤。Xu J 等[14]通过对49 名神经胶质瘤患者的ITSS 的评估得出肿瘤内的ITSS 程度在高级别胶质瘤中显著高于低级别胶质瘤。因此，肿瘤内ITSS 的数量和形态可以用于鉴别高、低级别的胶质瘤，SWI 对于胶质瘤低级别与高级别的评估效能较高[15，16]。杨涛等[17]也在实验研究中提出对ITSS 分级定义0、1 级为低级别胶质瘤，2、3 级为高级别胶质瘤。SWI 可用于胶质瘤分级诊断的原因可能为：①胶质瘤级别越高，瘤内微小血管病变越显著，瘤血管生长供不应求使瘤细胞分泌血管内皮生长因子，促进血管形成；②高级别胶质瘤内瘤细胞生长迅速，需氧量增加，容易引起缺氧，导致血管内脱氧血红蛋白增加，表现为SWI 低信号越多。

2.2 SWI 在脑胶质瘤鉴别诊断中的应用 目前脑胶质瘤的影像学检查主要为MRI 平扫+增强为主，同时MRI 其他序列,例如磁共振弥散加权成像、灌注成像、弥散张量成像等也被用于胶质瘤的鉴别诊断中，但对于一些影像学特征相似疾病的鉴别诊断依然效果不佳。SWI 作为一项新的技术，能较好地显示颅内肿瘤实体内的血管、微小出血，所以SWI 在胶质瘤的鉴别诊断中具有重要意义。目前SWI 在已逐渐应用于胶质瘤的鉴别诊断中，尤其与脑转移瘤、脑脓肿、淋巴瘤以及脑膜瘤等鉴别诊断方面取得一定的成果。

2.2.1 与脑转移瘤的鉴别诊断 高级别脑胶质瘤与脑转移瘤在在常规MRI 影像表现上有共同之处，尤其当高级别胶质瘤多发或脑转移瘤单发时，准确鉴别诊断两者难度较大。SWI 显示肿瘤内部静脉及微出血灶具有显著优势，因而能较常规MRI 提供更多肿瘤内部信息，有利于肿瘤性质的判断。周新韩等[18]研究发现，高级别胶质瘤瘤内静脉在肿瘤内部与边缘均见分布，甚至可见杂乱细小的吻合支及较粗大引流静脉，而脑转移瘤血管较为细小，吻合支少见，并且前者瘤内静脉明显多于后者。刘芳等[19]也同样发现脑胶质瘤患者的瘤内静脉数值高于脑转移瘤患者，二者差异有统计学意义（P<0.05）。另外，王娇燕等[20]对21 例胶质母细胞瘤和21 例单发脑转移瘤的SWI 指标比较分析发现，两者在ITSS 评分以及出血个数无差异，但胶质母细胞瘤静脉数目明显高于脑转移瘤，出血指数明显低于脑转移瘤，对两者的鉴别诊断具有一定价值。

因此，当高级别胶质瘤与脑转移瘤利用常规MRI 方法难以鉴别时，应用SWI 观察瘤内静脉对二者的鉴别诊断具有辅助意义。当瘤内无静脉或静脉少，血管细小，以边缘分布为主且较为稀疏时，或者未见明确细小吻合支等情况时，出血指数较高时，应首先考虑脑转移瘤脑转移瘤，高级别胶质瘤的诊断应放在次位。

2.2.2 与脑脓肿的鉴别诊断 脑脓肿和脑胶质瘤在常规磁共振中都呈现伴有周围水肿的环形加强图像通常难以区分，但脑脓肿形成后期脓肿内部坏死物质被炎症细胞吞噬、溶解会形成脓腔，加上胶原纤维包裹病灶难以形成新生血管，因此脑胶质瘤在SWI 图像中磁敏感信号检出率会远高于脑脓肿。马伦等[21]对23 例坏死性脑胶质瘤患者以及16 例脑脓肿患者研究，通过判断SWI 是否检出ITSS，研究发现23 例坏死性胶质瘤患者中22 例（95.7%）患者检出ITSS，16 例脑脓肿患者中6 例（37.5%）检出ITSS，利用ITSS 区分坏死性胶质瘤和脑脓肿敏感性为96%，特异性为63%，且坏死性脑胶质瘤患者ITSS 检出率大于脑脓肿患者（=36.67，=0.002）。这可能与脑脓肿病灶内缺乏新生血管和出血成分有关，由此可见，SWI 在坏死性脑胶质瘤与脑脓肿的鉴别诊断中具有重要价值。

