脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的颅内原发性肿瘤，据报道约占颅内肿瘤的35%~60%。根据2007年WHO病理分类可将胶质瘤分为高级别胶质瘤和低级别胶质瘤两大类。胶质瘤呈浸润性生长，不同病理级别的肿瘤其影像学表现不同。相关学者研究表明，低级别胶质瘤患者更宜采用延迟手术治疗，并进行动态观察，以提高生活质量；而高级别胶质瘤患者早期手术较延迟手术、单纯放射或化学药物治疗更能够显著改善生存率。因此，胶质瘤的级别与肿瘤的治疗及预后有明显的相关性^[1,2]。已有研究表明，脑胶质瘤的病理性血管增生是胶质瘤侵袭性生长的解剖学基础。血管源性及细胞毒性作用共同形成瘤周水肿，它能将肿瘤组织与正常组织分离开，导致组织疏松，降低宿主结构局部抵抗力，有利于肿瘤的恶性生长。笔者通过观察幕上脑胶质瘤的MR影像特点，分析幕上脑胶质瘤的VG、VGW及EI值与病理级别之间的关系。同时按本组病例中脑胶质瘤的8个分区，分别对高、低级别脑胶质瘤的VG、VGW及EI值两两分区进行比较，探讨同一级别脑胶质瘤的VG、VGW及EI值与发生部位的关系。

1　材料与方法

1.1　病例资料

       搜集几年来就诊于我院的脑胶质瘤患者565例，所有病例均经手术和病理证实。其中男324例，女241例，患者年龄范围4~74岁，平均年龄41岁。所有患者均在术前行MRI平扫及增强检查。根据2007年WHO标准将胶质瘤分为低级别胶质瘤(low grade glioma，LGG，Ⅰ、Ⅱ级)和高级别胶质瘤(high grade glioma，HGG，Ⅲ、Ⅳ级)两大类。

1.1.1　入选标准：

       (1)经手术病理证实的脑胶质瘤患者；(2)肿瘤发生于幕上，脑实质内；(3)具有术前常规MRI完整资料。

1.1.2　排除标准：

       (1)MRI检查前接受过手术或放、化疗的患者；(2)脑胶质瘤呈多发或弥漫分布者。

       本组病例中，低级别脑胶质瘤349例，高级别脑胶质瘤216例。又根据本组病例中脑胶质瘤的发生部位分为8个区：Ⅰ区：额叶、顶叶或额顶叶；Ⅱ区：颞叶；Ⅲ区：双侧额叶；Ⅳ区：额叶累及基底节区；Ⅴ区：顶枕叶；Ⅵ区：枕叶；Ⅶ区：颞顶枕叶；Ⅷ区：基底节丘脑区。低级别脑胶质瘤中，发生在Ⅰ区的脑胶质瘤173例，Ⅱ区79例，Ⅲ区14例，Ⅳ区31例，Ⅴ区22例，Ⅵ区10例，Ⅶ区6例，Ⅷ区14例。高级别脑胶质瘤中,发生在Ⅰ区的脑胶质瘤75例，Ⅱ区50例，Ⅲ区12例，Ⅳ区23例，Ⅴ区23例，Ⅵ区5例，Ⅶ区21例，Ⅷ区7例。

1.2　检查方法

1.2.1　实验材料

       (1)设备：我们所使用的设备是德国西门子公司生产的3.0 T超导型MR扫描仪，型号为SIEMENS VERIO 3.0 T。(2)对比剂：使用的对比剂是Gd-DTPA(Gadolinium-DTPA，钆喷替酸葡甲胺)。

1.2.2　扫描方法

       采用常规SE序列横轴面及矢状面成像，扫描层厚5 mm，无间隔。平扫后静脉团注Gd-DTPA行增强扫描，注射剂量约为0.1 mmol/kg，重复横轴面、矢状面及冠状面SE序列扫描。

1.3　图像分析

1.3.1　参考变量

       设肿瘤体积为VG，高级别脑胶质瘤的肿瘤体积为VHG，8个分区的脑胶质瘤体积分别为VHG-I~VHG-VII；低级别脑胶质瘤的肿瘤体积为VLG，8个分区的脑胶质瘤体积分别为VLG-I~VLG-VII。设脑胶质瘤肿瘤与瘤周水肿体积总和为VGW，高级别脑胶质瘤肿瘤与水肿体积总和为VHGW，8个分区的脑胶质瘤肿瘤与水肿体积总和分别为VHDW-I~VHGW-VII；低级别脑胶质瘤肿瘤与水肿体积总和为VLGW，8个分区的脑胶质瘤肿瘤与水肿体积总和分别为VLGW-I~VLGW-VII。脑胶质瘤肿瘤与水肿体积总和与肿瘤体积的比值(Edema Index，EI)，高级别脑胶质瘤的水肿指数为EIH，8个分区的水肿指数分别为EIH-I~EIH-VII；低级别脑胶质瘤的水肿指数为EIL，8个分区的EI值分别为EIL-I~EIL-VII。

