脑膜瘤是中枢神经系统的常见肿瘤，占颅内原发肿瘤的15%～20%^[1]。脑膜瘤多起源于蛛网膜颗粒细胞，好发于40~60岁中年女性。2007年世界卫生组织（WHO）将脑膜瘤分为Ⅰ级（良性）、Ⅱ级（低度恶性）、Ⅲ级（恶性）以及15种病理组织亚型，Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级脑膜瘤的复发率分别为6.9%、34.6％和72.7%^[2]。脑膜瘤的术前分级有助于临床制定治疗方案和评估预后。脑膜瘤丰富的血供是其快速生长、浸润、恶性转化以及术后复发的重要因素。常规MRI难以提供脑膜瘤分级的影像学信息，磁共振灌注加权成像（perfusion weighted imaging, PWI）反映肿瘤血供特点，提供脑肿瘤微循环的血流动力学信息，评价肿瘤分级及预后^[3,4]。本文旨在通过测量脑膜瘤肿瘤实质及瘤周水肿区最大相对脑血容量值（relative cerebral blood volume, rCBV）探讨动态磁敏感对比（dynamic susceptibility contrast, DSC） PWI(DSC-PWI)在不同级别脑膜瘤中的表现特点及应用价值。

1　资料与方法

1.1　临床资料

       收集郑州大学第一附属医院2008年5月至2009年11月术前行常规MRI检查及DSC-PWI检查，术后经手术及病理证实的92例脑膜瘤患者作为研究对象；其中男33例，女59例；年龄17~70岁，平均48±12岁。临床症状：头痛67例，头晕69例，呕吐31例，视物不清13例，肢体活动不灵或乏力58例，记忆力进行性减退28例，耳鸣11例，抽搐及精神症状19例。本研究已排除检查时有运动伪影、MRI灌注时间-信号强度曲线基线不稳的患者，所有患者均为初发肿瘤，均签署检查知情同意书，并预先向患者解释本研究的意义和可能出现的不良后果。

1.2　MRI检查方法

       所有MRI检查均使用SIEMENS 3.0 T Trio Tim超导MRI扫描仪和标准头部正交12通道的矩阵线圈。全部患者均取仰卧位，头先进，双上肢置于身体两旁，双耳塞入耳棉，嘱病人保持制动，依次行MRI平扫、DSC-PWI和常规增强扫描。平扫包括：横轴面和矢状面快速小角度激发梯度回波(FLASH) T1WI(TR/TE 250/2.46 ms)、横轴面快速自旋回波(FSE)T2WI(TR/TE 4000/93 ms)和液体衰减反转恢复(FLAIR)T2WI(TR/TE 6000/93 ms)，层厚5 mm，层间距1.5 mm，FOV 220 mm。

       DSC-PWI检查采用单次激发梯度平面回波成像（SS-GRE-EPI）序列，层面选择与范围同增强前T1WI横断面扫描，TR/TE 1400/32ms，层厚5 mm，层间距1.5 mm，FOV 220 mm，矩阵128×128，翻转角(FA)90°，激励次数（NEX） 1次，成像时间1min17s，每层采集50幅图像，每层面采集5幅图像后用高压注射器经肘前静脉团注钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，注射剂量0.1 mmol/kg体重，注射速率4 ml/s，对比剂团注完毕再注入25 ml生理盐水冲洗导管；最后行常规横断面、矢状面、冠状面T1WI增强扫描，扫描参数同平扫T1WI。

1.3　图像后处理

       将DSC-PWI原始图像数据传送至工作站（syngo MMWP），使用灌注处理软件分析灌注序列原始数据资料。此软件的基本原理是当团注对比剂首次通过感兴趣区（ROI）时，对比剂周围组织的T2弛豫率(△R^*)缩短，T2^*信号强度下降，△R^*的改变可由以下公式计算得出^[5,6]：△R^*＝{-[InSt/S0]}/TE。式中S0指对比剂到达前的信号强度，St代表时间t的信号强度，TE代表回波时间。△R^*与组织内对比剂浓度呈正比，其首过波谷曲线下面积与rCBV呈正比，可由此获得rCBV的伪彩图像及数据。

