脑胶质瘤是成人最常见的脑内原发肿瘤，近年来发病率不断上升。临床中，高级别胶质瘤(high grade glioma，HGG）以生长快、复发率高为特点，手术切除并辅助放化疗是目前HGG标准的治疗方法^[1]，术后放射治疗虽可辅助抑制肿瘤细胞的生长，但所导致的放射性脑损伤一直是临床治疗所面临的重大问题^[2]。脑胶质瘤复发和放射性脑损伤的处理原则及治疗方法不同，虽然可以通过手术获取病理结果的方法来鉴别两者，但是手术具有一定创伤，如何通过无创的检查手段来鉴别二者具有十分重要的意义^[3]。本研究通过应用mTI-ASL技术，定量分析脑胶质瘤术后复发与放射性损伤的不同，进一步评估该技术对两者的鉴别诊断价值，为后续的临床治疗提供基础。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       收集2017年1月到2018年12月在内蒙古医科大学附属医院就诊的脑胶质瘤术后放疗后MRI增强扫描出现异常强化灶的患者。入组标准：(1)经本院神经外科及病理科证实为WHO Ⅲ～Ⅳ脑胶质瘤；(2）经本院放疗科进行术后放射辅助治疗；(3）放射治疗复查MRI增强扫描出现异常强化区域。复发组诊断标准：病理证实或在随访期患者病灶范围增大、周围水肿及占位效应增加，患者临床症状加重。损伤组诊断标准：在随访期患者病灶范围无明显改变或有缩小趋势，周围水肿及占位效应减轻，患者临床症状减轻。

1.2　检查方法

       采用德国西门子公司3.0 T Skyra超导型磁共振扫描系统和8通道相控阵头线圈，所有患者均先进行头部MR平扫与增强扫描。扫描前嘱患者相关注意事项以减少相关运动伪影。扫描序列包括：轴位T1WI (TR 1600 ms，TE 10 ms，矩阵320×240)；轴位T2WI (TR 5500 ms，TE 117 ms，矩阵320×320)；轴位DWI (TR 3530 ms，b值1000 s/mm²，矩阵160×160)，矢状面T1WI (TR 1600 ms，TE 11 ms，矩阵320×240)。层厚5.5 mm，层间距1.1 mm，FOV 23 cm×23 cm。对比剂使用钆喷酸葡胺（GD-DTPA，北京北陆药业生产），剂量为0.2 mmol/kg，流速为2.0 ml/s. mTI-ASL扫描参数为TR 3500 ms，TE 16.38 ms，视野192 mm×192 mm，矩阵96×96，层厚3.0 mm，层数40层，TI 1=1500 ms，TI 2=1990 ms，TI 3=2480 ms，TI 4=2970 ms，扫描时间5 min 43 s。

1.3　图像处理及分析

       mTI-ASL原始图像通过MATLAB软件进行后处理，获得病变区脑血流量（cerebral blood flow，CBF)图和动脉通过时间（arterial transit time，ATT）图，应用MRIcron软件手动勾画感兴趣区ROI，ROI选取病变最大层面，大小为20 mm×20 mm~ 45 mm×45 mm，勾画同时避开血管、囊变及坏死区，测量3次取其平均值，测量包括术后异常强化区CBF值和ATT值从而获得相应定量CBF值和ATT值。

1.4　统计学方法

       分别采用独立样本t检验比较脑胶质瘤术后复发与放射性损伤感兴趣区相关定量参数值，评价定量参数CBF值和ATT值的差异，以P<0.05认为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1　入组情况