2.2.3 与脑淋巴瘤的鉴别诊断 脑淋巴瘤和高级别胶质瘤均为临床上颅内恶性肿瘤，对于脑淋巴瘤与高级别胶质瘤的治疗临床上也有较大区别，前者主要采用放化疗为主，后者主要以手术治疗为主。因此对原发性脑淋巴瘤和高级别胶质瘤准确鉴别对治疗方案的选择和病人预后具有重要意义。由于两种肿瘤均具有明显的侵袭性生长方式，在常规MRI 序列上两者表现较为相似，不易区分。然而，SWI 利用其对微血管结构的显示优势，基于其直观显示肿瘤内的磁敏感信号，对于鉴别脑淋巴瘤和高级别胶质瘤具有重要的临床价值[22]。王敏等[23]通过对15 例原发性脑淋巴瘤和22 例高级别胶质瘤的常规MRI 及SWI 影像学表现进行观察，SWIminIP 图像上的肿瘤内血管结构及半定量评分显示原发性脑淋巴瘤组肿瘤内血管结构半定量评分明显低于高级别胶质瘤组，证实SWI 血管结构半定量评分有助于原发性脑淋巴瘤与高级别胶质瘤的鉴别诊断。这主要归因于脑淋巴瘤是一种乏血供，颅内淋巴瘤的微血管密度明显低于高级别胶质瘤，可利用SWI 中ITSS 对淋巴瘤与胶质瘤进行较好的鉴别诊断。Di IA 等[24]应用肿瘤内SWI 信号的体积分数和分形维数对78 例脑肿瘤患者研究后发现，淋巴瘤和高级脑胶质瘤在分形维数上具有明显差异，从而证明SWI 对两者的鉴别诊断具有重要作用。

2.2.4 与脑膜瘤的鉴别诊断 脑膜瘤是中枢神经系统最常见的轴外肿瘤，肿瘤供血血管和肿瘤微血管的显示对脑膜瘤的鉴别诊断及临床治疗具有指导意义。脑膜瘤为良性肿瘤，但其血管十分丰富，且大部分为成熟的肿瘤血管，因此，在SWI 上主要表现为分布有规律的网格状的低信号静脉血管影像，血管间的肿瘤组织为均匀的等信号[25]。而高级别脑胶质瘤血管同样丰富，但大多不成熟、通透性高，容易出现坏死和出血，因此在SWI 上表现为点状、线状的低信号区，与脑膜瘤的影像表现明显不同。研究发现[24]，通过肿瘤内SWI 信号的体积分数和分形维数，可以很好地鉴别低级别胶质瘤，Ⅲ级、Ⅳ级胶质瘤和脑膜瘤。

3 SWI 在脑胶质瘤治疗中的应用

3.1 手术切除时确定肿瘤大小和边缘 手术切除仍是胶质瘤综合治疗的基础，因而检测和确定肿瘤的位置、大小和边缘显得尤为重要。目前，通过常规影像检查确定瘤体大小非常困难，随着SWI 在胶质瘤诊断中的应用，取得了一定的进展。有学者通过对64 例脑胶质瘤患者研究发现[13]，和常规序列相比，SWI 序列对于肿瘤边界的显示更为清晰，同时可呈现肿瘤微小血管病变信息，胶质瘤肿瘤实质区rCBV值均高于瘤周水肿rCBV 值，这说明SWI 可在一定程度上指导术中脑胶质瘤切除。任可伟等[26]也同样认为SWI 在显示胶质瘤边界、病理静脉、出血灶情况方面具有优势，对胶质瘤手术的制定具有指导意义。另外，有研究提出胶质瘤ITSS 的变化与它的位置和体积具有相关性，ITSS 的形态随着肿瘤体积的变化而改变[27]。Blasiak B 等[28]使用超顺磁纳米氧化铁作为造影剂，向患有胶质瘤的大鼠注射，使在SWI图像上肿瘤边界与正常组织交界处磁敏感性差异增大，从而准确确定胶质瘤边缘和大小。造影在肿瘤边缘更明显的原因可能与巨噬细胞和小胶质细胞在肿瘤边缘聚集有关[29，30]。这些研究表明SWI 联合纳米氧化铁造影剂可确定肿瘤边缘，大大提高手术切除的精度。

3.2 判断肿瘤预后和疗效 不同级别的胶质瘤发展速度及预后状况均存在差异，级别越高的脑胶质瘤往往预后越差。SWI 图像对肿瘤内静脉血管结构十分敏感，因此可显示肿瘤内血管结构以及检测体内抗血管生成治疗的效果，为脑胶质瘤治疗疗效的评估提供辅助。研究发现[31]，治疗前SWI 显示更多低信号区域的胶质母细胞瘤患者在手术切除后同时接受抗血管生成治疗、化疗以及放疗后具有更好的疗效。Fellah S 等[32]对1 例复发的胶质母细胞瘤进行药物治疗，同时用SWI 评价不同时期肿瘤内血管变化情况来判定治疗效果。可见，SWI 是一个进行随访的有效放射学工具，可通过其良好显示脑质瘤内的血管结构变化来辅助评估治疗效果。

4 总结与展望

SWI 在脑胶质瘤分级评估、鉴别其它颅内疾病以及治疗较常规影像学检测具具有重要意义。根据ITSS 的发生率和具体形状有利于脑胶质瘤分级诊断。通过瘤内静脉、新生血管、微出血的观察，有助于与其它颅内肿瘤的鉴别诊断。当SWI 与其它技术的联合时，可更加精细地反映病灶信息，为脑胶质瘤的治疗、评估等提供更多依据。不过，SWI 在脑胶质瘤中的应用也存在部分不足，例如肿瘤出血产物沉积带来的磁敏感伪影会使病灶的低信号区域常常被夸大，影响病灶内其它结构的显示。随着技术的不断改进，相信SWI 可显示胶质瘤更加细微的血管结构变化从而为胶质瘤的研究提供更多的信息和依据。