一、脑肿瘤

对于脑肿瘤的诊断和鉴别诊断，常规序列可提供肿瘤的形态学信息。近年来，越来越多的研究开始采用DCE-MRI序列来分析肿瘤内部的新生血管特点，为后续靶向血管治疗及预后评估提供更准确的信息。

正常的微循环是由微动脉、毛细血管和微静脉形成的完整血管网络。而肿瘤微血管则表现为扩张、扭曲、分布紊乱，血管壁结构异常，血管内皮损伤，基底膜和血脑屏障也不完整。高级别胶质瘤中，由于血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的高度表达，一方面促进血管内皮细胞分裂，新生血管增多，而另一方面新生血管的发育也不完整，血管内皮通透性增加。DCE-MRI能反映肿瘤的微血管情况，对胶质瘤组织的微血管密度与DCE-MRI参数的相关分析发现K^trans、v_e与微血管密度呈显著正相关^[4]，证实了K^trans可以评估胶质母细胞瘤的微血管情况，为肿瘤诊治提供重要参考。

常规MRI成像对于鉴别一些肿瘤与非肿瘤性疾病有时存在困难，例如环形强化的脑脓肿、脱髓鞘与囊性脑肿瘤的形态学表现非常类似（图3-4）。研究表明，肿瘤的K^trans和v_e较高^[5]，有助于与非肿瘤性病变的鉴别。对于部分存在诊断困难的脑膜瘤，DCE-MRI检查中特征性的快速连续上升的时间信号强度可以提供帮助^[6]。部分研究尝试通过DCE-MRI进行脑肿瘤与转移瘤的鉴别，具有一定的应用价值^[7]。

图3-4　肿瘤与非肿瘤疾病均可表现为周边环形强化的病灶，有时难以鉴别

（A）脑脓肿；（B）脱髓鞘；（C）胶质母细胞瘤

胶质瘤和淋巴瘤的鉴别也是脑疾病的诊断难点，研究显示结合DCE-MRI的K^trans和DSC-MRI的相对脑血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）参数，能更好地鉴别高级别胶质瘤和中枢神经系统淋巴瘤^[8]；但也有研究提示二者的鉴别上，DCE-MRI有一定的帮助，但不如表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）^[9]。此外，微囊型脑膜瘤由于存在较多的囊变，与其他原发脑肿瘤和非脑膜性肿瘤鉴别存在困难。研究显示对于强化的囊性病灶，如果CBV高于10.3ml/100g或K^trans高于0.88min^-1，则微囊型脑膜瘤的可能性要高于常见的Ⅰ级脑膜瘤和高级别胶质瘤^[10]。

颅内肿瘤所致的瘤周水肿，可能来自于血管源性，也可能来自肿瘤的侵犯，而后者是胶质瘤的特征性表现。DCE-MRI的研究显示，胶质瘤的瘤周水肿区会出现v_p容量升高和K^trans渗透性增加，可能有助于胶质瘤与其他肿瘤的鉴别^[11]。

脑胶质瘤的毛细血管与通透性情况不仅是肿瘤生物活性的重要特征，也是预后评价的重要因素。通过DCE-MRI的多种参数，可以无创地评价脑胶质瘤的恶性程度。许多研究将DCE-MRI作为评价肿瘤渗透率、肿瘤级别和预后的有效影像生物学指标。

DCE-MRI所获得的各种参数与肿瘤的发展、分级关系密切，可用于脑肿瘤的分级判断（图3-5）。对不同级别胶质瘤的DCE-MRI参数与免疫组化标记物的对比研究，发现DCEMRI的rCBV、rCBF、k_ep等参数与几种免疫组化因子显著相关，能较好的区分低级别和高级别的胶质瘤^[12]。研究表明，K^trans区别低级别与高级别胶质瘤的敏感性和特异性大于90%^[13]。也有学者指出，虽然K^trans值在Ⅲ级肿瘤中较高，但是Ⅱ级和Ⅲ级之间并无显著差异，而采用v_p参数可以区分Ⅱ级和Ⅲ级的少突胶质细胞瘤^[14]。虽然不同的研究存在一些差异，但总的来讲，在DCE-MRI中rCBF，v_e，v_p和K^trans的数值越大，则提示胶质瘤恶性程度越高的可能性越大。除了简单的均值比较，采用直方图分析方法往往能获得更为详细的信息，从而能更有效地进行肿瘤分级。

图3-5　不同恶性程度的胶质瘤和MRI增强和K ^trans图像

（A）Ⅱ级星形胶质细胞瘤，（D）肿瘤实性部分测量 K ^trans=0.01min ^-1；（B）Ⅲ级混合型星形少突胶质细胞瘤，（E）肿瘤实性部分测量 K ^trans=0.21min ^-1；（C）Ⅳ级胶质母细胞瘤，（F）肿瘤实性部分测量 K ^trans=0.36min ^-1， K ^trans图像可见肿瘤的 K ^trans值随恶性程度增高呈升高趋势

