Relationship between the Enhanced MRI Features of Preoperative Brain Volume Imaging and Surgical Methods of the Glomus Jugulare Tumor
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摘要:目的 探讨颈静脉球瘤(glomus jugulare tumor, GJT)患者术前MRI脑容积成像(brain volume imaging,BRAVO)增强影像特征与手术入路的关系。方法 回顾性纳入2015年2月至2021年3月于北京协和医院行手术治疗的GJT患者。根据患者病历资料中记录的手术入路,将其分为颞下窝入路(infratemporal fossa approach,IFA)组、颞下窝联合入路(combined infratemporal fossa approach, CIFA)组。两组患者术前均行MRI检查,根据增强BRAVO序列影像特征确定肿瘤Fisch分型,并与术中确定的Fisch分型进行一致性比较。测量BRAVO序列图像横轴位肿瘤最大径、冠状位肿瘤最长径及脑膜侵犯宽度、脑膜侵犯深度,并进行组间比较。结果 共25例符合纳入和排除标准的GJT患者入选本研究。其中IFA组16例(手术入路为颞下窝A型入路)、CIFA组9例(手术入路为颞下窝A型+B型入路)。影像C分型为C1型1例、C2型10例、C3型12例、C4型2例;影像D分型为De1型8例、Di1型6例、Di2型5例。除1例患者术前影像分型(C3型)与手术分型(C2型)不一致外,其余患者影像C、D分型与手术C、D分型均一致(Kappa=0.934,P<0.001;Kappa=1.000,P<0.001)。两组患者术前影像C分型(P=0.029)、D分型(P=0.006)均有显著性差异。CIFA组横轴位肿瘤最大径(P=0.013)、脑膜侵犯深度(P=0.003)、脑膜侵犯宽度(P=0.011)均大于IFA组,冠状位肿瘤最长径(P=0.125)与IFA组无显著性差异。结论 增强BRAVO序列影像特征可用于术前评估GJT患者的Fisch分型。术前BRAVO序列的增强影像特征在不同手术入路患者间存在差异。Abstract:Objective To investigate the relationship between the enhanced MRI features of preopera-tive brain volume imaging (BRAVO) and surgical methods in patients with glomus jugulare tumor (GJT).Methods The imaging data of enhanced BRAVO sequence and surgical methods of patients with GJT confirmed by surgery and pathology from February 2015 to March 2021 in Peking Union Medical College Hospital were analyzed retrospectively. According to the surgical mode, the patients were divided into the groups of single infra-temporal fossa approach (IFA) group and combined infratemporal fossa approach (CIFA) group. Both groups of patients underwent MRI examination before operation, and the Fisch classification of tumor was determined based on the characteristics of enhanced BRAVO sequential images, and the consistency was compared with the Fisch classification determined during the operation. The maximum diameter of the tumor in the transverse axis, the longest diameter in the coronal plane, the width diameter of meningeal invasion and the depth diameter of meningeal invasion were measured and compared between two groups.Results A total of 25 patients were included. Among them, 16 cases were in the IFA group (surgical approach was infratemporal fossa type A), and 9 cases in the CIFA group (surgical approach was infratemporal fossa type A + type B). The classification of image C includes 1 case of C1 type, 10 cases of C2 type, 12 cases of C3 type, and 2 cases of C4 type. The classification of image D includes 8 cases of De1 type, 6 cases of Di1 type, and 5 cases of Di2 type. Except for one patient in the IFA group who was evaluated as C3 preoperatively based on imaging, and confirmed as C2 postoperatively, the image classification of C and D of the other patients were consistent with those of surgical classification of C and D (Kappa=0.934, P < 0.001;Kappa=1.000, P < 0.001). Image classification of C (P=0.029) and D (P=0.006) had significant differences between the two groups. The maximum diameter(P=0.013), depth(P=0.003) and width of meningeal invasion(P=0.011) in the CIFA group were greater than those in the IFA group. There was no significant difference in the longest diameter of the coronal plane (P=0.125) between the two groups.Conclusions Enhanced BRAVO sequence can be used for preoperative evaluation of Fisch classification of GJT. The enhanced image features based on BRAVO sequence showed differences between the two different surgical approaches.
