第3章 颅内肿瘤
第1节 概 述
对颅内肿瘤的诊断要求,首先是确定肿瘤的存在,而后则是对肿瘤确切位置、大小与数目和病理性质做出判断,即颅内肿瘤的定位、定量与定性诊断。在手术、放疗,包括X刀及γ刀和化疗后随诊的过程中,还需观察肿瘤的治疗效果,例如有无残留肿瘤、肿瘤复发以及并发症等。
影像学检查在诊断中占有非常重要的地位,但传统的X线检查难以满足这些诊断要求,头颅平片、脑室造影与气脑造影已不再应用。脑血管造影,尽管已应用了DSA,但临床上已很少再用其作为诊断手段,除非要了解肿瘤的血供情况。随着数字化成像技术,包括CT、MRI及PET的应用与发展,颅内肿瘤的影像学诊断水平已提高到一个崭新的阶段。随着CT和MR成像设备的不断普及,CT和MRI已成为目前颅内肿瘤诊断和鉴别诊断的主要方法。
CT和MRI在颅内肿瘤诊断上,主要是基于形态成像上的表现,即在良好的解剖背景上显示出肿瘤的影像,从而完成诊断。在功能成像上,包括DWI、CT或MR灌注成像和代谢成像,如MRS和PET已应用于颅内肿瘤的诊断上。它们可显示出CT或MRI形态成像难以显示的变化,成为形态成像诊断的一个重要补充。
一、形态成像
形态成像是诊断颅内肿瘤的主要方法,应用功能成像、代谢成像也需要以形态成像作为基础。
CT用于颅内肿瘤的诊断很有效。它的高密度分辨力,很容易显示出肿瘤。一般而言,CT可显示径线小到3mm的肿瘤,例如垂体微腺瘤。CT显示钙斑、骨骼、脂肪和液体较好,所以含有这些成分的颅内肿瘤易于显示,呈混杂密度的病灶。CT可同时显示脑室、脑池、硬膜和颅骨,借此可以了解肿瘤同这些解剖结构的关系,有助于定位诊断。CT增强检查可了解肿瘤血-脑屏障的形成与破坏情况和肿瘤的血液循环,有助于肿瘤的显示和定性诊断。
近年来CT设备与技术不断发展,特别是螺旋CT的应用,可以得到各向同性高空间分辨力的图像,冠状位、矢状位重建图像分辨力同轴位重建图像的分辨力相同,使得肿瘤的显示更为清晰。亚秒级快速扫描与快速的图像重建、连续薄层面和大范围的扫描以及强大计算机后处理功能的应用,使三维立体成像、分割成像和CTA的图像更为清晰。这些技术的应用,使颅内肿瘤的定位、定量诊断和了解颅内肿瘤与邻近组织结构的关系更加准确。
CT对诊断颅内肿瘤也并非是完美无缺的。而且,临床工作中经常只使用轴位平扫和增强检查,使诊断受到一定限制。例如,在平扫时,一个等密度颅内肿瘤,如果较小,又无肿瘤周围水肿,未引起明显的占位表现,就可能漏诊。同样,CT对颅内肿瘤的定性诊断也会遇到困难,准确性也有一定限度。
MRI的软组织对比分辨力高,使发现肿瘤的敏感性很高;多方位成像对颅内肿瘤的定位诊断既方便又准确;包括T1WI、T2WI、FLAIR的多参数成像,为颅内肿瘤的定性诊断提供较多的信息。除常规的自旋回波序列外,还可采用脂肪抑制技术和水抑制技术判断颅内肿瘤的脂肪和液体成分,有利于定性诊断。但是MRI在判断钙质和骨质上不及CT清楚和可靠,这是它的不足。
CT诊断,根据病灶所在位置及其同脑室、脑池和脑叶的对应关系以及同相邻硬膜与颅骨结构的毗邻关系多不难做出定位诊断,但临界部位肿瘤,只用轴位平扫,可能会出现定位困难。额区与颞区肿瘤,可只累及一区或两区同时受累,以蝶骨嵴为标志,居前上方者为额区肿瘤,居后下方者为颞区肿瘤。判断小脑幕区肿瘤应行增强检查。强化的小脑幕在不同层面的轴位像上有不同的形态,可呈V形、八字形和M形。病灶居V形和八字外方及M形两外侧肢外方和两内外侧肢之间者为幕上肿瘤,病灶居V形和八字内方及M形两内侧肢内方者为幕下肿瘤。如仍有困难,行三维重建,则不难解决。MRI一般定位无困难。
