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摘要：
近来，胶质瘤乏氧区域的研究成为热点。有研究报道肿瘤内缺氧后可导致药物无法到达靶向肿瘤细胞，导致化疗效果差，同时对放疗也不敏感。因此，通过对乏氧区域的检测可以在一定程度上预测放化疗效果。Egland等认为DCE-MRI可以用来评估肿瘤的乏氧程度。
肿瘤真假性进展的影像学表现极为相似，常规MRI很难有效地鉴别。Yun等运用DCE-MRI对17例真性进展和16例假性进展的患者进行研究，发现胶质瘤真性进展组的Ktrans、V平均值比假性进展组高，且差异均有统计学意义，并认为Ktrans、V对真、假性进展的鉴别具有良好的诊断价值。
本文来源：中华医学杂志年第97卷第3期；作医院医学影像科刘宵雪张志强李建瑞卢光明；转载自医脉通；图片来源于网络
脑胶质瘤是神经上皮组织来源的肿瘤，是中枢神经系统最常见的原发性肿瘤。根据美国脑肿瘤注册中心（cntralbraintumorrgistryofthUnitdStats,CBTRUS）最新统计数据，胶质瘤约占所有中枢神经系统肿瘤的27%，恶性原发性中枢神经系统肿瘤的80%。胶质瘤多呈侵袭性、浸润性生长且术后易复发，病死率较高。为了更加全面地了解肿瘤的生物学特征，目前临床上多采用磁共振灌注成像（prfusionwightdimaging，PWI）技术来评估肿瘤血流灌注及血管生成情况。
PWI主要包括动脉自旋标记（artrialspinlabling，ASL）、动态磁敏感对比增强MRI（dynamicsuscptibilitycontrastMRI，DSC-MRI）和动态对比增强MRI（dynamiccontrast-nhancdMRI，DCE-MRI）。ASL因其对运动伪影敏感且信噪比低，未被广泛应用于临床；而临床上应用广泛的DSC-MRI在肿瘤破坏血脑屏障（blood-brainbarrir，BBB）时会导致对比剂外渗，从而低估脑血流量。DCE-MRI可以定量评估组织微血管生成及其功能，从而实现在细胞分子功能水平上反映组织血管分布、血流灌注等生理信息。理论上比DSC-MRI更为准确。因此DCE-MRI在胶质瘤方面的研究也越来越受到人们的重视。本文就DCE-MRI的基本原理及其在胶质瘤中的应用进行综述。
一、DCE-MRI的基本原理
快速静脉注入顺磁性对比剂后，对比剂迅速渗透到血管内及血管外细胞外间隙，影响邻近质子的共振频率，缩短T1的弛豫时间，同时采用快速MRI序列对选定层面进行连续动态扫描，观察该层面每个像素点的信号强度随时间的变化情况，拟合药代动力学模型得出时间-信号强度曲线，从而得出半定量参数和定量参数，对对比剂在感兴趣区的渗透作用进行量化，来反映病变组织血流灌注、血管渗透等血流动力学信息，评估组织生理和功能学改变。
药代动力学模型分为两大类：房室模型和空间分布模型。前者包括Tofts模型、Patlak模型、两室交换模型等，后者则包括组织均质（tissuhomognity,TH）模型、近似绝热组织均质（adiabaticapproximationofthTH,AATH）模型。在数据分析时应选择合适的模型，脑肿瘤的Ktrans值相对较小而血流量及血容量较大，所以推荐使用双室交换模型进行数据分析。在对图像数据进行定量分析时，还需要测量主要供血血管的信号强度-时间曲线，即动脉输入函数（artrialinputfunction,AIF）。将AIF与药代动力学模型相结合可以排除对比剂注射速率及患者心血管状态对参数的影响。
二、胶质瘤DCE-MRI常用参数
1．半定量参数：
是对时间-信号强度曲线的形态进行量化。常用的半定量参数包括信号强度-时间曲线下面积（araundrthgadoliniumconcntration-timcurv，AUC）、达峰时间（timtopak，TTP）、最大信号强度（maximumsignalintnsity）、曲线斜率及最大斜率（slopandmaxslop）、廓清速率（wash-outrat）等。半定量参数易于测量，但容易受到扫描参数的影响，可重复性差，不能准确反映组织内对比剂浓度的变化。