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颈静脉球瘤(glomus jugulare tumor, GJT)是起源于颈静脉血管外膜的副神经节瘤,是颈静脉孔区常见的肿瘤之一。GJT发病率为0.003%(1/30 000),生长速度缓慢,绝大多数为良性病变。但瘤体中血管丰富,具有局部侵袭性生长的特点[1-3]。手术切除是GJT最主要的治疗方式,亦是可彻底清除病变的唯一方式[1],其中颞下窝入路(infratemporal fossaapproach,IFA)是较常用的术式[4]。在临床实践中,许多病变采用单一类型的IFA难以彻底暴露和切除,需采用多种手术入路,即颞下窝联合入路(combined infratemporal fossa approach, CIFA),以彻底切除肿瘤,并同时最大程度减少神经损伤[5]。MRI可有效评估肿瘤形态及其受累范围,有助于指导制订治疗策略及手术方式[3]。脑容积成像(brain volume imaging,BRAVO)序列是一种MRI三维容积采集序列,具有较高的空间分辨率,且不受血流造成的伪影的影响[6-7]。本研究探讨GJT患者术前MRI BRAVO增强影像特征与手术入路的关系,旨在为手术入路的制订提供更多影像信息。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
回顾性收集并分析2015年2月至2021年3月北京协和医院行手术治疗的GJT患者临床资料。纳入标准:(1)GJT均经术后组织病理证实;(2)手术入路为IFA或CIFA;(3)术前均行颞骨MRI检查,并根据Fisch分型标准[8-10],判断肿瘤为C型或D型。排除标准:无增强BRAVO序列影像数据或图像质量不清晰者。根据患者病历资料中记录的手术入路,将患者分为IFA组、CIFA组。
本研究已通过北京协和医院伦理审查委员会审批(审批号:S-K1824-1)。
1.2 研究方法
1.2.1 MRI设备及参数
检查设备为3.0T磁共振扫描仪(Discovery MR 750 3.0T system,GE Healthcare, Milwaukee, WI)及8通道头颈联合线圈。以颞骨病灶为中心,进行侧颅底扫描。扫描序列包括轴位T1加权成像(TR= 1650 ms,TE=24 ms,视野=18 cm, 层厚=4 mm,层间距=0.6 mm,矩阵=320×224)、轴位T2加权成像(TR=6832 ms,TE=112 ms, 视野=18 cm,层厚=4 mm,层间距=0.6 mm, 矩阵=320×224)、轴位增强BRAVO序列成像(TR=7.3 ms,TE=2.7 ms,反转角=12,视野=22 cm,NEX=1,层厚=1~2 mm,矩阵=256×256)。增强扫描时,采用高压注射器经上臂静脉注射对比剂钆喷酸葡甲胺(Gd-DTPA),剂量为0.1 mmol/kg,注射速率为2.5 mL/s。
1.2.2 图像后处理
所有图像传输至PACS工作站,由两位具有高级职称的影像学医师共同完成增强BRAVO图像阅片,并根据Fisch分型标准[8-10],对肿瘤进行分型。(1)C型为肿瘤起源于颈静脉球穹窿部,根据颈动脉管受累程度进一步分级:①C1型:肿瘤局限于颈静脉孔,但未累及颈内动脉;②C2型:肿瘤侵及颈动脉管垂直段(颈动脉孔至颈内动脉转弯处之间);③ C3型:肿瘤沿着颈动脉水平段生长,但未达破裂孔;④C4型:肿瘤到达破裂孔,并沿颈内动脉侵及海绵窦(图 1)。(2)D型为肿瘤已侵犯颅内,浸润硬膜外(De)或硬膜内(Di),根据肿瘤向后颅窝浸润深度进一步分型:①De1型:后颅窝硬脑膜移位≤2 cm;②De2型:后颅窝硬脑膜移位>2 cm;③Di1型:肿瘤硬膜内浸润深度≤2 cm,未累及脑桥延髓部脑干;④Di2型: 肿瘤硬膜内浸润深度>2 cm,与脑桥延髓处的血管和神经相粘连;⑤Di3型:神经外科无法切除(图 2)。
通过术前增强BRAVO序列影像特征评估得到的Fisch分型,记为影像分型;根据手术记录及术后病理得到的Fisch分型,记为手术分型。在增强BRAVO序列轴位图像上测量横轴位肿瘤最大径,在重建的冠状位图像上测量冠状位肿瘤最长径。对于影像分型为D型的肿瘤,额外测量肿瘤侵犯脑膜的最宽径,记为脑膜侵犯宽度;推压脑膜或侵犯颅内最深径,记为脑膜侵犯深度。
1.3 质量控制
勾画感兴趣区域(region of interest, ROI)时严格遵守标准操作流程,以降低病灶选取不规范对分析结果造成的干扰。BRAVD影像分析由两名高级职称的影像学医师共同完成,并达成一致意见作为最终结果。
1.4 统计学处理
采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。横轴位肿瘤最大径、冠状位肿瘤最长径、脑膜侵犯深度、脑膜侵犯宽度为计量资料,且满足正态性分布,以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验。性别、Fisch分型等计数资料以频数(百分数)表示,比较采用Wilcoxon秩和检验或Fisher精确概率法。采用Kappa检验评估影像Fisch分型与手术Fisch分型的一致性。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2. 结果
2.1 一般临床资料
