肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型與DWI的SI和rSI相關(guān)性研究（精品課件）

1、 作者單位：450008 河南省腫瘤醫(yī)院放射科（曲金榮 黎海亮 李祥 邵楠楠 張宏凱 許春苗 張首寧）通訊作者：黎海亮 E-mail: 肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型與DWI的SI和rSI相關(guān)性研究曲金榮 ，黎海亮 作者簡(jiǎn)介 曲金榮（1975），女，吉林扶余人，博士研究生，主治醫(yī)師，研究方向：腫瘤影像學(xué)。工作單位：河南省腫瘤醫(yī)院放射科，鄭州 450008。通訊作者： 黎海亮 （1964），男，河南上蔡縣人，教授，主任醫(yī)師，研究方向：腫瘤影像診斷與介入治療。工作單位：河南省腫瘤醫(yī)院放射科， 鄭州 450008。E-mail: cjr.lihailiang

2、。*，李祥 ，邵楠楠 ，張宏凱 ，許春苗 ，張首寧 (河南省腫瘤醫(yī)院放射科 鄭州 450008)摘要 目的 肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤由于其病理類型不同在磁共振彌散加權(quán)像（Ddiffusion Wweighted Iimaging，DWI）上可能會(huì)表現(xiàn)出不同的信號(hào)強(qiáng)度（Ssignal Iintensities，SI）和相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度（Rrelative Ssignal Iintensities，rSI），本研究試圖探討DWI上的SI及rSI與肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤病理類型之間的相關(guān)性。材料與方法 回顧性分析經(jīng)病理證實(shí)或經(jīng)臨床隨訪證實(shí)肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤20例，肺鱗癌3例（8個(gè)病灶）、腺癌11例（57個(gè)病灶

3、）、肺小細(xì)胞癌6例（13個(gè)病灶），對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型與DWI的SI及rSI進(jìn)行相關(guān)性分析，比較SI和rSI兩種方法的結(jié)果。結(jié)果 肺小細(xì)胞癌的SI最高，鱗癌其次，而腺癌最低。Kruskal wallis檢驗(yàn)SI組件比較肺鱗癌與肺腺癌之間pP值是0.229，肺腺癌與小細(xì)胞癌之間pP值是0.001，肺鱗癌與小細(xì)胞癌之間pP值是0.131，rSI的組間比較肺鱗癌與肺腺癌之間Pp值是0.034，肺腺癌與小細(xì)胞癌之間Pp值是0.000，肺鱗癌與小細(xì)胞癌之間Pp值是0.06。Spearman檢驗(yàn)SI與病理類型之間的相關(guān)系數(shù)是0.607，Pp值是0.000，rSI與病理類型之間的相關(guān)系數(shù)是0.255，Pp值

4、是0.024。結(jié)論 肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型與SI和rSI之間具有相關(guān)性，SI和rSI對(duì)于以腦轉(zhuǎn)移瘤為首發(fā)癥狀的患者具有重要的臨床意義，能夠指導(dǎo)臨床進(jìn)一步明確原發(fā)病變及制定治療方案。.關(guān)鍵詞 磁共振成像；彌散加權(quán)成像；腦轉(zhuǎn)移瘤；肺癌中圖分類號(hào) R739.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 腦轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)病率占顱內(nèi)腫瘤的3.5%-10%，國(guó)內(nèi)外均認(rèn)為以肺癌腦轉(zhuǎn)移最多見，其次是黑色素瘤、，泌尿生殖系腫瘤和消化道腫瘤。盡管腦轉(zhuǎn)移瘤通常能夠根據(jù)患者的原發(fā)腫瘤的病史及影像學(xué)表現(xiàn)而明確診斷，但少數(shù)患者是以腦轉(zhuǎn)移瘤為首發(fā)癥狀而就診的，如果影像學(xué)與其病理類型有相關(guān)性，就可以根據(jù)影像學(xué)的資料指導(dǎo)臨床的下一步檢查重點(diǎn)，盡快找到原發(fā)灶