判断肿瘤在脑内或脑外,对了解肿瘤的起源乃至定性诊断很有帮助。肿瘤以广基与颅骨内板或大脑镰及小脑幕相连和(或)有内板骨质改变者多为脑外肿瘤。MRI上,幕上脑外肿瘤多可分辨出肿瘤与脑皮层灰质的分界,易于判断。脑内肿瘤,多不与颅骨或硬膜接触,如有接触,其接触面也小于肿瘤的最大径线。应注意到,脑外肿瘤突入脑内时,突入脑内较深的层面像上,肿瘤也不与颅骨或硬膜接触,酷似脑内肿瘤,但从其他层面像上可以分辨肿瘤是在脑外。
辨认脑室内肿瘤与脑内肿瘤侵入脑室内,多不困难,特别是幕上肿瘤。脑室内肿瘤脑室局部多扩大,肿瘤居脑室内且与脑室壁接触的夹角呈锐角。如果累及邻近脑质,这部分瘤体也可显示,特别是行增强检查时。脑室外肿瘤,脑室局部多受压、变形和移位,肿块侵入脑室部分较小,而肿瘤的大部分居脑质内。
肿瘤的大小可由三维图像上测出其前后径、横径及高径。如只有轴位图像,其高径可依层厚及层面数估算,由于部分容积效应的影响,结果不甚精确。
肿瘤的数目,除非泛发,一般不难计数。MRI显示肿瘤较CT敏感,病变数目的显示较CT充分。
关于颅内肿瘤的定性诊断,由于多数常见颅内肿瘤不论在CT或MRI上常有相对典型的表现,多可做出判断,但不像定位与定量诊断那样准确。这是因为常见颅内肿瘤可出现不典型的CT或MRI表现,而一些少见颅内肿瘤,甚至非肿瘤性病变又可出现类似常见颅内肿瘤的所谓典型表现,以致难于区分。影像学对颅内肿瘤病理性质判断的根据,首先是通过肿瘤的位置,居脑内或脑外,进而估计肿瘤的组织起源;其次是依据肿块的边缘、轮廓、周围脑水肿、数目和CT上的密度或MRI上信号的特点,以估计肿瘤的生长方式和内部结构。进行增强检查时,依强化有无、强化程度与形式,来反映颅内肿瘤血供和血-脑屏障形成或破坏的情况。综合分析这些表现,可以推断颅内肿瘤的病理性质,而不能反映肿瘤的细胞学特征。因此,颅内肿瘤影像学的定性诊断可能与病理学诊断不完全一致,这是影像学诊断的限度。
二、功能与代谢成像
(一)DWI
在常规MRI发现肿瘤后,DWI可作为深入研究肿瘤的一种手段。
高级别胶质细胞瘤、髓母细胞瘤、淋巴瘤、不典型及恶性脑膜瘤等,由于肿瘤内水分子弥散受限,在DWI上呈高信号,ADC图呈低信号。肿瘤周围水肿为血管源性水肿,各向异性弥散指数(anisotropic diffusion index)较大,水分子运动较强,所以在DWI上为低信号,而ADC图为高信号。因此,有助于确定肿瘤边界与肿瘤周围水肿范围。对决定手术区域、放疗范围与活检定位有一定的指导意义。
肿瘤切除术后,残留肿瘤在DWI上仍为高信号,手术区水肿系血管源性水肿,DWI上为低信号,ADC图上为高信号。所以,DWI有助于确定手术后是否有残留肿瘤。
因为DWI及ADC图所反映的信号强度,取决于水分子运动受限程度,而水肿也不可能为单一类型。所以,应用DWI还不能区分肿瘤的良、恶性,确定肿瘤的类别也有困难。但也有人认为如与常规MRI结合,在区别胶质瘤的级别方面仍有一定参考价值。