1.3.2　肿瘤边界和瘤周水肿的界定

       根据T1WI、T2WI及增强T1WI的信号特点确定肿瘤的实质部分、坏死或囊变以及瘤周水肿区域。若肿瘤的增强T1WI有强化，将增强最显著部分作为肿瘤实质部分的测量区，而增强区域内部和外部T1WI低信号、T2WI高信号区分别作为坏死、囊变或水肿的区域；对于无增强的低级别脑胶质瘤，选T2WI信号最高和占位最明显的区域作为肿瘤的实质部分。

1.3.3　数据测量

       采用人工方法在SPACT系统上测量VG、VGW的相应数值。计算VG、VGW以及EI值。

       VG=肿瘤水平位的最大直径a×肿瘤水平位的垂直径线长度b×肿瘤冠状面(或矢状面)的最大高度c^[3,4]。

       VGW=肿瘤与水肿体积总和的水平位的最大直径e×肿瘤与水肿体积总和的水平位的垂直径线长度f×肿瘤与水肿体积总和的冠状面的最大高度g。测量方法见图1。

       采用Bitzer等^[3,4]脑水肿测量方法，

       采用定量计算EI值的方法分析水肿与肿瘤的关系：EI=1表示瘤周无明显水肿，EI值越大，瘤周水肿程度越严重。

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图1  胶质瘤VG、VGW各数值的测量方法。A：为脑胶质瘤MR平扫轴面T1WI；B：为平扫矢状面T1WI；C：为增强轴面T1WI，其中，a为轴面VG水平径线，b为轴面VG垂直径线；D：为增强矢状面T1WI，其中，径线d为矢状面听眦线水平，c为矢状面VG的高度，g为矢状面VGW的高度；E：为平扫轴面T2WI，其中，e为轴面VGW的水平径线，f为轴面VGW的垂直径线；F：为增强冠状面T1WI。如图所示，结合前述计算公式可得：VG=a×b×c；VGW=e×f×g
图2  A：为高级别脑胶质瘤VHG(mm³)分布的直方图；B：为低级别脑胶质瘤VLG(mm³)分布的直方图
图3  A：为高级别脑胶质瘤VHGW (mm³)分布的直方图；B：为低级别脑胶质瘤VLGW (mm³)分布的直方图
图4  A：为高级别脑胶质瘤EIH分布的直方图；B：为低级别脑胶质瘤EIL分布的直方图
Fig.1  The measurement of VG and VGW. A: Show unenhanced axial T1WI of glioma. B: Show unenhanced sagittal T1WI. C: Show enhanced axial T1WI, a is the horizontal lines of VG, b is the vertical line of VG. D: Show enhanced sagittal T1WI, d is the angular line level of sagittal position, c is height of VG, g is the height of VGW. E: Show enhangced axial T2WI, e is the horizontal lines of VGW, f is the vertical line of VGW. F: Show enhanced coronal T2WI. According to the formula: VG=a×b×c, VGW=e×f×g.
Fig. 2  A: High grade glioma VHG (mm³) distribution histogram. B: Low grade glioma VLG (mm³) distribution histogram.
Fig. 3  A: High grade glioma VHGW (mm³) distribution histogram. B: Low grade glioma VLGW (mm³) distribution histogram.
Fig. 4  A: High grade glioma EIH distribution histogram. B: High grade glioma EIL distribution histogram.

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1.4　数据处理

       所有数据均采用SPSS 19.0软件进行统计学处理，对照手术病理结果，对幕上高级别、低级别脑胶质瘤的VG、VGW、EI值进行比较做统计学分析；分别对高级别、低级别脑胶质瘤8个分区的VG、VGW、EI值两两分区进行比较做统计学分析。符合正态分布的采用独立样本t检验，不符合正态分布的采用Wilcoxon W秩和检验。笔者取平均值作为各参数的绝对值，统计结果以±s表示，取显著性水平α=0.05，P<0.05认为差异具有统计学意义。

2　结果

       幕上脑胶质瘤患者565例，高级别脑胶质瘤216例，低级别脑胶质瘤349例。患者年龄范围4~74岁，平均年龄41.11岁。其中男324例，年龄范围4~74岁，平均年龄41.52岁；女241例，年龄范围12~73岁，平均年龄42.40岁。