5、。尤其是對(duì)于難以發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤的患者，難以實(shí)現(xiàn)穿刺活檢的患者，可以根據(jù)影像學(xué)資料制定有效的治療方案。磁共振的DWI能夠從分子水平反應(yīng)細(xì)胞的特點(diǎn)，不同病理類型的腦轉(zhuǎn)移瘤應(yīng)該具有不同的DWI特征。本文從實(shí)際工作出發(fā)，探討一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的與病理相關(guān)的影像學(xué)方法，為保證結(jié)果的精確性，本文暫僅對(duì)肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型與DWI的SI和rSI進(jìn)行回顧性相關(guān)性分析，今后將繼續(xù)擴(kuò)大樣本對(duì)多種腦轉(zhuǎn)移瘤進(jìn)行分析。.1 臨床資料和方法1.1 一般資料 收集2009年12月-2010年5月經(jīng)病理證實(shí)或經(jīng)臨床隨訪證實(shí)腦轉(zhuǎn)移瘤22例，當(dāng)病灶出現(xiàn)明顯的出血，影響確定明顯強(qiáng)化的腫瘤實(shí)質(zhì)部分時(shí)排除病例，其中2例出現(xiàn)明顯的出血

6、被排除。其中肺鱗癌3例（8個(gè)病灶）、腺癌11例（57個(gè)病灶）、肺小細(xì)胞癌6例（13個(gè)病灶），男10例，女10例，年齡43-70歲，平均年齡57.5歲。本研究經(jīng)倫理委員會(huì)同意，所有患者均簽署知情同意書。.1.2 儀器 采用GE公司HDx 3.0T磁共振掃描儀，8通道頭部線圈。1.3 檢查方法 所有患者均行MR常規(guī)掃描及彌散加權(quán)成像。1.3.1 MR平掃 T1WI FSE 序列( TR 2025ms，TE 24ms，F(xiàn)OV 220mm220mm，NEX=1，層厚 5.5mm，間距1.5mm，掃描矩陣為320224)，T2WI FSE 序列( TR 5000ms，TE 108.72ms，NEX =

7、1，層厚5.5 mm，層間距1.5 mm，掃描視野FOV 220 mm220mm，掃描矩陣為320224)。T2FLAIR FSE 序列(TR 8000ms，TE 160ms，NEX=1，層厚5.5mm，層間距1.5 mm，掃描視野FOV 220mm220mm，掃描矩陣為288192)。.1.3.2 MR彌散加權(quán)成像 ASSET校正，SEEPI采集，選b=0和1000s/mm2，方向X、Y、Z三方向，TR 5000ms，TE 75.1ms，層厚5.5mm，間隔1.5mm，F(xiàn)OV 220mm220 mm，矩陣160192，NEX=2，為保證擴(kuò)散加權(quán)圖像與T2WI圖像的一致性，定位參數(shù)均直接復(fù)制T

8、2WI參數(shù)。.1.3.3 MR 增強(qiáng)掃描 掃描對(duì)比劑應(yīng)用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA，0.2mmol/kg)，掃描序列包括：T1WI SPGR 序列( TR 2000ms，TE 5.9ms，F(xiàn)OV 220mm220mm，層厚 5.5mm，間距1.5mm，掃描矩陣為320224，NEX=1)。.1.2 圖像后處理 由3三位具有5a年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生進(jìn)行盲測(cè)，以橫斷面為主要測(cè)定平面。結(jié)合增強(qiáng)后T1WI圖像，選定病灶最大徑線層面,以b=0圖像為背景,判斷無圖像變形后,在b1000的圖上選取3-5個(gè)感興趣區(qū)（ROI），根據(jù)其它序列的圖像盡量避開病灶內(nèi)出血、鈣化和囊變部分，將ROI放在腫瘤明顯強(qiáng)化

