DWI和ADC值在脑脓肿包膜期与脑胶质瘤鉴别诊断中的应用
脑脓肿(brain abscess)为颅内严重感染性疾病之一，以耳源性脑脓肿为主，由于我国抗生素不规范使用，使脑脓肿流行病学病原发生改变，无感染发热症状的隐源性脑组织发病率逐渐升高这使得脑脓肿诊断较为困难，临床上由于其颅高压表现及局灶性损坏症状，及MR增强扫描与脑胶质瘤表现均为环形强化改变，故在临床工作中诊断错误常见。
有学者报道DWI和ADC值在颅内脑脓肿及胶质瘤鉴别诊断，本文对我院16例病理诊断为脑脓肿和22例高级别胶质瘤的磁共振加权信号和表观扩散系数(ADC)值进行定性、定量分析，探讨研究DWI和ADC鉴别诊断中的应用。
1.1一般资料
统计锦州医科大学附属第一医院2008年1月至2016年1月间在我院行头部MRI平扫增强及DWI检查并经手术病理证实的脑脓肿16例和胶质瘤22例作为研究对象，所有患者均为颅内单一病灶。16例脑脓肿中10例通过钻孔引流术得到病理学依据，6例通过手术取得病例。22例胶质瘤患者均通过手术取得病理。16例脑脓肿患者中男性9例，女性7例，年龄17~65岁，平均43.5岁。坏死囊变胶质瘤患者男性14例，女性8例，年龄27~67岁，平均48岁，具体位置分级见表1。
表1：坏死囊变性胶质瘤级别及位置分布
1.2检查方法
使用GE1.5 T超导型磁共振成像系统，头线圈。所有患者均行常规轴位T1WI、T2WI，矢状位T1WI，增强轴位、矢状位、冠状位TWI及DWI扫描。增强扫描用顺磁性对比剂扎喷替酸葡铵(GdDTPA)，剂量为0.1 mmol/kg体重。DWI扫描采用SE-EPI序列，b=1000 s/mm2，用functool功能软件(图像及资料分析应用随机软件)对扩散加权图像进行ADC值测量，测量脑脓肿脓腔、胶质瘤坏死囊变区、对侧正常脑白质DWI信号及表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值进行测量分析。测量感兴趣区为3~5个像素大小，避开脑室、脑沟、血管、钙化、出血的区域。取ADC值为3~5个兴趣区的平均值。ADC值=ln(S2/S1)/(b1-b2)。S2与S1是不同扩散敏感系数b值条件下弥散加权像的信号强度。
1.3统计学方法
采用SPSS 17.0软件对上述结果进行统计学处理，以均数±标准差(X±s)表示，两样本均数比较t检验，以P<0.05差异具有统计学意义。
2.1 MRI和DWI表现
MRI检查结果16例脑脓肿脓腔、22例胶质瘤在T1WI上呈低信号、T2WI上呈高信号。脓肿壁及瘤体增强扫描呈环状强化。脑脓肿于DWI上均呈明显高信号，ADC图上表现为低信号。胶质瘤坏死囊变区于DWI上呈低信号，ADC图上表现为高信号(图1A、图2A、图3A、图4A，图1B、图2B、图3B、图4B所示)。
2.2 ADC值测量结果
胶质瘤的坏死囊变区的ADC值为(2.61±0.14)×10-3mm2/s，胶质瘤的坏死囊变区对照侧ADC值为(0.92±0.17)×10-3mm2/s，差异具有统计学意义(P<0.01)，胶质瘤坏死囊变区显著高于对照侧。脑脓肿脓腔区的ADC值为(0.64±0.13)×10-3mm2/s，脑脓肿脓腔区对侧脑白质的ADC值为(0.92±0.18)×10-3mm2/s。脓腔区的ADC值则显著低于对侧脑白质，差异具有统计学意义(P<0.01)。脑脓肿脓腔区的ADC值显著低于胶质瘤区，脑脓肿及胶质瘤区ADC值差异具有统计学意义(P<0.01)，见表2和表3。