胶质瘤的恶性成分常分布不均，目前的活检常以T₁对比增强图像为参考，但它只能反映血脑屏障破坏的区域，并不能准确提示肿瘤恶性程度最高和新生血管最丰富的区域。而DCE-MRI则能指导外科医生准确地找到肿瘤恶性程度最高和新生血管最多的部分，准确制定肿瘤的活检部位、手术切除和放疗范围，从而实现更精准的诊断和治疗。

研究表明，对于一些无强化的胶质瘤，与基于增强T₁WI和FLAIR图像的定位活检相比，基于K^trans的定位活检能明显得到更多的有诊断价值的组织样本^[15]。此外，高级别胶质瘤所引起的瘤周水肿可能同时有血管源性水肿和肿瘤周围侵犯，通过DCE-MRI评估瘤周水肿区的肿瘤侵犯，也有助于制定胶质瘤的手术范围^[16]。

常规MRI增强检查往往很难区分残留或复发肿瘤、肿瘤治疗后的坏死以及应用抗血管生成药物后的反应。DCE-MRI能够反映肿瘤内部的毛细血管状态，区分肿瘤治疗后的改变，为判断脑肿瘤的预后提供依据。

血管渗透性参数在预测高级别胶质瘤的进展和生存率方面要优于形态学特征，研究提示，无论是在低级别^[17]还是在高级别^[18]胶质瘤，在恶性级别相同的肿瘤中，存在毛细血管渗透性改变的患者通常预后更差。研究显示，多形性胶质母细胞瘤K^trans的99百分位值可作为一个生物指标来预测疾病的早期进展^[19]，而v_e升高也预示着的总体生存期和无进展生存期的缩短^[20]。对85例胶质母细胞瘤进行的临床数据、ADC、rCBV、K^trans和总体生存期及无进展生存期的相关性分析显示，MRI参数有助于预测总体生存期，并且rCBV升高和无进展生存期缩短相关^[21]。这些研究表明，DCE-MRI有助于预测胶质瘤的总体生存期和无进展生存期，综合应用各参数能进一步改进生存预测。

当前，抗血管生成药物在脑肿瘤治疗中的应用越来越多，特别是对高级别肿瘤复发的病人。应用抗血管生成药物后，肿瘤强化可迅速减轻，这可能是由于局部血管减少所致，但是肿瘤细胞是否得到控制还有待其他手段的进一步评价^[22，23]，这就需要通过DCE-MRI来监测抗血管生成的疗效。

对高级别胶质瘤的研究发现，K^trans值的水平可反映胶质瘤中VEGF的表达^[24]，与组织因子（TF）的表达有很强的相关性^[25]，可能反映肿瘤新生血管的功能状态，因此可能在评估TF靶向治疗效果中发挥重要作用。在接受VEGF受体酪氨酸激酶抑制剂治疗的病人中^[23]，K^trans水平可评价肿瘤血管的正常化，判断预测肿瘤复发或进展，K^trans值明显升高说明肿瘤新生血管增加，肿瘤恶性程度进展。对胶质母细胞瘤复发进行西地尼布治疗时，治疗后第一天就出现K^trans变化的病人治疗效果较好^[26]。

此外，DCE-MRI检查时间浓度曲线的曲线下面积，也有助于早期评价贝伐单抗对高级别胶质瘤复发治疗的疗效^[27]，结合K^trans和直方图分析，可以提高DCE-MRI对于治疗预测的准确性。

部分脑肿瘤放化疗后会出现强化区增大的表现，这容易被误诊为肿瘤进展，即“假性进展”。假性进展可能是放射性坏死、术后梗死等因素的混合表现，常见于放疗-替莫唑胺的联合治疗后，也可见于单独放疗后。大约有20%的放疗-替莫唑胺联合治疗的病人会出现假性进展，常见于治疗后的2~6个月^[28]。

放射性坏死与肿瘤复发常有相似的影像学表现，包括位于原发病灶的边缘、周边有血管源性水肿、增强后明显强化等，二者的鉴别常存在困难。但是，由于病理基础造成它们的微循环状态存在明显不同：复发肿瘤由于肿瘤的新生血管增多，故血容量和渗漏性增高。而放射性坏死由于血管透明变和凝固性坏死，会导致局部灌注不足，渗漏性改变不明显。因此利用DCE-MRI可以较好地反映不同组织的差异（图3-6），已有研究也已经证实了DCE-MRI的应用潜力^[29]。

图3-6　胶质瘤术后放疗的真假性进展

（A）女，34岁，胶质瘤术后放疗9个月后复查，可见明显强化；（B）DCE-MRI的 K ^trans图可见局部 K ^trans明显升高，提示肿瘤进展；（C）女，45岁，胶质瘤术后放疗后可见局部强化区；（D） K ^trans图局部 K ^trans无显著升高，提示假性进展

采用DCE-MRI的K^trans参数能较准确地区分肿瘤复发与放射性坏死^[30]，从而帮助选择最佳的治疗方案和进行临床决策。对37例术后进行放疗和替莫唑胺联合治疗的胶质母细胞瘤的回顾性分析显示DCE-MRI的v_p和K^trans参数能够用于区分真、假性进展，v_p小于3.7时提示假性进展（敏感度85%，特异度79%），K^trans大于3.6/min时提示肿瘤进展（敏感度69%，特异度 79%）^[31]。