脑肿瘤术前影像学

更新于 2026年10月28日 版权声明
一、脑肿瘤术前影像学

目前临床诊疗中,医学影像已成为决定最终医疗行为的重要依据,脑肿瘤常规检查多依靠X线片、CT及MRI等。近年来,由传统CT及MRI衍生出的三维CT、正电子发射断层显像(PET)、磁共振弥散加权成像(DWI)、磁共振波谱(MRS)、磁共振弥散张量成像(DTI)、扩散张量纤维束成像(DTT)技术等新兴检查手段的出现,为脑肿瘤的临床诊断及治疗提供了重要的参考依据。

1.三维CT

CT可以说是20世纪医学研究的重要成果之一,它使临床医学发生了革命性的变化,但由于受到计算机技术发展的限制,成像以二维轴位图像为主。而临床医生对于病灶的认识,也只能由二维CT图像进行想象和抽象叠加,难以对病灶及其周围结构勾画出准确的三维立体关系。三维CT是指CT图像的三维重建,是目前研究的热点,涉及数字图像处理、计算机图形学、医学等相关领域。螺旋CT(SCT)扫描速度快,可获得无间断的容积数据,一次体积数据采集在短时间内即可完成;同时配合三维CT成像软件,对数据进行回顾性处理,从而产生高质量的立体三维图像,对颅内病灶的定位极其精细。

2.磁共振波谱(MRS)

MRS是目前唯一能无创伤探测活体组织化学特征的方法,是在MRI的基础上产生的一种新型的功能分析诊断方法,是MRI和MRS的完美结合。MRI研究的是人体器官组织大体形态的病理生理改变,而MRS研究的是人体细胞代谢的病理生理改变,两者的物理学基础都是核磁共振现象。许多疾病的代谢改变早于病理形态改变,MRS则对代谢改变的潜在敏感性很高,可提供信息以早期检测病变。在20世纪70年代,MRS即被应用于人和动物组织器官的活体组织检测,随着MRS的迅速发展,近年来美国食品药品监督管理局(FDA)已认可MRS技术,MRS也从实验室转入临床应用阶段。MRS对于一些疾病的病理生理变化、早期诊断、疗效及预后的判断都有重要意义。对一般的神经影像学技术而言,MRS是一项辅助检查技术,通过特定的脑立体像素反映代谢产物的水平,从而提供解剖影像以外的局部生理性数据,在MRI检查的同时无须花费过多的时间。MRS可检测许多代谢产物,并根据代谢产物的含量分析组织代谢的改变。MRS不但可以将肿瘤与炎症、脱髓鞘病变区分开来,也可以在肿瘤性疾病的分级、放疗后反应、鉴别复发和假性进展等方面提供有价值的数据。

3.功能性磁共振成像(fMRI)

fMRI在观察大脑思维活动时,时间分辨率很高,而空间分辨率也可达到毫米水平。借助于fMRI,大脑的研究范围可延伸至记忆、注意力、决策、情绪等方面。在某些情况下,fMRI可识别研究对象所见到的图像或阅读的词语。尽管广义上将fMRI分为脑血流测定技术、脑代谢技术、神经纤维示踪技术三类,但目前应用最广泛的是血氧水平依赖(BOLD)效应的fMRI,即通常所说的fMRI。(https://www.daowen.com)

fMRI的原理,即BOLD效应是基于局部神经元功能活动对耗氧量和脑血流量影响程度不匹配而导致的局部磁场性反应,如氧合血红蛋白和去氧合血红蛋白。氧合血红蛋白是抗磁性物质,对质子弛豫没有影响;而去氧合血红蛋白是顺磁物质,可产生横向磁化弛豫时间(T2)缩短效应。故当去氧合血红蛋白含量增加时,T2加权信号减低;当神经元兴奋时,电活动引起脑血流量显著增加,同时耗氧量也增加,但增加幅度较低,使局部血液氧含量增加,去氧血红蛋白的含量减少,T2加权信号增强。总之,神经元兴奋可引起局部T2加权增强,这就是T2加权像信号能反映局部神经元活动的原理,即BOLD效应。

早期的fMRI单纯利用神经元活动的血流增强效应,是通过注射顺磁造影剂的方法实现的;随着成像技术的发展,才逐渐形成BOLD。由于fMRI成像技术是无创的,因此应用的范围越来越广。与其他非手术脑功能定位技术,如脑电图、脑磁图、正电子发射断层显像、红外光谱成像相比,fMRI具有极好的时空分辨率。针对肿瘤切除计划,fMRI能提供有价值的额外信息。在术前神经功能定位方面,fMRI可对血流量的微小变化及有功能的皮质产生生理活性时的T1加权信号进行定位,与传统MRI获得的解剖信息和术中电刺激测绘的数据相结合,能更精确、更完全地切除肿瘤,并可避免损伤邻近脑功能区。

4.磁源成像(MSI)

MSI通过测量脑神经电流产生的生物磁场而获得神经元兴奋的信息,并与MRI解剖图像叠加进行空间定位。其重要意义在于改变了CT、MRI、PET、单光子发射计算机断层扫描等时间分辨率和静止图像的现状,使其叠加在MRI图像上,如电影一般,在解剖结构中实时地合成活动功能图像,动态观察、确定大脑神经功能活动的起源及传导通路。这种解剖与功能的结合、互补,把脑磁图(MEG)短暂、间隙的准确性与MRI解剖学、病理学的特异性相结合,并针对皮质功能组织,提供精确、实时的三维神经功能活动立体定位解剖图像。与fMRI相似,MSI可在术前对外侧裂皮质和语言优势半球进行定位。MEG可在MRI影像上明确标记脑主要功能区,实现无创脑功能成像,同时可与计算机导航系统融合,为术前手术入路的制定和术中选择最佳入路以避免损伤脑功能区提供了可靠依据。

5.磁共振弥散张量成像(DTI)和扩散张量纤维束成像(DIT)技术

如使用美国GE-Signa HD 1.5T超导双梯磁共振机固有Funtool4.3功能软件对采集到的原始数据进行处理,感兴趣区(ROI)设置选取两侧整个大脑区。计算术后区及对侧相应区域白质与灰质的FA值,在彩色FA图的基础上再重组双侧CST3D白质纤维束图,观察纤维束的结构变化(移位、分布、连续性及破坏等),双侧CST的选取尽量做到全面且多方位重建DTT图像,显示纤维束与肿瘤的关系和术后纤维束的形态异常改变,为术前诊断及术后评价提供依据。

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