       在rCBV伪彩图中选取肿瘤实质最高灌注区（时间-信号强度曲线上信号下降最明显的区域）、常规增强后T1WI肿瘤强化边缘外1 cm范围内瘤周水肿最高灌注区（在T2WI或FLAIR图像中表现为异常高信号）及对侧相应部位正常脑白质最低灌注区分别放置圆形ROI，选择ROI时结合常规MRI检查图像，避开粗大血管、肿瘤囊变、坏死和出血区，每个ROI大小为10~15个像素，平均测量3~5次，肿瘤实质与瘤周水肿区取最大值，对侧相应部位正常脑白质取平均值。以对侧相应部位正常脑白质数值为标准，即可获得各ROI的时间-信号强度曲线及肿瘤实质和瘤周水肿的最大rCBV值。肿瘤实质和瘤周水肿区最大rCBV值按以下公式计算：最大rCBV值＝最大rCBV病灶／rCBV对侧脑白质。

1.4　统计学方法

       采用SPSS13.0统计软件包进行数据分析。所有的测量结果以均数±标准差表示。两样本间rCBV值的比较使用t检验。以α=0.05为检验水准。

2　结果

2.1　脑膜瘤组织学类型

       根据WHO 2007年对脑膜瘤的病理分型、分级标准，本组收集脑膜瘤92例，其中Ⅰ级脑膜瘤78例，其中上皮型18例，纤维型（纤维母细胞型）15例，混合型（过渡型）19例，血管瘤型12例，微囊型8例，砂粒体型6例），Ⅱ级非典型性脑膜瘤12例，Ⅲ级间变型（恶性）脑膜瘤2例。Ⅰ级脑膜瘤属良性肿瘤，Ⅱ级脑膜瘤具有恶性特征，属低度恶性肿瘤^[2,7]，本文将Ⅱ级、Ⅲ级脑膜瘤归为恶性脑膜瘤。

2.2　脑膜瘤常规MRI表现和rCBV伪彩图

       92例脑膜瘤，多发7例，共99个病灶，病变主要表现为T1WI等或稍低信号，T2WI等或稍高信号（图1A、图2A、图3A），65例边界清晰，可见等信号包膜，27例边界欠清晰。所有病变实质部分均有中高到显著强化（图1B、图2B、图3B），81例可见"脑膜尾征"。良、恶性脑膜瘤均可见轻到中度瘤周水肿。在MRI灌注rCBV伪彩图像上，与对侧相应部位正常脑白质比较，78例良性脑膜瘤中，51例肿瘤实质最大灌注处表现为红色高灌注（上皮型14例、纤维型7例、混合型11例、血管瘤型12例、微囊型7例）（图1C），27例表现为不均匀蓝绿色略高灌注（上皮型4例、纤维型8例、混合型8例、微囊型1例、砂粒体型6例）（图2C），瘤周水肿均表现为不均匀黑色低灌注；14例恶性脑膜瘤中，9例肿瘤实质表现为不均匀高灌注，5例表现为略高灌注，瘤周水肿均表现为略高灌注（图3C）。

点击查看大图

图1~3  红色曲线示肿瘤实质、黄色曲线示瘤周水肿、绿色曲线示对侧相应部位正常脑白质　图1　左侧额颞部血管瘤型脑膜瘤　图2　左侧枕骨鳞部颅板下砂粒体型脑膜瘤　图3　左侧额顶部恶性脑膜瘤
Fig 1-3  The red curves show the tumor parenchyma, the yellow curves show peritumoral edema, the green curves show the the contralateral white mater. Fig 1 Angiomatous meningioma of the left frontal and tempus part. Flat and round-like cyst and solid long T2 signal with patch-like edema surrounding it (Fig 1A); After given contrast, the solid part shows obvious and even enhancement, the cyst-part and edema show nonenhancement, strip-like septa in the lesion with well-defined (Fig 1B); rCBV map shows that hypertransfusion of the tumor with sharper border and hypoperfusion of the edema and cyst-part (Fig 1C); From the time-signal intensity curves, the extent signal descent in the tumor parenchyma is greater than the contralateral white mater and time of the signal reback to the baseline level is prolongation, and at last baseline level is higher than the formar baseline. The descent extent in the peritumor edema is lower than the contralateral white mater (Fig 1D). Fig 2 Psammomatous meningioma of the left aquamous part of occipital bone infer-skull part. Round-like uneven slight long T2 signal with small patch-like edema surrounding it (Fig 2A); After given contrast, the solid part shows obvious enhancement with well-defined (Fig 2B); rCBV map shows that slight hypertransfusion of the tumor with sharper border and hypoperfusion of the edema (Fig 2C); From the time-signal intensity curves, the extent signal descent in the tumor parenchyma is greater than the contralateral white mater and time of the signal reback to the baseline level is prolongation, and at last baseline level is higher than the formar baseline. The descent extent in the peritumor edema is slight lower than the contralateral white mater (Fig 2D). Fig 3 Malignant meningioma of the left frontal and parietal part. Round-like slight long T2 signal with patch-like long T2 necrosis in it and edema surrounding it (Fig 3A); After given contrast, the solid part shows obvious enhancement with blur-defined, the necrosis and edema show nonenhancement (Fig 3B); rCBV map shows that uneven hypertransfusion of the tumor with well-defined and slight hypertransfusion of the edema (Fig 3C); From the time-signal intensity curves, the extent signal descent in the tumor parenchyma is greater than the contralateral white mater and at last baseline level is lower than the formar baseline. The descent extent in the peritumor edema is larger than the contralateral white mater (Fig 3D).

