|
来源：磁共振成像传媒 吴诗熳, 方紫薇, 张华, 芮文婷, 金腾, 任彦, 唐颖, 姚振威. 脑膜瘤增强T2 FLAIR上的周边弧线状强化特征及其病理基础. 磁共振成像, 2019, 10(2): 115-120. 姚振威，复旦大学附属华山医院放射科执行副主任（主持工作），主任医师，博士生导师 教育背景：1986年至1992年在上海医科大学医疗系学习获学士学位；1994年至2000年在上海医科大学攻读影像医学硕、博士研究生，获博士学位；2003年至2004年在英国牛津大学进修脑功能磁共振；2011年在美国哈佛大学MGH进修神经影像。曾经接受过GCP培训。 社会兼职：曾任中华医学会放射学分会青年委员会副主任委员，常委会工作秘书，神经学组副主委；上海放射学会秘书长，神经学组组长；上海中西医结合学会放射学会常委；上海生物医学工程学会放射分会副主任委员。 专业特长：脑肿瘤、脑血管病和胸部疾病的CT/MRI诊断。 获得奖励或荣誉称号：发表论文100余篇（以第一作者或通讯作者身份SCI收录30余篇，其中6篇影响因子超过8分）。获得国家自然科学基金2项和上海市自然科学基金面上项目1项。其他各种类型科委基金5项。获得上海医学科技奖3项，中华医学科技三等奖1项，教育部科技进步1等奖2项。目前主要主持胶质瘤免疫治疗示踪，垂体瘤3d space和神经系统T2Flair增强的研究。 脑膜瘤占原发性中枢神经系统肿瘤的36.6%，是最常见的中枢系统肿瘤[1]。治疗方式主要为手术切除和硬脑膜修补术[2]。脑膜瘤经常有脑外和脑内的双重血供，脑外血供来源于脑膜动脉，脑内血供来源于穿行于脑实质的软脑膜动脉，并且以前者占主要。但是如果术中发现它有丰富的脑内动脉供血(幕上脑膜瘤由颈内动脉供血多见)，手术前结扎颈内动脉才能避免术中大出血的风险。但金标准诊断方法数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)为有创检查，并非每个患者都有条件采用，因此无创用MRI技术判断术前对脑膜瘤血供的来源有重要的临床意义。快速液体衰减翻转恢复(fastfluid-attenuated inversion-recovery，FLAIR)序列能抑制长T2信号的脑脊液和等T2信号的脑组织的信号，因此理论上增强T2 FLAIR 会比传统增强T1加权成像(T1 weighted image after contrast，T1WI+C)更易显示脑膜上的病灶实际情况。而因为FLAIR序列对低剂量的钆剂更敏感[2]，只需在常规T1WI增强扫描后补充T2 FLAIR序列扫描，仅增加了患者的扫描时间(约3 min)，而不增加对比剂用量和经济负担。 近年来有相关研究[3]指出，脑膜瘤边缘在MRI上的不同表现能对应结缔组织、血管或脑脊液，将有效揭示术中肿瘤与脑实质表面的粘连情况、指导手术方案的确定，但尚未有研究将脑膜瘤周边的血供情况和特定的MRI表现对应起来。本研究回顾性分析的89例脑膜瘤病例均是在常规T1WI增强扫描后增加T2 FLAIR序列，通过影像-病理对照研究、结合组织病理学表现和定量微血管(microvessels density，MVD)计数，以阐明增强T2 FLAIR上脑膜瘤周边弧线形强化产生机制。 回顾性分析2017年6月至2018年6月在我院手术证实的89例脑膜瘤MRI资料。89例患者均使用GE 3.0T扫描仪，8通道头部线圈，进行磁共振检查。进行T1WI、T2WI和T2 FLAIR序列扫描后，静脉注射剂量为0.1 mmol/kg的钆对比剂(马根维显，北陆药业，中国北京)后进行T1WI增强扫描，最后加扫T2 FLIAR。图像从矢状位、轴位获取，截面厚度=5 mm，层面间距=1 mm。所有病例肿瘤术后均进行组织病理学检查、行HE染色和CD34免疫组织化学方法。 由两名分别有5年和4年经验的放射科医师评估。肿瘤直径测量于肿瘤在各方位上图像中的最大截面。若肿瘤存在脑膜尾征，则增强后“脑膜尾征”的T1和T2强化程度分3种类型统计：增强后T1WI显示更佳， 增强后T1WI和增强后T2 FLAIR显示效果相差不大，增强后T2 FLAIR显示更佳，统计这3种类型的病例数。 免疫组织化学染色检测标本中CD34的表达，一抗为兔抗人CD34单克隆抗体(1∶200)。CD34主要在细胞膜和细胞质，染色呈棕黄色颗粒者为阳性。先在低倍镜(×40)下确定脑膜瘤边缘部分，200倍显微镜下计算3 个视野下的微血管数(见图1)，求平均值。