       幕上高级别、低级别胶质瘤的VG、VGW、EI值进行比较。VHG为(124.03±84.92) mm³，VLG为(88.82±80.30) mm³，两者差异具有统计学意义(P<0.05)(图2)。VHGW为(287.48±173.11) mm³，VLGW为(157.09±116.69) mm³，两者差异具有统计学意义(P<0.05)(图3)。经计算所得EIH值为2.72±1.39，EIL值为2.28±1.95，两者差异具有统计学意义(P<0.05)(图4)。

       根据本组病例脑胶质瘤发生部位将其分为8个区。两两分区各参数进行比较，VHG-III与VHG-II两者经统计学分析，差异具有统计学意义(P=0.039)。VHG-IV与VHG-I、VHG-II、VHG-V、VHG-VII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.004、0.001、0.019、0.008)；VHGW-IV与VHGW-II、VHGW-V、VLG-VII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.032、0.029、0.047)；其余数值差异均不具有统计学意义(P>0.05)。

       低级别脑胶质瘤各个分区两两分区各参数进行比较，VLG-III与VLG-I、VLG-II、VLG-V、VLG-VI、VLG-VII、VLG-VII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.008、0.042、0.032、0.048、0.046、0.022)；VLGW-III与VLGW-I、VLGW-VII、VLGW-VII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.008、0.016、0.023)。VLG-IV与VLG-I、VLG-II、VLG-V、VLG-VI、VLG-VII、VLH-VIII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.001、0.002、0.002、0.037、0.048、0.001)；VLGW-IV与VLGW-I、VLGW-II、VLGW-V、VLGW-VI、VLGW-VII、VLGW-VIII分别经统计学分析，差异均具有统计学意义(P=0.001、0.005、0.002、0.034、0.029、0.005)。其余数值差异均不具有统计学意义(P>0.05)。

3　讨论

       脑胶质瘤是最常见的颅内原发性恶性肿瘤，它起源于神经胶质细胞，发病率约为12/100000，据报道约占颅内肿瘤的35%~60%。胶质瘤具有其特异的、不同于其他部位肿瘤的生物学特征。胶质瘤主要位于脑白质内，实质性，无明显的边界，多发性生长时大多不位于同一个脑叶，向外生长可侵及脑皮质，向内生长可破坏深部结构。根据2007年WHO病理分类，将脑胶质瘤分为低级别脑胶质瘤(Ⅰ、Ⅱ级)和高级别脑胶质瘤(Ⅲ、Ⅳ级)两大类。

       大脑活动需要稳定的内环境，毛细血管内皮细胞是保持内环境稳态的重要结构，内皮细胞间的紧密连接是构成血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)的重要结构^[5]。一方面肿瘤可以释放血管性细胞因子，促进新生血管生成，新生成的血管基底膜发育不完全，内皮细胞连接不紧密，以致血-脑屏障不健全；另一方面肿瘤释放相关因子增加血管通透性，破坏血-脑屏障^[6,7]。毛细血管通透性增加导致血浆外渗，血浆由血管内漏出进入细胞外间隙，并在肿瘤周围积聚，造成瘤周水肿。肿瘤水肿能分离肿瘤组织与正常脑组织，使肿瘤更易向外侵袭；瘤周水肿导致组织疏松，减少局部宿主结构的抵抗力，加速了肿瘤的恶性生长^[8]。因此，瘤周水肿的严重程度与肿瘤的恶性程度有关。一些研究表明，肿瘤体积与病理级别及预后具有一定的相关性。肿瘤的体积越大，肿瘤细胞越多，侵袭程度可能就越大。但是，颅骨是个固定的骨性空腔，肿瘤体积的生长也会受到肿瘤发生部位的限制。

3.1　VG与脑胶质瘤恶性程度的关系

       以往有关肿瘤体积的学说较多运用于体部肿瘤，如肝癌、肺癌、宫颈癌、乳腺癌、头颈部肿瘤等^[9]。肿瘤的恶性程度越高，肿瘤内新生微血管数量越多，侵袭性越高。一方面病理性增生的血管为肿瘤的生长提供更为丰富的营养供应，肿瘤细胞增殖更快，从而促进肿瘤体积的增大。另一方面，由于新生血管基底膜的不完善，以及肿瘤释放的相关因子，导致血管通透性增大，使得瘤周组织疏松，更有利于肿瘤向周围组织生长。一些研究表明，肿瘤体积与病理级别及预后呈正相关，尤其是对于相对恶性程度较高的肿瘤^[10]。

