CT 灌注成像对脑肿瘤瘤周水肿的评价

施裕新 徐建峰

Somatom Plus 4 螺旋CT 机,对21 例脑肿瘤瘤周水肿患者[脑膜瘤4例,胶质瘤( Ⅲ～Ⅳ级)7例、瘤10 例]进行CT 灌注成像,经灌注软件处理分别计算瘤周水肿区局部脑血流量( rCBF) 、

【摘要】 目的 应用CT 灌注成像半定量估计脑肿瘤瘤周水肿的灌注状况。方法 应用

转移局部脑血容量较。结果 脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿的rCBF 和P值均<0105, 01005; rCBV: t =2142 和3153, 常脑白质无明显差别( t =1100 和1133, ( rCBV) 、对比剂平均通过时间(MTT) ,并与对侧脑白质和不同肿瘤瘤周水肿间的灌注参数进行比rCBV 明显低于对侧脑白质( rCBF: t =2192 和3182, P <0105, 0101) ,胶质瘤瘤周水肿的rCBF 和rCBV 与正P值均>0105) 。瘤周水肿区与对侧正常脑白质rCBF 、rCBV 比值,脑膜瘤和转移瘤之间差异无统计学意义( t =0123 和0173, P值均>0105) ,胶质瘤明显大于脑膜瘤和转移瘤( t =3105 和3137, P <0101, 01005) 。结论 脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿区的rCBF 、rCBV 显著降低,而胶质瘤瘤周水肿区接近或高于对侧脑白质, CT 灌注能定量脑肿瘤瘤周水肿血流灌注状况,有助于肿瘤的鉴别和随访。

【关键词】 体层摄影术,X 线计算机; 脑肿瘤; 脑水肿; 局部血流

脑肿瘤瘤周水肿是脑肿瘤常见的并发症,瘤周水肿的程组织营养时[1] ,因此,准确地测量脑肿瘤瘤周水肿的灌注状度和类型直接影响临床的治疗方案,然而,瘤周水肿的机理况可比较准确地估计瘤周水肿区脑损害的程度,监测治疗疗不十分清楚。肿瘤的大小、位置、组织类型、引流静脉压迫, 效,对临床准确估计病情有重大的价值。以往有学者应用脑白质与肿瘤间灰质层的侵蚀和肿瘤细胞的分泌均与瘤周硒2增强CT 定量瘤周水肿区血流,发现水肿区血流明显降水肿有关[123] 。瘤周水肿引起脑实质的损害可继发引起脑灌低[4] ;放射性示踪剂研究发现正常脑白质的血流是瘤周水肿注改变,尤其当细胞外液富含蛋白和阻碍血红蛋白氧合与脑的2倍,脑肿瘤切除后10 d 内水肿区脑血流与术前相比,水肿区的灰质血流增加,但水肿的白质区血流无改变,水肿的灰质区血流改善,提示占位效应和血管反应减轻[5] ;另有学者应用正电子发射体层( PET)定量水肿区血流量、血容积、氧和葡萄糖利用,研究显示血容积未显著降低,但血流量、氧和葡萄糖利用率显著下降[6] 。然而这些检查费用昂贵且有放射性,近年研究发现CT 、MR I 灌注与PET 有良好的相关性,因此, CT 和MR I 等无创灌注技术作为替代方法是有价值的[7] 。

材料与方法

1. 一般资料:搜集2001 年7月至2003 年7月在我院行CT 灌注成像且临床病理证实的临床资料完整的21 例脑肿瘤伴瘤周水肿患者Ⅳ级),转移瘤10 例(原发癌为肺癌8例,绒毛膜癌和乳腺癌各1例) 。水肿判断标准:水肿局限于肿瘤附近,但小于肿瘤直径的为轻度水肿,水肿达到或大于病灶直径的为中度水肿,水肿呈半环状包绕肿瘤的为重度水肿。,其中脑膜瘤4 例,胶质瘤7 例( Ⅲ

