脑肿瘤影像方法新进展（一）

胶质母细胞瘤是最常见的恶性原发脑肿瘤，预后较差，诊断后的中位生存为14-16个月。神经影像在诊断中扮演重要角色，是评估疾病进展和反应协助制定临床决策的非侵袭手段。此外，关于新药治疗有效性的评价，疾病进展的影像评估将为临床试验提供重要终点。这些评价的准确性对于决定恰当的治疗至关重要，但是这些患者的影像学评价依然面临挑战，包括图像采集参数的变异，不规则和边界不清晰肿瘤的精准测量，治疗后假性进展和进展，反应和假性反应（尤其是抗血管治疗）的鉴别困难。

胶质瘤治疗期间，肿瘤负担的准确影像评价对于治疗反应的评估和指导制定临床决策至关重要。但是，治疗本身常常造成类似于进展的MRI改变，包括增强加剧。之前疾病状态的评价标准，如MacDonald标准，采用强化作为肿瘤负担的关联，不足以鉴别肿瘤的真性进展和涉及的治疗相关改变（假性进展）。另外，这个标准没有把治疗相关血脑屏障正常化的可能性考虑进去，这种情况在抗血管治疗中经常发生。抗血管治疗（如贝伐单抗）可引发增强降低，但是不伴有肿瘤负担减少或生存改善，称之为“假性反应”。随着越来越多证据显示抗血管贝伐单抗治疗初步处理胶质母细胞瘤以及复发胶质瘤可以延长无进展生存，从抗血管治疗后改变中鉴别疾病负担变得更加重要。

神经肿瘤学反应评价学组（RANO）随后推出了一套评价疾病进展和反应的标准，最近的更新，合并了非增强疾病的评价，临床状态，激素的应用，以便于更好的定义神经肿瘤学试验的终点。回顾性分析了144名胶质瘤患者的随访资料，T2信号异常常预示后续会发生强化改变，突出了评价非增强T2/Flair信号改变范围的重要性。此外，回顾评价了一项针对复发胶质母细胞瘤患者II期试验的数据，证实采用包含T2/Flair信号异常的RANO标准，而不是MacDonald标准，可以早期发现进展，导致无进展生存统计学上显著缩短。

RANO标准的进展，纳入了神经功能反应和免疫学治疗反应评价。除了胶质瘤工作之外，评价转移瘤的影像反应标准也在进步，还有脑膜瘤，软膜疾病，脊柱肿瘤，儿童中枢神经系统肿瘤的标准也有进步。

即使最新的RANO标准，仍不能完全区分肿瘤进展和假性进展。因此，研究先进的影像模式，包括先进的MRI技术和新型PET示踪剂，以及影像分析的新方法，将使这种区别更加精确。

除了评价治疗反应，传统的增强MRI和先进技术在描述初始疾病特征时扮演重要角色。对确定胶质瘤肿瘤级别，尤其是区分低级别胶质瘤（WHOI-II）和高级别胶质瘤（III-IV），有显著的预后提示作用。肿瘤分子标记和基因谱在胶质肿瘤患者诊断和预后预测中的作用越发重要。影像将协助预测这些肿瘤的分子谱，以及提供不同基因型的非侵袭替代标记。另外，肿瘤级别术前精确的影像评估可以精准指导活检，减少活检标本有误而导致错误的评估。

本综述关注胶质瘤成像最新研究，包括合并先进成像技术，如磁共振灌注，磁共振波谱，弥散磁共振，新PET影像佐剂等，以及伴有机器学习工具的多模态分析。

灌注

磁共振灌注用来评估脑肿瘤血液动力学特点。目前应用的三种主要的MR灌注技术：动态敏感对比MRI、动态对比增强MRI和动脉自旋标记，前两者均需静注对比剂，后者是一项非对比技术。

动态敏感对比灌注加权成像测量顺磁性对比剂注射过程中脑内T2/T2*信号强度改变。这是标准协议下最常用的先进成像技术，成像时间相对较短且后处理软件适宜。自DSC-MRI获得的许多参数数据可以用来定量和比较。初始和肿瘤治疗后评价最常用的是测量相对脑血流容量（rCBV）。

DSC-MRI结合标准成像鉴别疾病进展和假性进展有90%的准确性。当治疗相关的坏死和肿瘤共存时，DSC-MRI异常与病理学上活性肿瘤比率相关。肿瘤治疗后信号特征的异质性可考虑采用全部肿瘤评价方法，包括直方图或基于体素的参数反应地图。

动态对比增强灌注成像测量血管通透性药代动力学，比DSC-MRI评价脑血流容量更加精准但是技术更困难。这项技术用于鉴别假性进展和复发肿瘤，精准性与DSC-MRI相当。灌注成像鉴别复发肿瘤和放射性坏死时，DCE和DSC灌注成像对诊断精确性没有差异。

