脑胶质瘤是指起源于神经胶质细胞的肿瘤，是最常见的原发性颅内肿瘤，占所有原发性脑恶性肿瘤的70%，病死率和致残率均较高。脑胶质瘤发病机制尚不明确，暴露于高剂量电离辐射和与罕见综合征相关的高外显率基因遗传突变是目前确定的两个危险因素，亚硝酸盐食品、病毒或细菌感染等致癌因素也可能参与脑胶质瘤的发生。

        磁共振扩散加权成像(diffusionweightedimaging，DWI)是一种对水分子扩散运动敏感的成像技术，可提供活体组织内微观水分子运动的信息，DWI信号受多种因素影响，如扩散敏感系数、T2穿透效应及组织的各向异性，还受其他生理因素如运动、呼吸、灌注等的影响。

        表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficient，ADC)值的大小反映DWI图上不同方向水分子自由扩散的速度和范围，是组织在扩散梯度作用下水分子扩散的定量指标，与细胞数目、大小、排列、细胞外间隙、核浆比及微循环血流灌注等因素有关。

        DWI技术在脑胶质瘤的术前诊断、制定治疗计划、预后评估和术后随访中均有较高的价值。本文将从DWI技术在脑胶质瘤分级、预后评估、术后随访及与其他脑内常见病变的鉴别诊断方面进行综述。

1.DWI对脑胶质瘤分级的价值

        按照世界卫生组织(worldhealthorganization，WHO)中枢神经系统肿瘤分类胶质瘤分为Ⅰ～Ⅳ级，Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤，Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤。组织病理上高级别胶质瘤表现为肿瘤细胞密度大、核异型性高、有微血管的增殖及肿瘤性坏死，反之则为低级别胶质瘤。

        DWI技术是通过检测人体组织中水分子的微观扩散情况的信息，间接反映组织微环境的变化，并通过ADC值进行定量评估。恶性肿瘤细胞增殖速度快，细胞密度高，细胞外间隙小，限制了水分子的运动，DWI上信号增高，ADC值减低，研究表明ADC值与肿瘤细胞的密度及增殖活性(ki-67)呈负相关。

        Grech-Sollars等通过分析多中心不同设备采集的ADC值，发现其观察者间一致性较高，正常脑白质平均ADC为0.7×10-3mm2/s，脑灰质平均ADC为0.84×10-3mm2/s。胶质瘤术前ADC值可量化肿瘤级别，ADC值与胶质瘤级别呈显著负相关。

        Murakami等分析50例星形细胞瘤患者ADC值，最小ADC值与胶质瘤内最高级别点相对应，Ⅰ～Ⅳ级胶质瘤的ADC值依次减低，最小ADC值为1.47×10-3mm2/s可鉴别Ⅰ级与其他更高级别胶质瘤，最小ADC值为1.01×10-3mm2/s可将Ⅳ级胶质瘤与其他更低级别胶质瘤鉴别，ADC差值(最大ADC值与最小ADC的差值)0.31×10-3mm2/s可鉴别Ⅱ级与Ⅲ级胶质瘤，因此最小ADC值和ADC差值的联合应用有助于提高胶质瘤分级的准确性。

        Xu等指出高级别胶质瘤相对ADC值(即肿瘤ADC值与对侧正常脑白质ADC值的比值)比低级别胶质瘤低，取值1.497时诊断高级别胶质瘤的敏感性、特异性、阳性率及阴性率最高(分别为86.2%、85.0%、89.3%及81.0%)。约25%高级别胶质瘤MRI增强表现为不强化或仅轻微强化，Han等分析39例幕上非强化胶质瘤的ADC值，发现高级别胶质瘤的最小ADC值、最大ADC值及平均ADC值(0.542±0.170、1.295±0.450、0.868±0.172)均低于低级别胶质瘤(0.782±0.229、2.038±0.546、1.423±0.519)。

        胶质瘤各级别间的ADC值可有较大重叠，无论最小、平均还是相对ADC值，其原因为胶质瘤分级的病理标准有细胞密度、微血管形成、有丝分裂指数等，而ADC值仅对应肿瘤的细胞密度;另外与肿瘤的异质性有关，局部区域勾画感兴趣区有抽样误差，胶质瘤容易出现坏死、囊变区，分析时未能将坏死、囊变区完全排除。

        研究发现应用高b值(b=3000、5000s/mm2等)DWI技术获取的ADC值可更好区分不同级别胶质瘤。Cihangiroglu等分析b值为1000s/mm2及3000s/mm2的53例Ⅱ～Ⅳ级胶质瘤的ADC值，发现b值为3000s/mm2时获得最大ADC、平均ADC值及ADC差值，鉴别Ⅲ/Ⅳ级胶质瘤有统计学意义，而b值为1000s/mm2时无鉴别价值，因此高b值ADC值对胶质瘤级别的诊断具有更高价值。