2. 扫描方法和灌注参数计算分析:采用Somatom Plus 4 CT 扫描机。常规头颅平扫,确定肿瘤瘤周明显水肿区,进行CT 灌注扫描[8] 。然后将扫描图像传入Siemens Magic V iew 50 工作站,经灌注软件处理,获得灌注图像、感兴趣区和上矢状窦动态时间密度曲线(TDC) ,并对感兴趣区TDC 曲线进行γ函数拟合

2 (图1～3) ,计算瘤周水肿以及对侧脑

白质灌注参数值[局部脑血流量( regional cerebral blood flow, rCBF) 、局部脑血容量( regional cerebral blood volume, rCBV) 、平均通过时间(mean transit time,MTT) ], 再对瘤周水肿与对侧脑白质灌注参数作配对t检验,对不同肿瘤瘤周水肿与对侧脑白质rCBF 、rCBV 比值作非配对t检验。

图1 右蝶骨嵴脑膜瘤伴瘤周水肿

结果

21 例脑肿瘤瘤周水肿中脑膜瘤轻度水肿3 例,中度水肿1例;转移瘤中度水肿3例,重度水肿7例;胶质瘤中度水肿2例,重度水肿5例。脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿rCBF 和rCBV 明显低于对侧～图2 瘤周水肿时间2密度曲线(虚线), γ函数拟合曲线(实线)

图3 肿瘤对侧脑白质时间2密度曲线(虚线),γ函数拟合曲线(实线) 。瘤周水肿时间2密度曲线显著低于对侧脑白质脑白质,而胶质瘤与对侧脑白质间差异无明统计学意义

(表1) 。这3种肿瘤瘤周水肿M TT 与对侧脑白质间差异均

无统计学意义( P >0105) 。

讨论

一、脑肿瘤生物学特性与瘤周水肿程度脑肿瘤的瘤周水肿程度与肿瘤恶性程度、生长速度和生长部位有关[1] ,生长迅速的恶性肿瘤如转移瘤, Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤,瘤周水肿明显,而生长较慢的良性肿瘤如脑膜瘤瘤周水肿较轻;脑内肿瘤瘤周水肿比脑外肿瘤明显;肿瘤瘤周水肿一般不与肿瘤本身体积简单地成正比,转移瘤瘤体小但水肿明显,脑膜瘤瘤体大,但水肿较轻,如压迫引流静脉则可引起明显水肿。

二、脑肿瘤瘤周水肿病理与灌注表现在病理上脑肿瘤瘤周水肿主要由于毛细血管通透性增加和血脑屏障的破坏,导致瘤周脑组织间质水肿[9] 。脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿的主要原因是毛细血管通透性增高和水肿液对局部微循环的压迫,水肿液的血管压迫导致脑组织血流量和血容积减少[10,11] ,而局部神经和血管结构无明显改变。文献报道[ 1, 9 ] 脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿的rCBF 、rCBV 明显低于对侧脑白质,并且发现近肿瘤水肿区rCBV 比远离肿瘤水肿区低,也提示是血管压迫性水肿。高级别胶质瘤呈浸润性生长,瘤周水肿区部分或全部为浸润的肿瘤组织,浸润至

表1 脑肿瘤瘤周水肿的rCBF 、rCBV 值( .x ±s) rCBF rCBV 脑肿瘤瘤周水肿对侧t值P值瘤周水肿对侧t值P值脑膜瘤13112 ± 5181 28174 ±16102 2192 <0105 0181 ±0140

±1110 2109 ±1157 2142 <0105 转移瘤11128 ± 4159 28102 ±13144 3182 <01005 1121 ±0165 3135 ±2114 3153 <0101 胶质瘤24102 ±11115 27126 ±11158 0199 >0105 2181 ±2180 1185 1133 >0105