抗血管治疗中，灌注加权成像可以显示肿瘤血供和通透性的异常。直接测量k-trans减少（DCE-MRI血管通透性靶标）和补偿百分比增加（DSC-MRI通透性靶标）证实与结局改善相关。DSC-MRI中标准化rCBV测量显示治疗前和治疗后低CBV和治疗后CBV降低，预示贝伐单抗治疗的胶质母细胞瘤患者生存较好。

除了治疗后应用，灌注成像还可用来进行肿瘤初始诊断和评价。包括鉴别转移瘤和高级别胶质肿瘤；例如ASL灌注成像有报道在胶质母细胞瘤瘤周水肿脑血流量（CBF）和CBF梯度较高，与转移瘤周围水肿可鉴别。

在治疗前影像评价中，DCE灌注成像曾作为评估肾小球滤过率状态（EGFR）的替代标记，相对血浆容量增加和相对对比转换系数与EGFRVIII阳性相关。

rCBV量化取决于成像参数和后处理技术，多中心试验时标准化尤其重要。MR灌注成像的缺点包括血脑屏障破坏的影响，和循环中rCBV在血管外的相对泄漏。不同后处理软件的差异可以影响这些校正和相关循环中rCBV的精确性。

弥散

磁共振弥散是最常用的序列，基于测量组织内水分子的弥散程度。当应用于肿瘤成像时，可以区分不同肿瘤亚型的高低级别。MR-DWI计算值表观弥散系数（ADC）跟肿瘤细胞密度相关。肿瘤进展与坏死碎屑、正常脑组织相比，典型表现为较低的平均ADC值。另外，低ADC值已经认为是预测真性进展的独立因子。

临床上常用b值范围为1000到＞3000s/mm²，高b值DWI可导致不同组织类型之间对比更强烈。包括更加轻松的鉴别脑实质和肿瘤，高级别和低级别胶质瘤。采用高b值成像可以比RANO标准更早鉴定贝伐单抗治疗胶质瘤导致的假性反应。抗血管治疗后，通过ADC测量发现残余肿瘤缺乏可靠性，因为非常低的ADC值除肿瘤之外还可见于凝固性坏死或缺氧组织。但是，测量基线和治疗6周后的ADC值改变，采用体素扣减法生成功能弥散地图，证实肿瘤体积ADC减少与总生存预测相关。较大体积较低弥散的病变总生存较短。出现新的或进展性增大的弥散受限区域在组织学上与活化的肿瘤相关。贝伐单抗治疗患者低ADC区域增大或增加预示着生存会降低。ADC降低的体积与抗血管治疗的总生存相关。ADC值减少更多与疾病进展相关。

直方图分析需要考虑影像上掺杂了肿瘤和坏死而导致信号异常区域内ADC值异质性的问题。这项技术也许可以提供关于无进展生存早期的预后信息，也可以比MGMT状态更加精确的预测无进展生存和总生存。应用高b值DWI的直方图分析技术已经报道可以更加精确的鉴别肿瘤和假性进展。ADC直方图非对称或扭曲度程度增加与抗血管治疗胶质母细胞瘤患者更短的无进展生存相关。

MRI设备和采集参数的差异影响循环中定量ADC值，当采集技术没有标准化时，这种变异对于比较多中心数据是个缺陷。

波谱

磁共振波谱计算脑组织中代谢产物的浓度，包括N-乙酰门冬氨酸（NAA），胆碱，肌酸和乳酸。这些代谢产物的差别可以协助鉴别肿瘤和治疗后坏死。

放化疗后，胆碱会短暂性升高，NAA会逐渐降低。Cho/NAA比可鉴别复发肿瘤和坏死。应用多个MRS峰联合分析可以检测肿瘤进展。此外，多体素采集可以进行特定部位数据采集，改进异质性组织的分析，从而鉴别肿瘤进展和坏死。

MR波谱可以测定多见于低级别胶质瘤中的IDH-1的突变状态。更重要的是，MRS可以检测脑肿瘤中与IDH突变状态相关的2-羟戊二酸（2-HG）含量。此外，采用MRS描绘2-羟戊二酸峰可以监测疾病状态和治疗效果。肿瘤2-HG水平和肿瘤细胞密度相关，还可以作为治疗期间肿瘤细胞体积的一个定量分子标记。这个方法要求复杂的进程，所以，其重复性受限，难以纳入标准化实践。此外，小的肿瘤体积检测2HG敏感性很差。

MRS的缺陷在于其较低的空间分辨率，病变小于1.5cm³时将妨碍做出精确评价。此外，该技术对操作者比较依赖，要求有经验的工作人员，在图像采集时找到特定的感兴趣区域。数据也受MR设备、脉冲序列和后处理技术变异的影响。

本文由唐都医院胶质瘤中心冯富强编译，王樑教授审校

Ref：Curr Neurol Neurosci Rep（2017）17:53