2.DWI对脑胶质瘤分子分型的诊断价值

        2016年WHO中枢神经系统肿瘤分类在组织学分型基础上，将分子型引入胶质瘤分型，其中异柠檬酸脱氢酶(isocitratedehydrogenase，IDH)突变及染色体1p/19q联合缺失作为重要的分子生物学标记应用于临床。

        IDH突变发生于70%～80%的Ⅱ～Ⅲ级弥漫性胶质瘤及90%的继发性胶质母细胞瘤，对患者预后评估、个体化治疗方案选择以及靶向药物应用等有重要作用，IDH突变又可分为IDH1和IDH2突变，其中以IDH1突变为主，约占IDH突变的80%～90%;1p/19q联合缺失为少突胶质细胞瘤的分子生物学标记对化疗敏感，预后较好。因此，确定胶质瘤的IDH基因型及染色体1p/19q状态对胶质瘤治疗及预后有很重要的意义。

        目前检测IDH基因型的方法包括免疫组化法和基因测序法，检测染色体1p/19q的方法主要是荧光原位杂交(FISH)方法，均需获取组织标本，属于有创性检测，且诊断结果稍滞后。文献报道ADC值与IDH基因型及1p/19q状态存在相关性，通过ADC值可预测胶质瘤的分子亚型，可术前无创指导胶质瘤患者的临床治疗及评估预后。

        Villanueva-Meyer等分析100例WHOⅡ级弥漫性胶质瘤ADC值，发现IDH野生型最小ADC、平均ADC及最大ADC值均低于IDH突变型，其中最小ADC值为0.9×10-3mm2/s预测IDH野生型的敏感性及特异性最高(分别为91%和76%)。

        Lee等分析52例Ⅲ/Ⅳ级高级别胶质瘤患者平均ADC值，发现IDH突变型高级别胶质瘤平均ADC高于IDH野生型(1.283VS1.160×10-3mm2/s)。Yamashita等对55例胶质母细胞瘤患者ADC值分析，发现IDH1野生型胶质母细胞瘤与IDH1突变型胶质母细胞瘤最小ADC值及平均ADC值均无显著差异。

        Tan等分别分析Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级IDH1突变型及野生型胶质瘤最小ADC及相对最小ADC值，发现Ⅱ级、Ⅲ级胶质瘤IDH1野生型最小ADC、相对最小ADC值均低于IDH1突变型，而Ⅳ级胶质瘤IDH1野生型最小ADC、相对最小ADC值均高于IDH1突变型(P=0.018，P=0.004)，其中相对最小ADC值鉴别IDH突变型及IDH野生型的价值最高，其鉴别Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级IDH1野生型及IDH1突变型的最佳阈值分别为1.47、1.31、1.10;随胶质瘤级别升高，ADC值对IDH突变型与IDH野生型的鉴别价值减低，可能为胶质母细胞瘤发生是复杂的多基因表观遗传学改变的过程，IDH突变只是其发生过程中的早期事件。

        少突胶质细胞瘤是一种生长缓慢、浸润性的中枢神经系统肿瘤，1p/19q联合缺失作为少突胶质细胞瘤的分子生物学标记对化疗敏感，其总预后好于星形细胞瘤。Thust等将44例Ⅱ/Ⅲ级弥漫性胶质瘤根据2016WHO分子分型分为IDH野生型(IDHwt)、IDH突变型伴1p/19q完整型(IDHmut1p/19qint)、IDH突变伴1p/19q联合缺失型(IDHmut1p/19qdel)三组，分别测量三组胶质瘤三维体积平均ADC值、三维体积相对平均ADC值以及最大层面相对平均ADC值，显示IDHwt组胶质瘤ADC值最低(分别为1.032±0.168×10-3mm2/s、1.49±0.32、1.50±0.21，P<0.001)，其次为IDHmut1p/19qdel组(分别为1.321±0.162×10-3mm2/s、1.77±0.20、1.96±0.27，P<0.01)，IDHmut1p/19qint组胶质瘤ADC值最高(分别为1.543±0.254×10-3mm2/s、2.09±0.34、2.37±0.35，P<0.01)，提示与星形细胞瘤细胞密度低、细胞外实质较疏松，而少突胶质细胞瘤的细胞密度中等、肿瘤实质内有较密集的“鸡爪”状血管网的组织病理相对应。

3.DWI鉴别胶质瘤复发、假性进展的价值

        根据Macdonald判定标准，放疗(或同步放化疗)结束后3～4个月MRI复查提示基线病灶长径总和增加>20%，但临床症状无进展且无严重占位效应，则可考虑为疑似假性进展，可继续原方案2疗程化疗，若再次复查头颅MRI，病灶长径总和无变化或变小则诊断为假性进展。