表2：本组包膜期脑脓肿与对照区ADC值(×10-3mm2/s)
表3：坏死囊变性胶质瘤与对照区ADC值(×10-3mm2/s)
随着社会医疗条件的进步，地区经济卫生条件受限，及医学专业知识匮乏、抗生素应用不规范等原因，使得临床上脑脓肿的检出率较前明显升高，且由于脑脓肿以颅高压症状及局部损害症状多见，及感染病史不确切，所以临床上脑脓肿误诊很常见，常见误诊为脑胶质瘤，且CT均常表现为低密度改变，MRI平扫均病灶区均表现为T1WI像低信号，T2WI像高信号，增强扫描均表现为病灶边缘环状强化，病史及强化MR鉴别诊断较为困难，由于脑脓肿和胶质瘤治疗方法的差异性和对预后的影响，因此对于二者鉴别诊断的意义很大。
磁共振扩散加权成像(diffusionweighted imaging，DWI)是指利用MRI的特殊序列，观察活体组织细胞内外水分子的微观扩散运动的一种成像方法，是一种对水分子扩散运动敏感的成像技术。扩散系数和表观扩散系数(apparent diffusion coeffecient，ADC)：是指通过特定的成像技术可以量化自由水的氢质子的扩散；DWI常用于临床进行期脑梗塞诊断。
脑脓肿脓腔内主要由炎性白细胞、中性粒细胞、细菌、坏死液化的脑组织和纤维蛋白原组成的黏稠度较高的液体；肿瘤坏死组织碎屑组成，其内无中性粒细胞和白细胞，腔内液体的高渗溶质含量也较少，坏死囊变腔内细胞外水的浓度较低，腔内水分子的扩散速率减慢，造成相对自由的水分子的扩散运动；由于脑脓肿脓液与胶质瘤内容物不同、扩散速度上的差异，使得二者在弥散加权图像上信号不同改变。
脑胶质瘤内无中性粒等炎性细胞，水分子的弥散扩散速度增快，使其DWI为低信号，ADC图呈高信号，ADC值升高。脑脓肿的ADC值明显低于胶质瘤的坏死、囊变区ADC值，脓腔内液体的细胞性黏度性较高，水分子扩散速度较慢，不同于脑胶质瘤，其在弥散加权成像上呈现高信号的改变。
本组研究脑脓肿和坏死囊变性胶质瘤38例病例中，其中16例包膜期脑脓肿DWI均呈现高信号，ADC图呈低信号，平均ADC值(0.64±0.13)×10-3mm2/s，配对t检验P<0.01具有统计学差异。22例胶质瘤DWI均呈现低信号，ADC图呈高信号，平均ADC值为(2.61±0.14)×10-3mm2/s，配对t检验P<0.01具有统计学差异，所以通包膜期脑脓肿与胶质瘤中囊变内容物的不同，水分子扩散速度的不同，通过DWI可以鉴别包膜期脑脓肿与囊性变胶质瘤，本研究结论与相关文献结论相符。因此，DWI上信号的不同以及ADC值测量在胶质瘤及脑脓肿鉴别诊断具有一定价值，值得在临床中广泛应用。
图1：脑脓肿、胶质瘤T2WI图像
1A：为脑脓肿T2WI像；1B：为胶质瘤T2WI像，两者共同表现为T2像病灶高信号，周围高信号水肿带，二者T2像无明显差异性
图2：脑脓肿、胶质瘤增强扫描图
2A：为脑脓肿增强扫描像；2B：为胶质瘤增强扫描像，两者共同表现为增强扫描像病灶周围环形强化，病灶中央区低信号。周围高信号水肿带，二者强化像无明显差异性;
图4：脑脓肿、胶质瘤ADC扫描图
4A：为脑脓肿ADC图；4B：为胶质瘤ADC图，脑脓肿ADC图病灶区表现为低信号，胶质瘤ADC图病灶区表现为高信号，二者具有显著差异性