9、的實(shí)質(zhì)部分。計(jì)算SI平均值，同時(shí)每個(gè)患者測(cè)量3個(gè)正常腦白質(zhì)的SI，計(jì)算腫瘤的SI與正常腦白質(zhì)的SI的差值得到rSI，將SI和rSI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。.1.3 統(tǒng)計(jì)分析使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS11.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)Pp值小于0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2 結(jié)果78個(gè)肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的分布見表1，。各種病理類型肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的SI值見表2，rSI值見表3。表1 各病灶的分布情況 部位病灶個(gè)數(shù)病理類型鱗癌 腺癌小細(xì)胞癌左額葉202144右額葉182160左頂葉9261右頂葉5041左顳葉5041右顳葉6222左枕葉6042右枕葉6060右基底節(jié)1010左小腦半球1001右小腦半球1001表2 各種病理類型肺癌腦

10、轉(zhuǎn)移瘤的SI病理類型病灶數(shù)目均值標(biāo)準(zhǔn)差95%可信區(qū)間下限上限鱗癌81612.917237.3631414.4761811.357腺癌571453.743338.5401363.9161543.569小細(xì)胞癌132061.359334.3071859.3392263.378表3 各種病理類型肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的rSI病理類型病灶數(shù)目均值標(biāo)準(zhǔn)差95%可信區(qū)間下限上限鱗癌8758.917248.801550.914966.920腺癌57562.135243.485497.529626.740小細(xì)胞癌131026.923327.473829.0331221.813Spearman檢驗(yàn)SI與病理類型之間的相關(guān)

11、系數(shù)是0.335，pP值是0.01，rSI與病理類型之間的相關(guān)系數(shù)是0.255，pP值是0.024。.各組的SI和rSI見圖1，本組研究結(jié)果中，肺小細(xì)胞癌的SI最高，鱗癌其次，而腺癌最低。Kruskal wallis檢驗(yàn)肺鱗癌與肺腺癌之間比較Pp值是0.181，肺腺癌與小細(xì)胞癌之間比較Pp值是0.000，肺鱗癌與小細(xì)胞癌之間比較Pp值是0.005。rSI的組間比較，Kruskal wallis檢驗(yàn)肺鱗癌與肺腺癌之間比較Pp值是0.034，肺腺癌與小細(xì)胞癌之間比較Pp值是0.000，肺鱗癌與小細(xì)胞癌之間比較Pp值是0.06。. 圖1肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤78個(gè)病灶的SI和rSI圖1 肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤78個(gè)病灶

12、的SI和rSI3 討論本研究結(jié)果表明，肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的病理類型和SI、rSI都有相關(guān)性。DWI能反映組織細(xì)胞內(nèi)外水分子的轉(zhuǎn)移、跨膜運(yùn)動(dòng)等微米數(shù)量級(jí)的變化，仍是目前在活體水平分子彌散測(cè)量與成像的唯一方法，最初主要應(yīng)用于缺血性腦中風(fēng)超急性期和急性期的診斷，近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者已將其作為顱內(nèi)腫瘤和囊性病變定性診斷的一種有效工具1。腫瘤的ADC值與腫瘤的胞質(zhì)明顯相關(guān)，腫瘤的相關(guān)研究也表明ADC值和腫瘤的胞質(zhì)具有很好的相關(guān)性2。Atlas等3學(xué)者曾探討了T2WI與腦轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞構(gòu)成的相關(guān)性，結(jié)果表明很多因素影響T2WI的SI，包括順磁性物質(zhì)（鐵、鈣、出血、黑色素）、非順磁性物質(zhì)（濃縮蛋白、纖維膠原基質(zhì)、流動(dòng)相關(guān)

13、的信號(hào)強(qiáng)度變化）和其它因素（胞漿減少、胞質(zhì)稀釋），T2WI上的SI與腫瘤的胞質(zhì)沒有明顯的相關(guān)性，所以Atlas等學(xué)者認(rèn)為不可能通過T2WI的SI評(píng)價(jià)腦轉(zhuǎn)移瘤的細(xì)胞構(gòu)成。本研究從實(shí)際工作出發(fā)，探討一種臨床簡(jiǎn)單、易行、不需要特殊的繁瑣的后處理方法就能夠指導(dǎo)臨床治療的影像學(xué)指標(biāo)，利用DWI這個(gè)唯一能反應(yīng)活體分子水平狀態(tài)、掃描時(shí)間短、普及又廣的成像方法來探討它與肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的相關(guān)性。.Hayashida等4學(xué)者研究表明DWI的SI能夠預(yù)測(cè)腦轉(zhuǎn)移瘤的組織學(xué)來源，分化好的腺癌的SI較低，而小細(xì)胞和大細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌的SI較高，本組數(shù)據(jù)中，肺小細(xì)胞癌的SI和相對(duì)最高，腺癌的SI和rSI最低，與Hayashi