2.3　脑膜瘤MRI灌注曲线特点

       在脑膜瘤的MRI灌注曲线（时间-信号强度曲线）上，所有肿瘤实质最大灌注部分均表现为信号下降幅度明显大于对侧相应部位正常脑白质，良性脑膜瘤中，42例瘤周水肿区的信号下降幅度低于正常脑白质（图1D），33例瘤周水肿区的信号下降幅度等于正常脑白质（图2D） ，3例无明显下降。恶性脑膜瘤中，瘤周水肿区的信号下降幅度均略高于正常脑白质（图3D）。

2.4　脑膜瘤MRI灌注数值

       良、恶性脑膜瘤肿瘤实质及瘤周水肿区的最大rCBV值见表1，良、恶性脑膜瘤肿瘤实质区最大rCBV值之间差异无统计学意义(t=1.764，P=0.081)；恶性脑膜瘤瘤周水肿区最大rCBV值高于良性者，二者之间差异有统计学意义(t=9.803 ，P=0.000)。

点击查看表格

表1  良、恶性脑膜瘤肿瘤实质及瘤周水肿的最大rCBV值
Table 1  The maximum rCBV value of the tumor parenchyma and peritumor edema of the benign and malignant meningioma

3　讨论

       良、恶性脑膜瘤的复发率不等，临床特点具有相似之处^[8]。术前鉴别良、恶性脑膜瘤有助于手术及辅助治疗方案的设计。常规MRI检查能够体现脑膜瘤的表现特点，但不能够可靠地鉴别良、恶性脑膜瘤。本组92例患者中，通过常规MRI序列均正确诊断为脑膜瘤，然而，在区别不同分级与分型脑膜瘤方面存在困难。近年来，随着磁共振快速成像技术的发展，使我们不但可以获得脑膜瘤的解剖图像，而且可获取其病理生理图像，特别是基于EPI技术上的PWI检查，已成为研究的热点^[6,9]。

3.1　常规MRI增强与DSC-PWI的差异

       顺磁性对比剂Gd-DTPA的应用增加了脑膜瘤的检出率及肿瘤显示的清晰度，本组所有脑膜瘤病例均表现为显著均匀或不均匀的T1WI增强，从增强的机制上讲，常规MRI增强是否出现强化取决于肿瘤的血供和血脑屏障的破坏与缺失程度，仅是反映Gd-DTPA在脑膜瘤间质内的聚积，不能显示肿瘤的微血管情况和强化效应。DSC-PWI是随着MRI快速成像技术的发展而出现的一种反映组织微循环血流灌注情况的检查方法，当Gd-DTPA首次瞬间通过脑组织毛细血管时，引起血管内的磁敏感性增加，由于血脑屏障的存在，对比剂不能进入组织间隙，只能留在毛细血管内，这种顺磁性对比剂的隔室分布造成血管内和血管周围组织磁敏感性的强烈差异，即产生局部磁场的不均匀分布，磁场的不均匀性导致成像组织自旋质子的去相位加速，从而该组织在对比剂通过时T2^*缩短。MRI灌注技术可以对脑膜瘤血供进行术前无损伤测量，脑膜瘤的病理特点是缺乏血脑屏障和血供丰富，使梯度回波技术更为适应对脑膜瘤血供的分析测量^[10]。DSC-PWI所获rCBV的高低与局部脑血容量和组织信号下降幅度呈正相关，主要取决于血管增生或减少的程度而不是血脑屏障的破坏^[11]，因此，PWI不仅可以提供肿瘤的血供等功能信息，在肿瘤无强化或仅轻微强化时，还可正确地判断肿瘤的恶性程度。