(二)灌注成像
灌注成像包括CT灌注成像和MR灌注成像。
1.CT灌注成像
CT灌注成像有助于颅内肿瘤内血管生成及其血流状态的研究,而颅内肿瘤内血管生成对肿瘤的生长、分级、预后有重要影响。血管生成引起血流量、血容量和毛细血管通透性的改变,CT灌注成像可反映这些改变,从而可帮助判断颅内肿瘤的生物学特性,并估计预后。临床上可帮助判断颅内肿瘤的良、恶性以及同其他非肿瘤性疾病的鉴别。
2.MR灌注成像
MR灌注成像可获得几个有价值的参数,如血容量、血流量和平均通过时间等,其中最有意义的是血容量。通过测定肿瘤的血容量可以了解肿瘤内血管生成状态及血管结构,有助于认识肿瘤。
实体肿瘤或肿瘤的实体部分由肿瘤细胞、肿瘤血管和间质构成。MR灌注成像可以了解肿瘤血管的生成情况,表现为肿瘤血容量的变化。发生恶性肿瘤时,有较丰富的肿瘤血管生成,表现为血容量的增加,而良性颅内肿瘤肿瘤血管生成少,血容量低。
MR灌注成像还可以鉴别肿瘤复发和脑放射性坏死。复发的肿瘤与放射性坏死,其血脑屏障均不连续,都可引起脑白质广泛异常和血管源性水肿。在CT与常规MRI上是难以鉴别的。但复发的颅内肿瘤有肿瘤的新生血管,MR灌注成像上,可见局部血容量增加,而放射性坏死则是广泛的血管损伤及组织缺氧,灌注成像表现为病灶血容量低。
必须注意的是,单室模型的CT灌注成像和MR动态磁敏感成像受中心容积定理数学模型的限制,对颅内肿瘤血-脑屏障破坏区域的显示结果是不准确的,故常常应用于没有血-脑屏障破坏的脑内低级别胶质瘤的研究;没有血-脑屏障的脑外肿瘤不适合采用该方法进行检查。
PET也可对两者做出鉴别,但不如MR灌注成像敏感,也受设备不普及的限制。
MRS属于代谢成像,可提供颅内肿瘤代谢物的化学信息。1H MRS对神经元的丢失可做定量分析。
同其他疾病一样,用1 H MRS测定颅内肿瘤的代谢需要测定存在于神经元中作为神经元内标物的N-乙酰天门冬氨酸(N-acetylasparatate,NAA)、胆碱(choline,Cho)、糖酵解终产物的乳酸(lactate,Lac)、肌酸(creatine,Cr)、谷氨酰胺(glutamine,Gln)及谷氨酸复合物等。
不同的颅内肿瘤,由于细胞成分的不同,其MRS有明显的差异。例如星形细胞瘤由于侵及神经元,而出现NAA下降、Cr中等下降、Cho明显升高,而NAA/Cr比值下降、Cho/Cr比值升高并出现Lac峰。但根据Lac峰不能判断其为良性或恶性。
NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr及 Lac/Cr比值可以对胶质瘤进行分级,其中NAA/Cho及Cho/Cr反映肿瘤分级较为恒定。还可用以判断肿瘤的复发、残留与术后瘢痕等。如脑膜瘤,因为是脑外肿瘤,理论上没有NAA,Cho可升高,而丙氨酸峰升高则被认为是脑膜瘤的MRS特征,借以同脑胶质瘤和神经鞘瘤区别。
MRS可以作为进一步认识肿瘤的研究手段,但在临床应用上,还需要积累更多的经验。此外,MRS 与MRI相比,其技术条件要求较高。
不论是功能成像,还是代谢成像,都需要先由CT或MRI发现肿瘤后进行,是在形态成像发现肿瘤基础上,对肿瘤的进一步研究,所以是形态成像诊断的一个补充,对早期发现颅内肿瘤,特别是小肿瘤帮助不大。
(高培毅)