微血管数的具体判定方法：任何被染色为棕黄色的内皮细胞团或者单个内皮细胞都统计为一条独立的血管，是否形成管腔或有无红细胞存在不能成为判断标准，只要它们与邻近的肿瘤细胞、微血管以及其他结缔组织形成清楚的分隔，即是1个可计数的微血管。 应用SPSS 22.0统计软件分析，采用单样本非参数检验计算数据是否为正态分布。非正态分布数据用Mann-Whitney非参数检验。正态分布数据之间的比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。 本研究中89例病例包括 56名女性，33名男性。年龄17～83岁，平均年龄(57.14±13.98)岁，其中＜40岁10例，40～60岁33例，＞60岁46例。位于大脑半球凸面最多(65例，73.03%)，小脑凸面9例(10.11%)，侧脑室后角7例(7.86%)，大脑镰旁4例(4.49%)，颅底(鞍结节、桥小脑脚、蝶骨嵴、嗅沟)4例(4.49%)。 常规MRI所见脑膜瘤表现为以硬脑膜为基底生长的脑外肿瘤，平扫T1WI序列表现为等或略低信号， 瘤周水肿比肿瘤实质信号更低；平扫T2 FLAIR序列表现为等或稍高信号，瘤内囊性成分和瘤周水肿为高信号。增强扫描后，89例中所有脑膜瘤都显示强化，T1、T2FLAIR表现为不均匀强化较多(64.7%、71.8%)；肿瘤T1强化方式：均匀强化34例，不均匀强化55例；肿瘤T2强化方式：均匀强化24例，不均匀强化65例。肿瘤直径大小为9.85～91.84 mm，平均(35.29±17.59) mm，其中＜20 mm 20例，20～40 mm 37例，＞40 mm32例。 在增强后T2 FLAIR上，62例(69.7%)脑膜瘤显示出周边弧线状强化，其中12例DSA证实为颅内外动脉双重血供(见图2)。25例患者术中肿瘤与脑实质的交界面表现为更多的粘连和出血倾向，术中可见颅内动脉血供为多。 在增强后T2 FLAIR上，62例(69.7%)脑膜瘤显示出周边弧线状高信号，其中25例病例仅在增强T2 FLAIR 后显示该征象(在平扫T2FLAIR序列或增强T1加权像上都未见该征象)，该25例肿瘤术后HE染色可见肿瘤边缘部分、肿瘤与肿瘤表面的脑膜含有丰富微血管腔(见图3)。27例未显示出周边弧线形强化征的脑膜瘤中，肿瘤表面仅见少量血管和受压的蛛网膜(见图4)。 按照有无周边弧线形强化征分为4组(表1)：①增强T1WI、增强T2FLAIR可见；②仅增强T1 FLAIR可见；③仅增强T2FLAIR可见；④增强T1WI、增强T2 FLAIR 均不可见。每组MVD平均值先用用单样本非参数检验方法进行正态性检验。组②、组③、组④MVD数值都符合正态分布，用平均值±标准差表示；组①不符合正态分布，用中位数(四分位数间距)表示。组②、组④分别与组③两两采用两独立样本t检验统计方法；组①与组3进行Mann-Whitney非参数检验。统计结果如表1，表示4种不同类型的影像学表现均表现出脑膜瘤边缘MVD的不同情况。而且分组③仅增强后T2 FLAIR显示周边弧线形强化征的肿瘤边缘MVD计数明显大于分组④周边弧线形征阴性肿瘤边缘MVD。 52例脑膜瘤患者的MR图像中增强T1WI或增强T2 FLAIR上可见脑膜尾征，该征象多数在增强T2 FLAIR 比T1WI增强序列更明显(图5)。由两名分别有5年和4年工作经验的放射科医师评估该52例脑膜瘤患者MR图像上“脑膜尾征”在不同序列的表现(结果见表2)，可见该部分脑膜瘤患者增强T2 FLAIR的图像比增强T1WI更能清晰地显示脑膜瘤的“脑膜尾征”。 临床上通常对肿瘤的诊断来源于对增强后T1WI 图像识别，但脑皮层上的病灶常因高亮血管影或血管流空效应的影响而被掩盖。而FLAIR序列反转时间较长、具有轻微T1效应，能抑制脑脊液伪影和背景脑组织的信号，从而突出显示具有皮层表面、脑室周围长T2特性病灶组织[4]，即T2FLAIR 作为一个T2加权序列却可用于钆剂的增强扫描，凸显病灶。SE类序列对高浓度的钆对比剂量更敏感，而IR类序列对低浓度的对比剂显影更灵敏，3D-T2 FLAIR序列在常规和低剂量的对比剂扫描中会有更大的临床应用价值[5]。 当注射对比剂钆剂后行T2 FLAIR扫描，肿瘤的富血供部分钆剂浓度比周围组织高，所以该富血供部分会迅速恢复到较大的纵向向量，而正常脑组织因为血脑屏障，弛豫速度保持不变，实现富血供肿瘤的成像。因此，脑膜瘤中血管密度较低、血流相对缓慢的的软脑膜动脉或其他脑内动脉供血的部分因对比剂含量少，在常规的增强T1 SE序列中难以与脑外动脉供血部分区分，但若加扫T2 FLAIR序列，则存留于软脑膜动脉中对比剂会因轻微的T1效应而显示出来。