       本研究对高级别、低级别脑胶质瘤的VG与病理级别的关系进行定量分析。其中高级别脑胶质瘤216例，VHG为(124.03±84.92) mm³；低级别脑胶质瘤349例，VLG为(88.82±80.30) mm³。两者经统计学分析，差异具有统计学意义(P<0.05)。因此，笔者认为脑胶质瘤恶性程度越高，VG越大，此结果与相关文献相符。肿瘤体积的大小直接影响到临床治疗方式的选择，同时肿瘤体积的变化往往是观察疗效的重要指标，特别是对于采取放化疗的肿瘤，其体积的大小直接影响放化疗剂量的选择。因此，肿瘤体积对脑胶质瘤良恶性的判断及临床治疗方案、用药的选择具有一定的指导意义。

3.2　VGW与脑胶质瘤恶性程度的关系

       大部分研究认为偏良性的肿瘤体积较小，瘤周水肿轻，而恶性肿瘤水肿较严重，所谓常见的"小肿瘤，大水肿"现象多倾向于恶性程度高的肿瘤。有关研究结果显示，瘤周水肿的严重程度及肿瘤的恶性程度与肿瘤大小均呈正相关，肿瘤越大，恶性程度越高，其水肿越明显^[11]。Bitzer等^[3,4]在量化瘤周水肿方面，采用定量计算水肿指数的方法分析水肿与肿瘤的关系。EI值代表肿瘤的水肿程度，当EI值为1时，表示瘤周无明显水肿，EI值越大，瘤周水肿程度越严重。有研究显示，高级别脑胶质瘤与低级别脑胶质瘤之间的EI值具有明显的统计学差异，肿瘤的EI值越大，其恶性程度越高^[9]。

       本研究对高级别、低级别脑胶质瘤的VGW与病理级别的关系进行分析。其中高级别脑胶质瘤的VHGW为(287.48±173.11) mm³，低级别脑胶质瘤的VLGW为(157.08±116.69) mm³，两者经统计学分析，差异具有统计学意义(P<0.05)。因此，笔者认为肿瘤病理级别与VGW呈正相关，病理级别越高，肿瘤的VGW越大。笔者参考Bitzer等^[3]脑水肿测量方法，对高级别、低级别脑胶质瘤的EI值与病理级别的关系进行定量分析：高级别脑胶质瘤的EI值为2.72±1.39，低级别脑胶质瘤的EI值为2.28±1.95，两者经统计学分析，差异具有统计学意义(P<0.05)。脑胶质瘤的EI值与肿瘤的恶性程度有明显的相关性，病理级别越高，EI值越大，这与有关研究所得结果一致。本研究结果显示：脑胶质瘤的恶性程度越高，VG越大，VGW越大，EI值越大。结合水肿指数计算公式可知，瘤周水肿体积也越大，此结果与相关文献相符。

3.3　脑胶质瘤VG、VGW、EI值与肿瘤发生部位的关系

       有研究结果显示：脑胶质瘤的瘤周水肿与发生部位有明显的相关性，发生在大脑动脉及引流静脉丰富区域的肿瘤，瘤周水肿更明显。这是由于，肿瘤生长于动静脉丰富的区域，容易导致动脉受压或侵蚀以及静脉的引流受阻。因而，位于大脑半球分水岭的肿瘤水肿较其他部位更明显。然而，笔者认为此研究对于水肿的描述仅以发生部位为参考，并未结合肿瘤的病理级别，因此不能作为评价肿瘤级别的依据。

       高级别、低级别脑胶质瘤8个分区的VG两两比较，结果显示：(1)高级别脑胶质瘤中，发生在Ⅲ区的VHG-III大于Ⅱ区的(P=0.039)，发生在Ⅳ区的VHG-IV大于发生在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅴ区、Ⅶ区的肿瘤(P=0.004、0.001、0.019、0.008)，差异均具有统计学意义；(2)低级别脑胶质瘤中，发生在Ⅲ区的VLG-III大于发生在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅴ区、Ⅵ区、Ⅶ区、Ⅷ区的肿瘤(P=0.008、0.042、0.032、0.048、0.046、0.022)，发生在Ⅳ区的VLG-IV大于发生在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅴ区、Ⅵ区、Ⅶ区、Ⅷ区的肿瘤(P=0.001、0.002、0.002、0.037、0.048、0.001)，差异均具有统计学意义，而其余各部位肿瘤体积的差异无统计学意义。由此可知，发生在双侧额叶(Ⅲ区)及额叶累及基底节区的(Ⅳ区)的肿瘤体积大于发生在其余各分区的肿瘤体积。笔者认为这与大脑血管的解剖结构有关：生长于双侧额叶(Ⅲ区)的肿瘤，由双侧大脑前动脉及其分支直接供血，拥有丰富的营养，因而生长在此处的肿瘤体积较其他部位更大。生长于额叶累及基底节区(Ⅳ区)的肿瘤，由颈内动脉主要分支供血，拥有丰富的血供，因而发生在此处的肿瘤体积亦较其他部位更大。

