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摘要研究背景及目的：<br>　　胶质母细胞瘤是最常见的原发脑肿瘤，占到了所有中枢神经系统原发恶性肿瘤的45%，中位生存期大致为14个月。脑转移性肿瘤是另一种成人颅内发生率较高的恶性肿瘤，病灶呈孤立单发者接近50%，而又有近30%患者的首发表现为脑内病灶。常规MRI很难准确区分这两类脑内最常见的肿瘤，而两种肿瘤在手术计划、药物运用和放化疗策略等临床治疗方面有明显差异。<br>　　由于胶质母细胞瘤与脑转移瘤肿瘤血管具有不同的病理特征，可引起相应的血管通透性、血流速率和血容量变化。DSC-MRI和DCE-MRI灌注成像技术可对肿瘤血管生长、灌注及其渗透性进行定量和半定量分析，能够对不同性质病灶进行有效的鉴别诊断、疗效监测和复发评估。以DSC-MRI技术获得的CBV和CBF测量血管的血流量和血容量，反映血流动力学变化以及血管增生状态，从而评估肿瘤的发展和侵袭状态。研究表明，rCBV 可用于胶质瘤的分级诊断，且对于低级别胶质瘤的恶性转化、高级别胶质瘤的复发、胶质母细胞瘤与放射性坏死的鉴别诊断都有较高的临床价值。然而基于T2加权成像的DSC参数rCBV，获得过程中忽略造影剂外泄，而胶质母细胞瘤和脑转移性肿瘤的血管壁不完整，导致rCBV对脑血流灌注的过评估，因此准确的检测 T2 加权下脑肿瘤造影剂泄漏，可以更真实的反映肿瘤血管相关的病理生理变化。DSC的另一参数PSR受对比剂渗漏、血管外间隙和血流速度的影响，可以反映血管渗透性的改变，对胶质母细胞瘤与其他脑内的肿瘤，尤其是脑转移性肿瘤、淋巴瘤等进行诊断和鉴别诊断。<br>　　基于T1加权成像的DCE-MRI技术获得的Ktrans、Ve参数可以无创地测量胶质母细胞瘤的生成血管的渗透性，评价肿瘤的氧化状态，临床上也可用于胶质瘤分级，并与微血管密度及缺氧环境中的HIF-1α和VEGF的表达有明显相关性。但对Ktrans、Ve等定量血管渗透参数而言，受到参数耦合、动脉输入函数测量、体液交换以及数理模型适配不稳定等原因影响，准确性与一致性饱受质疑。时间-信号曲线下初始面积（iAUC）是一种不依赖药代动力学模型的半定量参数，该参数可避免动脉输入函数的测量并不受噪声数据的干扰，可反映早期对比剂在兴趣区域摄取后渗漏到EES的水平。<br>　　目前，针对DCE-MRI以及DSC-MRI两种基于不同加权成像技术获得的Ktrans、iAUC和PSR等渗透参数的系统性比较研究较少，大都集中于rCBV、rCBF等对于血流量及血容量的评估，且针对iAUC和PSR在肿瘤不同区域的差异性分析也尚缺乏研究。对于转移性肿瘤的鉴别诊断，既往研究多以肿瘤血供为划分，并没有进一步阐述不同系统恶性肿瘤来源以及各亚类转移性肿瘤的不同病理分型的差别。<br>　　本研究目的在于对肿瘤瘤体、瘤周水肿区的时间信号曲线特点及血管渗透性进行分析，系统探讨DSC-MRI和DCE-MRI血管渗透性参数在胶质母细胞瘤与单发脑转移瘤中的鉴别诊断效能，为临床诊断、治疗干预及疗效评估提供更多的帮助。<br>　　材料和方法：<br>　　选取2012年1月至2017年8月科室影像数据管理库中病灶明显强化且初步诊断为单发脑肿瘤的病人，包括术前进行灌注功能磁共振扫描，经手术后病理结果确认为脑胶质母细胞瘤（按照2016年WHO的新标准，报告由2位具有8年以上工作经历的病理科医生出具）及经病理诊断明确诊断或者影像学上表现为脑转移性肿瘤并具有明确系统恶性肿瘤病史的脑转移性肿瘤（原始病灶主要来自肺、胃肠道及乳腺等的脑转移性肿瘤）患者118例，平均年龄为47.9岁，年龄范围为21-79岁。<br>　　一、DSC及DCE-MRI血管通透性参数用于脑胶质母细胞瘤与单发脑转移性肿瘤的鉴别诊断<br>　　1.筛选手术后病理结果确认为脑胶质母细胞瘤病人12例，以及拟诊断为脑转移性肿瘤病人12例，两组病人常规影像学表现相似且呈单发。<br>　　2.获取两种肿瘤病人的DCE-MRI序列扫描，并通过Omni-Kinitics后处理软件得到动脉输入函数（AIF），而后绘制伪彩图，并依据T1增强扫描的病灶增强区域在伪彩图上放置瘤体和瘤周（距离强化边缘1cm以内）ROI，计算ROI的Ktrans值；另获取包含wash-in和wash-out阶段的iAUC伪彩图，并按照如前要求放置ROI，计算ROI的iAUC值。<br>　　3.