        假性进展与肿瘤早期复发的影像学相似，常规MRI影像均表现为T2WI高信号、T1WI强化范围增大或出现新的强化灶、占位效应等。由于二者的治疗及预后方面截然不同，早期准确诊断假性进展对于制定胶质瘤的治疗方案极为重要。DWI鉴别高级别胶质瘤术后复发与假性进展的病理基础是肿瘤复发者细胞密集、核浆比高，细胞内外可供水分子自由扩散运动的空间减小，DWI上呈高信号，ADC值降低;而高级别胶质瘤术后有效放化疗导致肿瘤组织细胞密度降低，水分子自由扩散运动空间增大，ADC值增高。

        Prager等回顾性分析68例高级别胶质瘤术后经放化疗6个月内出现强化病灶患者的影像学特征，根据其二次手术的病理结果分为假性进展(10例)和肿瘤复发(58例)，假性进展组平均ADC值、最小ADC值(1.59、1.20×10-3mm2/s)均高于肿瘤复发组(1.38、1.10×10-3mm2/s)。

        Gupta等分析27例胶质母细胞瘤患者治疗后出现DWI受限病变的影像特征，发现23例扩散受限区域出现强化，扩散受限区域一般在3个月后出现强化，其中ADC值低于(0.44～0.97)×10-3mm2/s者总生存期中位数为8.1个月，12个月总生存率为0.521，提示病变出现ADC值减低可早期提示肿瘤真性进展，有助于评估患者预后情况。

        但高级别胶质瘤放化疗后肿瘤出现明显不均质性，在进展的同时会伴有新生微血管、放射性损伤，吞噬细胞浸润，神经胶质增生、纤维化、脱髓鞘、凝固性坏死等多种病理变化的发生，均可对ADC值造成一定影响，因此ADC值鉴别胶质瘤术后复发与治疗效果方面尚存在争议。

        一项荟萃分析结果显示DWI鉴别假性进展和胶质瘤复发的敏感性约71%～82%，特异性约84%～87%。4DWI对胶质瘤与其他肿瘤鉴别的价值胶质瘤需要与转移瘤、脑脓肿、淋巴瘤等进行鉴别。

        1)单发转移瘤与高级别胶质瘤可有相似影像表现，CT及MRI检查均表现为环形强化病灶及灶周水肿。研究表明瘤周水肿区ADC值可帮助鉴别转移瘤和高级别胶质瘤，高级别胶质瘤瘤周水肿带的最小ADC值较转移瘤低，最小ADC值为1.132×10-3mm2/s鉴别二者敏感性和特异性高达95%和84%，其原因为高级别胶质瘤具有侵袭性，瘤周水肿为细胞毒性水肿，而转移瘤瘤周水肿为血管源性水肿;

        2)脑脓肿与高级别胶质瘤均可表现为占位性病变伴瘤周水肿、环形强化。脓液是含有大量炎性细胞、细菌、坏死组织以及蛋白分泌物的粘稠液体，高粘稠度使脓液内的水分子扩散受限，表现为DWI高信号，ADC值低〔(0.56±0.20)×10-3mm2/s〕，而胶质瘤坏死囊变区以浆液性的坏死物为主，其黏稠度低，ADC值高〔(2.76±0.41)×10-3mm2/s〕，二者有显著差异;

        3)免疫功能正常淋巴瘤MRI信号多较均匀，与脑灰质相近，出血及坏死少见，增强呈明显均匀强化，可出现“裂隙征”、“尖角征”，原发中枢神经系统淋巴瘤与高级别胶质瘤MRI影像表现存在重叠，而两者治疗方法完全不同，所以术前明确诊断对临床至关重要。

        淋巴瘤由于肿瘤细胞密集，细胞外间隙小，同时细胞核大，胞浆比例较高，使得其扩散受限，ADC值低，高级别胶质瘤相对细胞密度低，细胞外间隙大，且常有囊变、出血，ADC值相对较高。研究报道平均最小ADC值鉴别原发中枢神经系统淋巴瘤〔(10.56±0.13)×10-3mm2/s〕与高级别胶质瘤，(10.97±0.25)×10-3mm2/s〕的价值最高，诊断准确率达82%。综上所述，DWI术前诊断胶质瘤的级别及分子类型、鉴别胶质瘤假性进展与肿瘤复发、脑内常见疾病鉴别均有重要价值，常规MRI联合ADC值可提高脑胶质瘤诊断的准确性。

        来源：闫新亭,宋双双,卢洁.磁共振扩散加权成像在脑胶质瘤的研究进展[J].医学影像学杂志,2021(09):1586-1589.