14、da的研究結(jié)果一致，但Hayashida等學(xué)者共收集了來自多器官的39個(gè)病灶，共有9種病理類型，病灶數(shù)目較少，其并未對(duì)肺癌的腦轉(zhuǎn)移瘤進(jìn)一步分析，其對(duì)SI采用的是相對(duì)于正常腦白質(zhì)SI的等級(jí)分析的方法，沒有具體的量化分析，本研究進(jìn)一步擴(kuò)大了樣本量，選擇了針對(duì)肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的量化分析，以期獲得量化的指標(biāo)。 .小細(xì)胞癌在DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)、ADC值較低，但其原因尚不明確，可能是高度浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的肺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的原因5。由于這些病變的胞質(zhì)成分多、ADC值低，在T2WI上顯示較高的CNR。我們假設(shè)DWI上的高信號(hào)是彌散受限和T2穿透效應(yīng)的協(xié)同作用所致。.具有低SI值，通過DWI很難鑒別的是鱗癌和腺癌，一方

15、面可能由于在T2WI上呈相對(duì)低SI的原因。另一方面本研究8個(gè)病灶是鱗癌的轉(zhuǎn)移瘤，57個(gè)病灶是腺癌的轉(zhuǎn)移瘤，鱗癌和腺癌SI的組間比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而rSI 的組間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明rSI在鑒別鱗癌和腺癌方面具有一定優(yōu)勢(shì)，另外將來還需要大樣本或采用其它的指標(biāo)等研究來進(jìn)一步解釋DWI上SI的機(jī)制。.本研究存在一些不足之處：（1），首先，無法排除瘤內(nèi)微小的、無法顯示出來的出血，而其可能影響研究結(jié)果，但我們嚴(yán)格對(duì)照T2WI盡可能地排除出血，將其影響降到最低；（2）。第二，部分容積效應(yīng)可能影響定量的結(jié)果。然而，盡管瘤內(nèi)囊變和變性有影響定量分析的可能性，但是它不可能被選定在ROI內(nèi)，因?yàn)镈WI和T2W

16、I的空間分辨率高，囊變和變性很容易被識(shí)別。.4 結(jié)論總結(jié)不同組織學(xué)來源的腦轉(zhuǎn)移瘤的強(qiáng)化部分表現(xiàn)出不同的SI和rSI。分化好的腺癌表現(xiàn)是低信號(hào)，它的SI和rSI明顯低于其它組織來源的腦轉(zhuǎn)移瘤，本研究中13個(gè)小細(xì)胞癌表現(xiàn)是高信號(hào)，DWI的SI和rSI能夠預(yù)測(cè)肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的組織學(xué)特征?？梢灾笇?dǎo)臨床的下一步檢查重點(diǎn)，盡快找到原發(fā)灶。尤其是對(duì)于難以發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤的患者，難以實(shí)現(xiàn)穿刺活檢的患者，可以根據(jù)影像學(xué)資料制定有效的治療方案。.參考文獻(xiàn)1 張勁松,宦怡,常英娟,等.擴(kuò)散加權(quán)成像在高分化膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤中的鑒別價(jià)值J.中華放射學(xué)雜志,.2005,;39(10):1013-1017.2 Arvinda HR

17、, Kesavadas C, Sarma PS, et al. Glioma grading: sensitivity, specificity, positive and negative predictive values of diffusion and perfusion imagingJ. J Neurooncol,. 2009, Aug;94(1):87-96.3 Atlas SW, Lavi E. Intra-axial brain tumors. In: Atlas SW, ed. Magnetic Resonance Imaging of the Brain and SpineM. 2nd ed. Philadelphia: Lippincott-Raven,.1996:315-422.4 Hayashida Y, Hirai T, Morishita S, et al. Diff