获取两种肿瘤病人的 DSC-MRI 序列扫描，用以上方法放置 ROI，采用 Matlab软件收集团注对比剂前后 ROI 区域内所有体素的信号强度，对信号强度集合运用15阶以上的函数曲线拟合，计算PSR值。<br>　　4.将得出的参数值，通过独立样本T检验进行分析，比较其在两种肿瘤间的差异性。<br>　　5.对参数进行ROC曲线分析，获取相应参数诊断效能。<br>　　二、DSC及DCE-MRI血管通透性参数鉴别脑胶质母细胞瘤与单发脑转移性肿瘤的前瞻性研究<br>　　1.按照前述实验的要求，另外选取常规影像学上具有脑胶质母细胞瘤或脑转移性肿瘤相似表现，但未经手术及病理结果确认的94例患者，54例行DSC-MRI扫描，40例行 DCE-MRI 扫描，用于前瞻性分析，预测前述实验中具有显著差异参数的诊断效能。<br>　　2.如前述实验方法所述，以相同方式获取54例行DSC-MRI扫描病例的瘤体和瘤周的PSR值，以及40例行DCE-MRI扫描病例的瘤体和瘤周的Ktrans和iAUC参数值。<br>　　3.通过前述实验研究结果，将具有诊断效能参数的最佳诊断阈值用以前瞻性评估94例患者，评价鉴别诊断效能。<br>　　4.对前述实验结果显示的具有统计学差异的参数进行Pearson相关性分析，了解各参数间的内在联系。<br>　　5.将前述实验与本次实验整体收集的脑转移性肿瘤病人的肿瘤系统来源进行分类，并对占主体部分的肺来源的转移性肿瘤的病理分型进一步划分，比较不同系统来源乃至各亚类不同病理分型间多参数之间的差异性。<br>　　结果：<br>　　一、DSC及DCE-MRI血管通透性参数用于脑胶质母细胞瘤与单发脑转移性肿瘤的鉴别诊断<br>　　1.胶质母细胞瘤和脑转移性肿瘤瘤体的Ktrans平均值和最大值，以及两者瘤周的Ktrans值均不存在统计学差异（P＞0.05）。<br>　　2.胶质母细胞瘤瘤周iAUC平均值为0.047±0.009，脑转移性肿瘤瘤周平均值为0.016±0.005 ，胶质母细胞瘤要明显高于脑转移性肿瘤，两者具有统计学差异（P＜0.05）；而胶质母细胞瘤瘤体的 iAUC 平均值与脑转移性肿瘤瘤体的平均值相比较，不存在统计学差异（P＞0.05）。<br>　　3.胶质母细胞瘤瘤体PSR平均值为0.692±0.067，脑转移性肿瘤瘤体PSR平均值为0.567±0.092，两者具有明显的统计学差异（P＜0.05）；胶质母细胞瘤瘤体的PSR最小值为0.570±0.097，与脑转移性肿瘤瘤体的最小值0.442±0.153相比较，也存在统计学差异（P＜0.05），两者均能有效鉴别两种肿瘤。瘤周的 PSR 平均值在胶质母细胞瘤瘤周以及脑转移性肿瘤间不存在显著性差异（P＞0.05）。<br>　　4.PSR瘤体平均值的ROC曲线下面积为0.924，敏感性和特异性分别为91.7%和100%，最佳诊断阈值（cutoff值）为0.613；PSR瘤体最小值的ROC曲线下面积为0.785，敏感性和特异性分别为50%和100%，最佳诊断阈值（cutoff值）为0.376 ；瘤周iAUC平均值的ROC 曲线下面积为1.000，敏感性和特异性均为100%，最佳诊断阈值（cutoff值）为0.025。<br>　　二、DSC及DCE-MRI血管通透性参数鉴别脑胶质母细胞瘤与单发脑转移性肿瘤的前瞻性研究<br>　　1.瘤体的PSR平均值在其cutoff值（0.613）以上的有31例患者，其平均值的敏感性及特异性分别为71.88%和63.64%，瘤体PSR最小值在其cutoff值（0.376）以上的有39例患者，其敏感性和特异性为96.88%和63.64%。<br>　　2.瘤周的iAUC值在其cutoff值（0.025）以上的有25例患者，其敏感性及特异性分别为87.50%和76.47%。<br>　　3.瘤体PSR平均值和瘤周iAUC值间存在中等程度相关性（r=0.5908,P=0.0030）。<br>　　4.瘤体PSR的平均值和最小值以及瘤周iAUC值，在胶质母细胞瘤与肺部以及非肺部来源的脑转移性肿瘤之间都具备显著性差异（P＜0.05）。胶质母细胞瘤和病理类型为肺腺癌以及非肺腺癌的脑转移性肿瘤之间都具备显著性差异（P＜0.05）。<br>　　结论：<br>　　DCE-MRI获取的瘤周iAUC值以及DSC-MRI获取的瘤体内PSR平均值和最小值，均可有效鉴别胶质母细胞瘤和脑单发转移性肿瘤（包括肺部和非肺部来源的脑转移性肿瘤，以及肺来源脑转移性肿瘤中的不同病理分型），瘤周iAUC值的cutoff值具有最高的鉴别诊断效能，与瘤体PSR平均值具有中等程度的相关性。