2．定量参数：
是基于时间-信号强度曲线，通过拟合已知的药代动力学模型，定量分析对比剂的渗透与回流，以及血管内外所占的比例。常用的定量参数有容积转运常数（Ktrans）、速率常数（Kp）、血管外细胞外容积分数（V）、血浆容积分数（Vp）。其中Ktrans是指对比剂从血管内渗透到血管外细胞外间隙的速率，受组织血流量和渗透性的影响，Ktrans值越高表示血流量和渗透性越高，提示肿瘤的恶性程度越高。Kp是指对比剂从血管外细胞外间隙回渗到血管内的速率，即对比剂的廓清。V是指对比剂在血管外细胞外间隙的容积分数；Vp是对比剂在血管内的容积分数。Kp、Ktrans、V三者间满足以下关系：Kp＝Ktrans/V。
三、DCE-MRI胶质瘤中的应用
1．术前分级：
按照年WHO中枢神经系统肿瘤的分类标准，脑胶质瘤分为Ⅰ～Ⅳ级，其中Ⅰ～Ⅱ级为低级别胶质瘤（lowgradglioma，LGG），Ⅲ～Ⅳ级为高级别胶质瘤（highgradglioma,HGG）。不同级别的脑胶质瘤治疗方案及临床预后存在很大的差异，术前明确肿瘤的病理分级，对患者治疗方案的制订至关重要。
常规MRI是进行胶质瘤术前分级的主要依据，但存在一定的局限性，增强扫描中强化最显著的区域与肿瘤分化最差的区域往往并不完全一致。自年Folkman提出肿瘤生长血管依赖性学说以来，大量研究表明肿瘤新生血管的通透性与肿瘤的分级、恶性程度相关，不同级别胶质瘤的微血管生成和微血管结构改变的程度不同。DCE-MRI可以通过评估胶质瘤微血管的通透性，进而为胶质瘤的分级提供重要的参考依据。
Choi等运用DCE-MRI对33例病理证实为脑胶质瘤的患者进行研究，发现高级别胶质瘤的Ktrans和V值均高于低级别胶质瘤，Ktrans和V在高、低级别胶质瘤的鉴别诊断中差异均有统计学意义。
Jia等对44例胶质瘤患者的研究也有类似发现，低级别胶质瘤的Ktrans和V较高级别胶质瘤明显降低，ROC分析Ktrans阈值为0./min、V阈值为0.时能较准确地鉴别高、低级别胶质瘤。Jia等还发现高、低级别胶质瘤的Ktrans、V和微血管密度（microvasculardnsity，MVD）差异具有统计学意义，在高级别胶质瘤中Ktrans、V与MVD呈正相关，DCE-MRI在无创地评估胶质瘤不成熟的微血管密度方面具有重要的作用。Jain等对53例胶质瘤患者的研究证实，DCE-MRI的相对脑血容积（rlativcrbralbloodvolum，rCBV）的阈值为3时，鉴别高、低级别胶质瘤的敏感度和特异度分别为97.22%和%，并发现肿瘤的rCBV值与组织病理学所获得的有丝分裂及细胞核增殖抗原Ki-67指数显著相关。Haris等对64例不同级别的星形细胞瘤患者进行研究，表明校正后的rCBV与MVD、血管内皮生长因子（vascularndothlialgrowthfactor，VEGF）的表达具有显著的相关性，且在高、低级别的鉴别方面比未校正的rCBV更为准确。Zhang等的研究表明Ktrans和V不仅可以鉴别高、低级别胶质瘤，还可以用于Ⅱ级和Ⅲ级胶质瘤的鉴别，并认为Ktrans是无创性鉴别高、低级别胶质瘤敏感度和特异度最高的参数。Arvalo-Prz等还发现与Ⅱ级少突胶质细胞瘤相比，Ⅲ级少突胶质细胞瘤的Vp值显著升高，并认为Vp可以有效地鉴别Ⅱ级与Ⅲ级的少突胶质细胞瘤。
2．诊断与鉴别诊断：
常规MRI增强扫描时，高级别胶质瘤、中枢神经系统淋巴瘤以及脑转移瘤均可呈显著强化，部分呈环形强化，影像学表现极为相似，容易误诊。DCE-MRI可以通过测量肿瘤及瘤周区域微血管的通透性，来探讨各类肿瘤的生物学特点，为肿瘤的诊断及鉴别诊断提供科学依据。