因此， FLAIR序列容易区分软脑膜、皮质血管，在常规增强检查后增加T2 FLAIR序列应用于脑原发肿瘤的诊断可以增加更多的信息，有助于鉴别诊断。 本研究观察到增强T2 FLAIR序列上约69.7%的脑膜瘤可显示肿瘤周边弧线形强化征象，部分病例亦有DSA证实软脑膜动脉供血，病理染色见此区域的微血管密度明显高于此征象阴性的脑膜瘤，可见T2FLAIR 周边弧线形强化征能够反映肿瘤的软脑膜供血情况， 从而指导临床医生采取相关术前准备。 尽管脑膜尾征不是脑膜瘤的唯一特征，可能在转移灶或血管外皮细胞瘤中看到，通常用于脑膜瘤和神经鞘瘤[6]的鉴别诊断。但Qi等[7]指出脑膜尾征的显示对脑膜瘤切除范围的手术方案制订密切相关，若脑膜尾征表现为光滑型，则切除范围距肿瘤2.5 cm的脑膜；若为结节型或平滑-结节状混合型，则至少应切除更大范围的脑膜甚至视肿瘤位置酌情广泛切除；若有肿瘤多个不同方向的“尾征”，术前骨瓣设计也要相应调整。而本研究通过放射学医师评分，发现对脑膜瘤的“尾征”在增强T2 FLAIR比增强T1对脑膜瘤的“尾征”。瘤周水肿在增强T2 FLAIR中更容易被辨认，该部分肿瘤可能为分泌性脑膜瘤的亚型或侵及脑实质的肿瘤[6]，瘤周水肿与高水平的胶原蛋白XVIII和血管内皮生长因子(vascular endothlial growthfactor，VEGF)表达呈相关关系[8]。 FLAIR序列中，低信号的肿瘤组织会比高信号的肿瘤组织质地更硬，因其含有更多的纤维组织[9]，有助于提示纤维性脑膜瘤的可能，而纤维性脑膜瘤与术后颅神经缺损风险明显相关[10]。但信号强度、FLAIR的增强模式与组织学病理并无明显相关性[11]。 增强T2 FLAIR序列的研究目前主要应用于脑膜炎[12]、脑转移瘤[13-15]、多发性硬化[16]，以及内耳系统疾病(如梅尼埃病[17]、听神经炎[18]等)，其他方面的应用并没有引起重视。除了原发性神经元疾病外，脑内的其他器官如正中隆起和松果体，也被证实在增强后T2 FLAIR中有更显著的强化[19]。 增强T2 FLAIR序列也有其局限性，T2FLAIR上观察到浓度相关的变化图像不太突出，因此更小的脑膜瘤可能看起来是均匀的。但是，若能更改参数配置还能进一步提供其精确度，张德生等[20]发现0.35 T场强的FLAIR序列T2WI上，当TR超过5000 ms时，采用的TE越长，能检出脑脊液中的钆剂浓度越低。增强后T2 FLAIR在脑膜瘤诊断中的临床应用仍待更大样本量、更深入的研究。 本文通过对增强T2 FLAIR在脑膜瘤的临床应用进行归纳，发现增强T2 FLAIR序列上脑膜瘤表现出的周边弧线形强化特征能预测双重血供和更多表面微血管的可能性，阐述在常规增强MRI的基础上增加T2 FLAIR序列的必要性。随着增强T2 FLAIR的进一步推广应用，将会发现其更多的临床应用价值。 利益冲突：无。 [1] Robin AB, Craig MH, Timothy K, et al. An overview ofmeningiomas. Future Oncol, 2018, 14(21): 2161-2177. [2] Magill ST, Young JS, Chae R, et al. Relationship betweentumor location, size, and WHO grade in meningioma. Neurosurgical Focus, 2018,44(4): E4. [3] Enokizono M, Morikawa M, Matsuo T, et al. The rim pattern ofmeningioma on 3D FLAIR imaging: correlation with tumor-brain adhesion andhistological grading. Magn Reson Med Sci, 2014, 13(4): 251-260. [4] Qian YF, Zhang C, Wu JM, et al. Cerebrospinal fluidartifacts on 2D and 3D fluid-attnuated inversion-recovery images at 3.0 T MR.Chin J Magn Reson Imaging, 2012, 3(3): 179-183. 