注:瘤周水肿rCBF 、rCBV 与对侧脑白质的比值,脑膜瘤和转移瘤间差异无统计学意义( rCBF: 0142 ±0109 和0147 ±0125; t =0123, P > 0105 。rCBV: 0135 ±0113 和0144 ±0125; t =0173, P >0105) ,但两者均明显低于胶质瘤(0191 ±0126, 1156 ±1141; t =3105, 3137; P <0101, 01005) 破坏研究显示高级别胶质瘤瘤周水肿的rCBV 明显高于对侧脑白质,而且,近肿瘤瘤周水肿区的2大因素。Law 等[9] 正常脑组织内的胶质瘤组织同样含有丰富的肿瘤血管,且发常表现可完全恢复,而高级别胶质瘤瘤周水肿异常表现不完育不成熟。其瘤周水肿原因有血管通透性增高和血脑屏障全恢复,瘤周灌注和代谢水平的持续升高,往往是肿瘤残留rCBV 高于远离肿瘤的瘤周水肿区,可能与远离肿瘤水肿区肿瘤浸润较少有关。本研究显示脑膜瘤和转移瘤瘤周水肿的rCBF 和rCBV 明显低于对侧脑白质,与文献报道一致;高级别胶质瘤瘤周水肿的rCBF 和rCBV 与正常脑白质无明显差别,与Law 等报道不同,可能与本组病例瘤周水肿浸润肿瘤恶性程度和代谢水平相对较低,而Law 的研究中多数病例为多形性胶质母细胞瘤有关。

三、脑肿瘤瘤周水肿灌注成像的价值

不同脑肿瘤的瘤周水肿,其病理生理不同,血流灌注也不同,因此,脑组织血流灌注检测可反映瘤周水肿血流情况。临床上常规影像技术有时难于区分脑膜瘤和脑膜转移瘤,高级别胶质瘤和孤立性脑转移瘤。文献报道,瘤体rCBV 脑膜瘤明显高于脑膜转移瘤,而高级别胶质瘤和孤立转移瘤差异无统计学意义[10 ] 。研究发现转移瘤和脑膜瘤瘤周水肿原理相似,属血管压迫性水肿,血流灌注低于对侧脑白质;而高级别胶质瘤瘤周水肿原理明显有别于脑膜瘤和转移瘤,属肿瘤浸润性水肿,血流灌注高或等于对侧脑白质。钱银锋等[12 ] 报道胶质瘤瘤周水肿rCBV 高于对侧脑组织,两兴趣区比值> 110, 转移瘤瘤周水肿与对侧脑白质比值<110。本资料与文献报道相仿,这些结果提示瘤周水肿影响脑组织灌注, CT 灌注定量测定可区分瘤周肿瘤浸润性水肿和血管压迫性水肿, 有助于肿瘤的鉴别(尤其是高级别胶质瘤和转移瘤的鉴别) 。肿瘤瘤周水肿常指常规增强CT 和MR I 显示强化瘤体周围的低密度和低信号区域。转移瘤和脑膜瘤强化瘤体往往代表肿瘤的真实边缘;而高级别胶质瘤强化瘤体周围尚有肿瘤组织浸润,这些组织在常规成像上不易显示,在灌注成像和MR 波谱等功能成像上才能显示其特征,因此,常规强化的瘤体边缘往往不是真正的肿瘤边缘,这个定义不适用高级别胶质瘤,真正的肿瘤边缘应以灌注图和MR 波谱[如胆碱/肌酸(Cho/Cr) ]测量勾画更为真实、准确[10 ] 。另外,从临床和常规成像观点看,脑膜瘤和转移瘤切除后,瘤周水肿异和切缘复发的征象,因此,肿瘤切除后瘤周水肿区CT 等灌注技术可监测瘤周水肿区功能恢复的情况,预测预后;同样通过瘤周水肿灌注变化可推测脑肿瘤放疗和化疗后的疗效。

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