各种眼内病变的灌注加权磁共振成像定量评估用于鉴别诊断

《Neuroradiology》：Quantitative assessment of perfusion-weighted magnetic resonance imaging for the differential diagnosis of various intraocular lesions

　　

目的：探索性分析多种眼内病变的定量及半定量灌注加权磁共振成像（PWI）参数，并评估其与荧光素血管造影（FAG）特征的相关性。方法：纳入38例接受3T眼动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）检查的患者，涵盖12种不同诊断，诊断经组织病理学或疾病临床过程确认。采用Tofts药代动力学模型计算K^trans、v_e及k_ep值。从时间-信号强度曲线中提取半定量相对峰值强度及流出百分比，并与定量参数比较。FAG图像评估阻塞效应、点状渗漏及弥漫性渗漏。结果：定量及半定量参数中位数在不同病变类型间存在差异。血管瘤显示最高K^trans（中位数=6.35 min^?1）和k_ep（中位数=3.8 min^?1）。葡萄膜黑色素瘤与脉络膜痣及转移瘤相比，显示较高K^trans（中位数=0.68 min^?1）和k_ep（中位数=2.45 min^?1）。定量与半定量参数在所有信号强度组中均显示显著相关性（所有R² > 0.36，所有p < 0.04）。K^trans与相对峰值强度的相关性在低/等信号病变与高信号病变间存在差异（两者p < 0.002）。由于各诊断样本量有限，无法对单个诊断进行统计学比较。定量PWI参数与FAG特征显示对应关系。结论：本研究提供了多种眼内病变的定量及半定量PWI参数。按T₁信号强度分层时，半定量PWI参数可提供与定量参数相当的病变血管性信息。

在眼内肿瘤的临床诊疗中，鉴别葡萄膜黑色素瘤与其他眼内病变具有重要挑战。目前，眼底摄影、光学相干断层扫描（OCT）、超声检查、吲哚菁绿血管造影（ICG）及荧光素血管造影（FAG）等多种影像学技术已应用于辅助鉴别诊断。然而，常规眼科影像学方法在部分情况下存在局限性，如合并眼内出血或周边部病变时，诊断准确性受到影响。磁共振成像（MRI）因其能够提供解剖和功能信息，尤其在视网膜母细胞瘤和葡萄膜黑色素瘤（UM）的评估中日益受到重视。

眼内病变的血管化特征是影像学鉴别诊断的重要依据。FAG作为常用检查手段，通过静脉注射荧光素染料后进行连续光学成像，评估脉络膜和视网膜循环，但仅能观察病变表面血管情况。灌注加权MRI（PWI）则能够评估整个病变体积的灌注特征，其中动态对比增强MRI（DCE-MRI）是常用的PWI方法，通过静脉注射钆对比剂同时连续采集T₁加权图像获得数据。数据可采用半定量方法（相对信号强度）或定量药代动力学模型（PKM）分析。广泛应用的Tofts模型通过关键参数描述钆剂从血液向组织间隙的转运：K^trans（容积转运常数，min^?1）反映钆剂从血浆进入组织的速率，受血流量和血管通透性共同影响；v_e（ extravascular extracellular space volume fraction，血管外细胞外间隙容积分数）表示组织中被血管外细胞外间隙占据的比例；k_ep（min^?1）为K^trans与v_e之比，对应钆剂从血管外间隙返回血浆的速率。

尽管PWI在眼眶肿瘤评估中应用广泛，但其在眼内病变中的应用主要限于葡萄膜黑色素瘤。其他眼内病变包括恶性病变（转移瘤、腺瘤、淋巴瘤）和良性病变（痣、血管瘤、神经鞘瘤、平滑肌瘤、黑色素细胞瘤、周边渗出性出血性脉络膜视网膜病变PEHCR）等，这些病变的眼科表现可能与葡萄膜黑色素瘤相似，导致诊断困难，部分病例需行侵入性活检。此外，白内障、玻璃体出血或虹膜后方的病变可限制眼科影像学检查。由于不同病变的治疗策略差异显著，既往需组织学确认以实现明确诊断。近年来，MRI作为补充影像学手段的应用日益增多，但单纯解剖成像常仅限于评估病变色素沉着程度，因此扩散加权成像和灌注加权成像等定量MRI技术被进一步用于病变类型鉴别。DCE-MRI可通过减少侵入性眼内诊断性活检的需求直接影响患者管理，并能在标准眼科影像学因假性进展而难以判断时，早期评估放射治疗疗效。