钱银锋, 张诚, 吴津民, 等. 脑脊液伪影在3.0 T MR二维和三维液体衰减翻转恢复图像上的表现. 磁共振成像, 2012, 3(3): 179-183. [5] Shi QG, Sun WG, Li HH, et al. Comparing the enhancementeffect of new 3D-T2 FLAIR sequence with conventional SE T1W, 3D-SPGR and 2D-T2FLAIR sequnces. Chin J Med Imaging Technol, 2011, 27(3): 622-626. 石清磊, 孙文阁, 李焕焕, 等. 比较新型3D-FLAIR序列与传统SET1W、3D-SPGR、2D-T2 FLAIR序列的强化效果. 中国医学影像技术, 2011, 27(3): 622-626. [6] Ali A, Maya BW, Clemens K, et al. Comparison of68Ga-DOTATOC-PET/CT/MRI hybrid system in patients with cranialmeningioma:initial results. Neuro Oncol, 2015, 17(2): 312-319. [7] Qi ST, Liu Y, Pan J, et al. A radiopathologicalclassification of dural tail sign of meningiomas. J Neurosurg, 2012, 117(4):645-653. [8] Salokorpi N, Yrjänä S, Tuominen H, et al. Expression of VEGFand collagen XVIII in meningiomas: Correlations with histopathological and MRIcharacteristics. Acta Neurochir (Wien), 2013, 155(6): 989-996. [9] Alyamany M, Alshardan M, Jamea A, et al. Meningiomaconsistency: Correlation between magnetic resonance imaging characteristics,operative findings, and histopathological features. Asian J Neurosurg, 2018,13(2): 324. [10] Little KM, Friedman AH, Sampson JH, et al. Surgicalmanagement of petroclival meningiomas: Defining resection goals based on riskof neurological morbidity and tumor recurrence rates in 137 patients.Neurosurgery, 2005, 56(3): 546-558. [11] Hadidy AM, Nadi MM, Ahmad TM, et al. Descriptiveepidemiological analysis, MRI signals intensity and histopathologicalcorrelations of meningiomas. Neurosciences, 2010, 15(1): 11-14. [12] Lee EK, Lee EJ, Kim S, et al. Importance ofcontrast-enhanced fluid-attenuated inversion recovery magnetic resonanceimaging in various intracranial pathologic conditions. Korean J Radiol, 2016,17(1): 127-141. [13] Yan YZ, Tong D, Zhang XM, et al. Isotropic volume scanningT1 weighted imaging and fluid attenuation inversion recovery sequence T2weighted imaging in the diagnosis of brain metastases. Chin J Radiol, 2013,47(6): 555-558. 