       高级别脑胶质瘤VGW的两两分区进行比较：发生在Ⅳ区的VHGW-IV大于发生在Ⅱ区、Ⅴ区、Ⅶ区的肿瘤(P=0.032、0.029、0.047)，差异具有统计学意义；低级别脑胶质瘤VGW的两两分区进行比较，得出结果：发生在Ⅲ区的VLGW-III大于发生在Ⅰ区、Ⅶ区、Ⅷ区的肿瘤(P=0.008、0.016、0.023)，发生在Ⅳ的VLGW-IV大于发生在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅴ区、Ⅵ区、Ⅶ区、Ⅷ区的肿瘤(P=0.001、0.005、0.002、0.034、0.029、0.005)，差异均具有统计学意义。而其他分区的肿瘤与水肿体积总和的差异不具有统计学意义。究其原因，瘤周水肿的生成一方面因为肿瘤新生血管的不完整性及肿瘤释放的相关生长因子；另一方面因为肿瘤体积增大，压迫周围静脉，静脉引流受阻，进一步加重水肿。生长在Ⅲ区(双侧额叶)的肿瘤，压迫上矢状窦及周围静脉会造成瘤周水肿的加重。生长在Ⅳ区(额叶累及基底节区)的肿瘤周围拥有丰富的引流静脉，亦会加重瘤周水肿程度。

       高级别、低级别脑胶质瘤8个分区的EI值两两比较(P>0.05)，差异不具有统计学意义，这表明脑胶质瘤的EI值与肿瘤发生部位无关。由EI值计算公式可知，EI值不变，VG增大，VGW增大，因而水肿体积也增大。因此，同等级别的脑胶质瘤，其VG、VGW及水肿体积均与肿瘤发生部位有关，而EI值与肿瘤发生部位无关。这与一些学者的结论：脑胶质瘤瘤周水肿不仅取决于瘤体的体积，还与瘤体部位有关相符。

       由上述结论可知：VG、VGW均与肿瘤发生部位有关，以低级别脑胶质瘤的相关性更显著。这可能是因为：(1)高级别脑胶质瘤恶性程度高，血管内皮增生更明显，新生血管增生程度更大，能为自身提供丰富的血液供应。同时，高级别脑胶质瘤由于其侵袭性高，血脑屏障的破坏更严重，以致瘤周水肿更严重；另一方面，肿瘤增值快，生长速度常超出血供能力，频繁发生肿瘤组织的缺血坏死，从而进一步加重脑水肿的生成。因而高级别脑胶质瘤的肿瘤体积、肿瘤与水肿体积受区域血供影响较小。(2)低级别脑胶质瘤恶性程度较低，肿瘤血管增生能力较高级别脑胶质瘤低，肿瘤的生长主要依赖于周围血管的供应。同时，低级别脑胶质瘤的侵袭性较低，生长在不同部位的肿瘤瘤周水肿的差异，主要是由于周围动脉及静脉分布不同造成的。肿瘤在动脉丰富区域，侵犯更多的血管，破坏血脑屏障；在静脉丰富区域，肿瘤造成更多的静脉引流受阻，因而低级别脑胶质瘤的肿瘤体积及水肿更容易受到生长区域血供的影响。(3)高级别脑胶质瘤的发展速度快，发现时肿瘤体积已较大，较难观察到肿瘤的发展过程。另外，颅骨是一个固定的骨性结构，其空间及容量是不变的，肿瘤体积不可能一直无限的生长下去，当肿瘤体积或肿瘤与水肿体积总和增大到一定程度时，会受到颅骨的限制。

       本组研究通过对565例脑胶质瘤患者临床资料的分析和MRI平扫及增强的影像学表现观察，测量肿瘤+瘤周水肿体积、肿瘤体积及计算水肿指数，笔者认为，患者的发病年龄、临床症状均与肿瘤的级别有一定的相关性。同时，高级别脑胶质瘤的肿瘤+水肿体积，肿瘤体积及水肿指数均与低级别脑胶质瘤存在差异。对于同一级别的脑胶质瘤，肿瘤的体积及水肿体积与生长部位有关，而水肿指数与生长部位无关。综合以上结论，可以较准确地判断术前脑胶质瘤的病理级别，为临床制定合理的治疗方案及判断预后提供重要的影像学依据。