Zhao等通过比较脑肿瘤区域和瘤周区域的表观扩散系数（apparntdiffusioncofficint,ADC）及DCE-MRI定量参数，对胶质瘤、中枢神经系统淋巴瘤以及脑转移瘤进行研究，发现中枢神经系统淋巴瘤、脑转移瘤肿瘤区域的V值明显高于高级别胶质瘤，中枢神经系统淋巴瘤瘤周区域的Ktrans值明显低于高级别胶质瘤，脑转移瘤瘤周区域的ADC值明显高于高级别胶质瘤。他们认为DCE-MRI和ADC值，尤其是DCE-MRI在脑肿瘤的鉴别中具有良好的诊断价值，瘤周区域的Ktrans值可用于中枢神经系统淋巴瘤和高级别胶质瘤的鉴别，瘤周区域ADC值可用于脑转移瘤和高级别胶质瘤的鉴别。Ab等的回顾性研究也有类似的发现，并指出DCE-MRI的血流动力学参数为脑肿瘤的鉴别诊断提供有效的信息。
3．疗效评估：
胶质瘤的临床治疗主要包括手术治疗、放疗以及化疗。有研究表明，同步放化疗可以提高恶性胶质瘤患者的生存时间和生存率，但并非适用于所有的患者，其治疗效果与肿瘤组织的敏感度密切相关，因此预测肿瘤对放化疗的敏感度对于治疗方案的制定具有非常重要的作用。
Mills等研究发现高级别胶质瘤患者的Ktrans值和患者的生存时间有直接的关系。Bisdas等旨在通过DCE-MRI检测高级别胶质瘤患者放化疗期间早期的灌注改变，来预测患者12个月无进展生存期。他们发现在无进展生存期12个月的患者中，治疗期间的Ktrans、V和IAUGC的值在初始下降后有所回升，并认为Ktrans和V降低到一定程度时可以作为预后指标，Ktrans最初下降的幅度可以作为一个独立因素来预测12个月无进展生存期，从而帮助找出那些可以从放化疗中获益的患者。
Piludu等研究指出DCE-MRI还可以用来预测高级别胶质瘤抗血管生成的治疗反应。
近来，胶质瘤乏氧区域的研究成为热点。有研究报道肿瘤内缺氧后可导致药物无法到达靶向肿瘤细胞，导致化疗效果差，同时对放疗也不敏感。因此，通过对乏氧区域的检测可以在一定程度上预测放化疗效果。Egland等认为DCE-MRI可以用来评估肿瘤的乏氧程度。他们的研究表明非坏死区域肿瘤组织的Ktrans和V频数分布与乏氧程度具有相关性，Ktrans和V值高的肿瘤内乏氧细胞所占比例较少，Ktrans和V值低的肿瘤内乏氧细胞所占比例较多，并认为Ktrans比V具有更重要的意义。Jnsn等研究证实，DCE-MRI有利于术前无创地预测肿瘤中乏氧和增殖增加的区域，指导特殊肿瘤区域的治疗，并且可以预测患者的预后。Hompland等还发现DCE-MRI有助于明确肿瘤侵袭性的强弱，在肿瘤间质液压和淋巴结转移程度的评估方面具有重要的临床意义。
4．真、假性进展的鉴别：
假性进展是指在MRI上表现为原有增强病灶体积变大，甚或出现新的增强病变，与肿瘤进展极为相似，但患者多无明显的神经系统症状和体征的恶化，即使不予治疗，其增强病变也可保持稳定或缩小。真性进展即为术后肿瘤复发或者进展。临床上，两者的治疗方式截然不同，真性进展的患者需要二次手术或者其他进一步治疗，假性进展的患者则无需特殊处理。
然而，肿瘤真假性进展的影像学表现极为相似，常规MRI很难有效地鉴别。因此，准确地鉴别假性进展还是肿瘤复发对疾病的诊治及预后具有重要的临床意义。Yun等运用DCE-MRI对17例真性进展和16例假性进展的患者进行研究，发现胶质瘤真性进展组的Ktrans、V平均值比假性进展组高，且差异均有统计学意义，并认为Ktrans、V对真、假性进展的鉴别具有良好的诊断价值。Thomas等的回顾性研究也显示出一致的结论。Bisdas等的研究也指出，真性进展组Ktrans值明显高于假性进展组，当Ktrans阈值取0.19时，其敏感度和特异度分别为%和83%。
四、小结
综上所述，DCE-MRI能够从各个角度定量评估肿瘤微血管灌注和渗透情况，反映肿瘤微循环的血流动力学特点，为脑胶质瘤的诊断、鉴别诊断、肿瘤分级以及疗效评估等各个方提供更客观、可靠的信息。随着技术的不断发展，研究的不断深入，DCE-MRI在脑胶质瘤的应用中必将发挥更大的作用。
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