3.2　rCBV测量及数据分析

       CBV被定义为一个脑体素中的血容量与该体素的质量之比。一般来说，CBV仅包括直径小于0.3 mm的微血管系统，如小动脉、毛细血管和小静脉。Zierler^[12]已经证实，在没有再循环和对比剂漏出的情况下，CBV与所测区域的时间-信号强度曲线下面积成正比，用数学方法校正对比剂漏出影响的同时会系统地高估血脑屏障破坏区的CBV，确定团注起止时间得到的时间-信号强度曲线下面积与绝对CBV值成正比但非绝对CBV值，因此测量时要选择参照标准（通常为对侧白质），所得到的值成为rCBV。然而，脑膜瘤缺乏血脑屏障，这些纠正对比剂漏出至肿瘤组织间隙引起DSC-PWI低估或高估rCBV的方法仍没有一种标准的参照方法^[13,14]。

3.3　良、恶性脑膜瘤rCBV值差异的机制及意义

       有关通过DSC-PWI测量脑膜瘤肿瘤实质rCBV进行肿瘤分级的相关报道。有学者研究12例良性脑膜瘤与7例非典型脑膜瘤肿瘤实质rCBV值，两者无统计学差异。本研究结果显示，良、恶性脑膜瘤实质部分的灌注和最大rCBV值均明显增高，良性者稍低于恶性，二者之间的差异无统计学意义，说明肿瘤实质区最大rCBV值的定量测定无助于评价不同级别的脑膜瘤，这是因为脑膜瘤为轴外肿瘤，血供丰富，缺乏血脑屏障，另外由于肿瘤的生长依赖血管生成，随着肿瘤恶性程度增高，血管生成增加，这可能是导致恶性脑膜瘤rCBV高于良性脑膜瘤的原因，再者由于本研究将各亚型良性脑膜瘤归为一组与恶性者相比较，不同亚型良性脑膜瘤最大rCBV值和血供多样化差异较大，这也是导致良、恶性脑膜瘤最大rCBV值差异无统计学意义的原因。

       本研究瘤周水肿的最大rCBV值，恶性脑膜瘤高于良性，两者之间差异有统计学差异(P<0.001)，说明测量瘤周水肿区的最大rCBV值有助于评价脑膜瘤的良、恶性，良性脑膜瘤瘤周水肿呈低灌注，恶性者呈略高灌注，说明随着肿瘤恶性程度的增加，瘤周水肿区的高灌注反映了脑膜瘤对周边脑组织的浸润和水肿区内新生肿瘤血管生成的病理特点^[15]，与良性脑膜瘤膨胀生长造成的周围脑组织受压、水肿区内血供减少的病理特点形成明显差别。rCBV彩图可以良好反映肿瘤组织的边界，有助于临床手术方案的设定和手术范围的选择。

3.4　良、恶性脑膜瘤灌注时间－信号强度曲线的差异

       本组中所有脑膜瘤MRI灌注时间-信号强度曲线在对比剂首过时信号下降幅度明显大于对侧相应部位正常脑白质，形成较深的波谷，这是由于脑膜瘤血供丰富，肿瘤血管生成明显，有更高的rCBV，对比剂到达时局部信号下降明显。良性脑膜瘤瘤周水肿区的信号下降幅度低于或等于对侧相应部位正常脑白质，有的无明显下降波峰现象，表明良性脑膜瘤瘤周水肿区内血流量等于或低于正常脑白质。恶性脑膜瘤的瘤周水肿区信号下降幅度均略高于正常脑白质，这与瘤周水肿区rCBV值升高并大于对侧相应部位脑白质之结果相一致。

       总之，脑膜瘤有较高的rCBV，良性脑膜瘤肿瘤实质的rCBV较恶性稍低，瘤周水肿的rCBV值在良、恶性脑膜瘤之间差异显著，这反映了恶性脑膜瘤对周边脑组织的浸润和水肿区内新生肿瘤血管的形成，与良、恶性脑膜瘤不同的病理特点相符。由于DSC-扫描速度快，后处理亦较简单，几乎不延长患者的检查时间，其能反映脑膜瘤的血供，结合时间-信号强度曲线，对脑膜瘤分级有一定帮助。