       共入组30例，其中男18例，女12例，平均年龄54.3岁，脑胶质瘤二次复发20例，放射性损伤10例。

2.2　对比脑胶质瘤术后复发与放射性损伤CBF值

       具体见表1。脑胶质瘤术后复发CBF值(6.38±1.41)，比放射性损伤CBF值(2.30±0.37)高，两者比较具有统计学意义(P<0.01)(图1，图2)。

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图1  男，66岁，左侧额叶脑胶质瘤术后放疗后复查。A：左侧额叶可见不规则强化影；B：左侧额叶病变区ATT值0.1823；C：左侧额叶病变区CBF值2.0970；D：6个月后复查左侧额叶病变范围缩小
图2  男，48岁，右侧颞枕叶脑胶质瘤术后放疗后复查。A：右侧颞枕叶可见不规则强化影；B：右侧颞枕叶病变区ATT值0.2347；C：右侧颞枕叶病变区CBF值4.4841；D：病理证实右侧颞枕叶病变区二次复发
Fig. 1  A 66-year-old man with left frontal lobe glioma was reexamined after surgery and radiotherapy. A: Irregular enhancement in the left frontal lobe. B: ATT value in lesion area of left frontal lobe was 0.1823. C: CBF value in lesion area of left frontal lobe was 2.0970. D: The area of lesions in the left frontal lobe was narrowed after 6 months.
Fig. 2  Postoperative radiotherapy for right temporal and occipital lobe glioma. A: Irregular enhancement in the right temporal occipital lobe. B: ATT value of lesion area of right temporal occipital lobe was 0.2347. C: CBF value of lesion area of right temporal occipital lobe was 4.4841. D: Pathology confirmed recurrent lesions in the right temporal occipital lobe.

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表1  复发组与损伤组脑胶质瘤患者相关参数比较(±s)
Tab. 1  Comparison of related parameters between recurrent group and injured group (±s)

2.3　对比脑胶质瘤术后复发与放射性损伤ATT值

       具体见表1。脑胶质瘤术后复发ATT值(0.19±0.30)，比放射性损伤CBF值(0.16±0.12）高，两者比较具有统计学意义(P<0.01)（图1，图2)。

3　讨论

3.1　脑胶质瘤复发和放射性脑损伤血管灌注的理论基础与现状

       1971年，Folkman等^[4]提出肿瘤的生长依赖组织内部新生血管这一理论以来，众多学者对这一理论展开了大量的研究分析，从而发现肿瘤的复发与组织内部新生血管及血流灌注情况相关的病理生理学的理论基础^[5,6]。本研究中，30例脑胶质瘤术后放疗后在MRI增强扫描出现不同程度的强化。MRI增强扫描可以反映血-脑屏障的完整性，但并不能反映肿瘤组织内部新生血管的变化^[6]。肿瘤细胞的增殖有赖于充足的血供，对比正常组织，肿瘤组织局部新生血管及血供丰富，肿瘤细胞的增殖与肿瘤细胞侵袭性密切相关，而放射性脑损伤所造成的血管管腔缩窄及管壁的坏死造成肿瘤区域血供的减少，这与肿瘤复发呈现明显的区别^[7,8,9]。

       对比常规ASL技术，mTI-ASL技术不仅可以获得定量CBF值，而且利用多个反转时间（inversion time，TI)值可以计算出另一量化参数，即定量ATT值，使得CBF的评估变得更加准确^[10]。本研究通过获取30例样本的信息判别mTI-ASL技术对胶质瘤复发与放射性损伤的不同，病理及临床随访来验证结果的一致性（图1D，图2D)。

3.2　mTI-ASL技术在鉴别脑胶质瘤复发与放射性损伤的应用价值

       在病理学上，胶质瘤复发时组织区域内血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF）表达丰富，大量新生血管生成，呈现高灌注状态，而放射性损伤表现病变区域内血管的损伤和组织的缺氧，呈现低灌注状态。通过灌注技术可反映病变区新生血管及组织微循环的灌注信息^[11]，这是mTI-ASL技术技术鉴别两者的重要基础。本研究中采取四个不同TI值获得定量CBF值及ATT值，对出现术后强化的病灶区域进行分析，判断病变灌注改变是评价疗效的重要指标。

       本研究中，30例患者行MRI增强检查，均出现不同程度的强化表现（图1A，图2A)，通过mTI-ASL技术分析胶质瘤复发组病灶区域的定量CBF值与ATT值，发现普遍高于放射性损伤组病灶。Amukotuwa等^[12]和杨双等^[13]学者研究mTI-ASL技术在脑胶质瘤的分级中的价值发现合并多个时间参数的mTI-ASL技术与常规MRI结合后会显著提高脑胶质瘤分级的准确性。

       本研究还存在一定不足之处：(1)样本量并不是十分充足，放射性损伤组仅有10例；(2）目前术后增强图像与灌注图像无法准确融合，ROI的勾画范围存在一定误差；(3）肿瘤复发区与放射性坏死区可能同时存在，导致定量CBF及ATT值存在不确定性。对于上述问题，笔者建议增加定量CBF及ATT值的测量范围与次数，减少患者在检查过程中的躁动，或者继续行相关功能磁共振的检查，对其结果进行综合分析，能较好地加以鉴别。

       综上所述，mTI-ASL技术可以对高级别脑胶质瘤术后复发与放射性损伤进行鉴别，其中定量CBF及ATT值具有统计学意义。随着磁共振技术的不断更新与发展，mTI-ASL技术在中枢神经系统中的运用会更加广泛，从而更好的服务临床诊断工作。