由于葡萄膜黑色素瘤常伴有色素沉着，定量PKM分析 reportedly 较半定量方法更为准确。鉴于不同眼内病变的色素沉着程度各异，如何将PWI纳入鉴别诊断流程尚不明确；此外，定量PKM分析是否为必需，抑或常用的半定量指标已足够，仍有待阐明。因此，本研究旨在描述多种眼内病变的定量及半定量PWI参数，并探索定量PWI相较于半定量分析提供的附加诊断信息，同时评估定量PWI参数与FAG眼科评估之间的对应关系。

研究纳入2020年4月至2024年2月期间接受3T眼MRI检查（含DCE-MRI序列）的患者，要求诊断为葡萄膜黑色素瘤以外的眼内病变，并经组织病理学或临床过程确诊；另纳入11例葡萄膜黑色素瘤患者作为对照组，部分病例既往经Klaassen等研究分析。患者纳入方式为回顾性（基于临床诊疗扫描）或前瞻性（诊断确立后行MRI采集）。图像采集采用3T MRI扫描仪（Ingenia Elition, Philips Healthcare）及4.7 cm表面接收线圈，扫描序列包括脂肪抑制对比增强三维T₁加权扫描、翻转角（FA）序列用于T₁ mapping、双回波采集模式（DREAM）序列用于B₁⁺ mapping，以及采用四维时间分辨匙孔MRA（4D-TRAK）方法的DCE-MRI（时间分辨率1.9秒/动态采集）。增强后三维T₁加权扫描空间分辨率为0.8 mm各向同性，动态时间序列为1.25 × 1.25 × 1.5 mm³。动态序列启动6秒后，以2 mL/秒速率注射0.1 mmol/kg钆特酸葡胺对比剂。FA序列、B<sub>1⁺图及DCE-MRI所有时间点的图像均经配准至增强三维T1加权扫描，并采用眼罩进行刚性重配准以校正眼球运动。病变在增强三维T1加权图像上采用细分曲面拟合技术勾画，并由眼科MRI专家手动校正。

灌注分析中，B1⁺数据用于确定实际应用的翻转角。为减少部分容积效应并考虑MRI上葡萄膜黑色素瘤约0.4 mm的观察者间变异，对病变勾画进行腐蚀处理：隆起高度大于3 mm的病变采用半径为三维T1重建体素三倍的球形结构元素腐蚀，较小病变则采用半径一个重建体素的球形结构元素腐蚀。基于简化Tofts模型并采用群体基于的动脉输入函数（AIF），对动态序列前90个时间点进行药代动力学建模，获得体素水平的K^trans、ve及kep参数图。同时，从时间-强度曲线（TIC）中手动提取半定量参数：相对峰值强度（峰值强度与第3-5时间点平均信号强度之比）和流出百分比（峰值后2分钟的信号变化百分比）。TIC由两名独立观察者分为进展型、平台型和流出型，不一致时讨论达成共识。FAG图像评估点状渗漏、弥漫性渗漏和荧光素信号阻塞情况。

结果部分显示，最初30例患者中3例被排除（1例因过度眼球运动致动态序列配准失败，2例因病变扁平过小而无法在三维T1加权MRI上勾画）。剩余27例中12例经组织病理学确诊，15例经临床表现和检查确诊；加入11例葡萄膜黑色素瘤后共38例患者。患者MRI检查时的中位年龄为60.0岁（范围：10.8–82.9岁），病变中位隆起高度4.7 mm（范围：0.9–11.4 mm），中位最大基底直径12.9 mm（范围：3.6–21.9 mm）。38例中20例有FAG图像可用。

灌注分析结果：所有显示强化的病变中，PKM拟合均能充分描述实测浓度数据，但2例血管瘤和2例PEHCR的PKM拟合与实测数据存在明显偏差。尽管如此，这2例血管瘤的K^trans仍显著高于其他所有病变（6.35和6.90 min^?1），反映其高度血管化特性。2/3黑色素细胞瘤和2/4 PEHCR显示极低强化（K^trans < 0.20 min^?1），因K^trans和ve近似为零，kep被视为不可靠。葡萄膜黑色素瘤的K^trans（中位数=0.68 min^?1）和kep（中位数=2.45 min^?1）相对较高，高于脉络膜痣（K^trans中位数=0.20 min^?1，kep中位数=1.23 min^?1）和转移瘤（K^trans中位数=0.28 min^?1，kep中位数=1.06 min^?1）。两名观察者在TIC分类上显示出强一致性（κ = 0.863，p < 0.001）。除1例外，所有葡萄膜黑色素瘤显示流出型TIC，相对峰值强度较高（中位数=1.67），流出百分比较 strongly 负值（中位数=-33%）。流出型TIC与恶性病变相关，见于葡萄膜黑色素瘤、多发性骨髓瘤和3例淋巴瘤。良性病变如神经鞘瘤和痣显示进展型TIC，但并非所有良性病变均遵循此模式，良性腺瘤和2例血管瘤亦表现出流出型TIC。