闫昱竹, 佟丹, 张秀梅, 等. 各向同性容积扫描技术T1加权成像与液体衰减反转恢复序列T2加权成像在脑转移瘤诊断中的应用. 中华放射学杂志, 2013, 47(6): 555-558. [14] Ahn S, Chung T, Chang J, et al. The added value of doubledose gadolinium enhanced 3D T2 fluid-attenuated inversion recovery forevaluating small brain metastases. Yonsei Med J, 2014, 55(5): 1231-1237. [15] Utz MJ, Tamber MS, Mason GE, et al. Contrast-enhanced3-dimensional fluid-attenuated inversion recovery sequences have greatersensitivity for detection of leptomeningeal metastases in pediatric braintumors compared with conventional spoiled gradient echo sequences. J PediatrHematol Oncol, 2018, 40(4): 316-319. [16] Zivadinov R, Ramasamy DP, Hagemeier J, et al. Evaluation ofleptomeningeal contrast enhancement using pre-and postcontrast subtraction3D-FLAIR imaging in multiple sclerosis. AJNR Am J Neuroradiol, 2018, 39(4):642-647. [17] Naganawa S, Kawai H, Sone M, et al. Increased sensitivityto low concentration gadolinium contrast by optimized heavily T2-weighted3D-FLAIR to visualize endolymphatic space. Magn Reson Med Sci, 2010, 9(2):73-80. [18] Li H, Huang H, Chen Z. Early diagnosis of recurrent opticneuritis using contrast-enhanced T2 fluid-attenuated inversion recoveryimaging: a case report. Chin Med Sci J, 2018, 33(2): 130-134. [19] Azuma M, Hirai T, Kadota Y, et al. Circumventricular organsof human brain visualized on post-contrast 3D fluid-attenuated inversionrecovery imaging. Neuroradiology, 2018, 60(6): 583-590. [20] Zhang DS, Xiao XS, Liu SY, et al. Influence of imagingparameters on the detection of gadolinium concentration in artificialcerebrospinal fluid in fluid-attenuated inversion recovery MR imaging at lowfield strength. Chin J Emergen Resuscitaion and Disaster Med, 2013, 8(8):710-713. 张德生, 肖湘生, 刘士远, 等. 低场强磁共振FLAIR序列成像参数对脑脊液内钆剂检出影响的研究. 中国急救复苏与灾害医学杂志, 2013, 8(8): 710-713. |
|
|