线性回归分析显示，K^trans与相对峰值强度在所有信号强度组中均呈显著线性关系（所有R² > 0.36，所有p < 0.04），低信号和等信号病变间的相关性相似（p = 0.61），但两者与高信号病变的相关性均存在差异（两者p < 0.002）。kep与流出百分比呈显著线性关系（所有R² > 0.71，所有p < 0.01），各信号强度组间无显著差异（所有p > 0.05）。

FAG图像评估显示，20例病变中7例见点状渗漏，11例见弥漫性渗漏，10例见荧光素信号阻塞，部分病变兼有多种特征。相同诊断的病变未必显示相同FAG特征。总体而言，有点状和弥漫性渗漏的病变K^trans和kep较高，而有荧光素信号阻塞者灌注参数较低，但差异相对较小。

讨论部分指出，多种影像学技术可用于评估眼内病变的灌注和血管化特征。FAG评估表面血管渗漏和阻塞，而MRI-PWI可实现全病变体积的半定量和定量灌注评估。本研究首次报道了多发性骨髓瘤眼内表现、黑色素细胞瘤、淋巴瘤、平滑肌瘤、痣、转移瘤、PEHCR和神经鞘瘤的PWI参数，扩展了这些罕见病变的有限灌注数据。

研究结果与现有文献基本一致：葡萄膜黑色素瘤的PWI参数与既往报道值相符；1例眼内髓上皮瘤的K^trans和ve值及进展型TIC与既往观察一致；脉络膜血管瘤K^trans和kep极高，反映其高度血管化特性，且呈现流出型TIC和高相对信号强度。恶性病变如葡萄膜黑色素瘤和多发性骨髓瘤通常显示较高K^trans和kep，而良性神经鞘瘤和PEHCR显示较低灌注值，但并非所有恶性肿瘤均符合此模式，部分转移瘤因强化不均一而显示较低灌注参数——这可能与全容积体素分析采用中位值有关，而临床实践中通常在最强化区域勾画感兴趣区。

关键发现是半定量与定量PWI参数间存在强对应关系。K^trans与相对峰值强度的相关性取决于病变T1信号强度（即色素沉着）：低信号和等信号病变中二者相关性相似，提示这些情况下相对峰值强度可作为K^trans的可靠替代指标；而高（通常为有色素）病变中，相同相对峰值强度对应更高的K^trans值，表明色素沉着广泛影响半定量灌注指标的解读。kep与流出百分比的关系在各T1信号强度组中保持一致。这些发现提示，在按色素沉着分层的前提下，半定量PWI分析可提供与定量分析相当的病变血管性评估信息。

FAG与定量PWI比较显示，FAG渗漏模式与高PWI参数相关，荧光素阻塞与低灌注值对应，这与预期的FAG特征与灌注的关系一致。然而差异相对较小，反映了FAG仅可视化表面血管化而PWI评估全容积灌注，且PWI不受病变位置和屈光介质混浊限制。

研究局限性包括：选择偏倚（仅纳入有MRI扫描者）；回顾性导致仅部分患者有FAG图像；仅部分患者有组织病理学确认（反映眼肿瘤临床实践中避免诊断性活检的实践）；群体基于AIF可能引入变异；小病变存在部分容积效应；采用简化Tofts模型对血管瘤等血浆容积不可忽略的病变准确性下降；未报告FAG评估的观察者间可靠性；各诊断病例数有限，无法进行统计学比较、诊断效能评估、外部验证或多重检验校正。

研究结论：本项探索性研究评估了眼内病变的灌注和血管化特征，高PWI灌注更常与FAG渗漏模式相关，低PWI灌注值对应荧光素阻塞。研究提供了广泛的定量PWI数据。总体而言，恶性病变较良性病变显示更高灌注参数，但存在例外（如良性血管瘤）。按T1信号强度分层时，半定量PWI参数可提供相似的病变血管性信息。由于FAG仅可视化病变表面，PWI可为鉴别诊断和临床决策提供补充价值。</sub>