共25例符合纳入和排除标准的GJT患者入选本研究。其中男性4例(16.0%),女性21例(84.0%);平均年龄(44.5±12.4)岁(范围:24~62岁);病灶位于左侧14例,右侧11例;主要临床症状为搏动性耳鸣伴听力下降者5例,面瘫伴听力下降者2例,仅耳鸣7例,仅面瘫1例,面瘫伴耳鸣1例,耳鸣、面瘫及听力下降同时存在6例,无明显临床症状者3例。患者均无家族史。1例患者存在颈部淋巴结转移,考虑为恶性GJT。6例患者存在尿儿茶酚胺升高,考虑GJT具有神经内分泌功能。
IFA组16例,均为女性,平均年龄(44.1±12.8)岁。CIFA组9例,男性4例(44.4%),女性5例(55.6%);平均年龄(45.3±12.4)岁。两组患者性别比例有显著性差异(P=0.004),年龄无显著性差异(P=0.812)。
2.2 颈静脉球瘤影像分型与手术分型的一致性
25例患者,根据术前增强BRAVO影像特征确定的Fisch分型:C1型1例、C2型5例、C2De1型4例、C2Di1型1例、C3De1型4例、C3Di1型4例、C3Di2型4例、C4Di1型1例、C4Di2型1例。其中影像C分型:C1型1例、C2型10例、C3型12例、C4型2例。共19例患者存在脑膜受累,影像D分型:De1型8例、Di1型6例、Di2型5例。除IFA组1例患者术前影像为C3型,而术后评价为C2型外,其余患者影像C分型与手术C分型一致(Kappa=0.934,P<0.001)。19例患者影像D分型与手术D分型均一致(Kappa=1.000,P<0.001)。
2.3 颈静脉球瘤术前影像分型与手术方式的关系
IFA组患者手术入路均为Type A型(颞下窝A型入路),术前影像分型C1型1例(6.3%),C2型9例(56.3%),C3型6例(37.5%);62.5%(10/16)的患者存在脑膜侵犯,术前影像分型De1型7例(43.8%),Di1型2例(12.5%),Di2型1例(6.3%)。
CIFA组手术入路均为Type A型+Type B型(颞下窝A型+B型入路);术前影像分型C2型1例(11.1%),C3型6例(66.7%),C4型2例(22.2%);患者均有脑膜侵犯(100%,9/9),术前影像分型De1型1例(11.1%),Di1型4例(44.4%),Di2型4例(44.4%)。两组术前影像C分型(P=0.029)、D分型(P=0.006)均有显著差异。
2.4 两组患者术前影像特征比较
CIFA组横轴位肿瘤最大径(P=0.013)、脑膜侵犯深度(P=0.003)、脑膜侵犯宽度(P=0.011)均大于IFA组,冠状位肿瘤最长径(P=0.125)与IFA组无显著性差异,见表 1。
表 1 不同手术入路患者的术前增强脑容积成像序列影像特征比较(x±s, mm)组别 横轴位肿瘤最大径 冠状位肿瘤最长径 脑膜侵犯深度* 脑膜侵犯宽度* IFA组(n=16) 23.54±9.09 25.94±13.44 5.42±2.71 15.80±5.39 CIFA组(n=9) 35.02±12.03 37.19±22.13 10.70±3.92 26.67±10.56 P值 0.013 0.125 0.003 0.011 IFA:颞下窝入路;CIFA:颞下窝联合入路;*仅适用于术前影像Fisch分型D型患者 3. 讨论
本研究首次采用增强BRAVO序列显示GJT患者术前MRI影像Fisch分型,并分析术前影像特征与患者手术入路的关系,结果表明不同手术入路患者间术前影像分型、横轴位肿瘤最大径、脑膜侵犯深度及脑膜侵犯宽度存在统计学差异。
GJT多见于女性患者,男女比例约为1∶(2~5),好发年龄40~60岁,20%有家族史。绝大部分GJT为良性病变,致死率为5%~13%,恶变率为1%~12%;约1%~3% 具有神经分泌功能[11-12]。本研究病例中,84%为女性,平均年龄44.5岁,均无家族史,1例(4%)存在恶变,与文献报道基本相符。本研究6例(24%)患者的尿儿茶酚胺升高,考虑存在神经内分泌功能,高于文献报道,其原因有待进一步探究。
IFA外科技术由Fisch教授在20世纪70年代发明,手术入路包括Type A、Type B、Type C、Type D 4种分型,其中A型主要用于颈静脉孔区肿瘤的暴露及切除,B型主要用于斜坡、岩尖、颈动脉水平段部位肿瘤的切除,C型主要用于脑桥腹侧、海绵窦及咽鼓管部位病变的切除,D型主要用于切除颞下窝、眶尖等部位的病变[5]。GJT多采用Type A型入路,通过充分磨除颞骨骨质(岩骨次全切除)、面神经前移暴露颞骨迷路下、岩尖、下颌窝和颞下窝后部,最大程度暴露病变范围,以彻底切除病变,是切除C型及D型GJT的理想路径[1]。但由于GJT多数病变范围广泛,累及周围组织或更远的部位。因此,对于GJT患者,有时单纯某一种入路难以完全切除肿瘤,需根据病变范围选择联合入路[5]。本研究IFA组均采用Type A型入路,CIFA组均采用Type A型+Type B型入路。CIFA组患者横轴位肿瘤最大径大于IFA组患者,冠状位肿瘤最长径与IFA组患者无显著性差异,提示肿瘤横轴位方向生长情况对手术入路的影响较大。
术前通过影像学资料对肿瘤范围准确评估有助于病变的完整切除。常用术前影像评估方法包括高分辨CT与MRI,必要时需结合数字减影血管造影检查评估肿瘤的供血情况。颞骨高分辨CT主要用于评估病变范围及骨质破坏情况。MRI具有较高的软组织分辨率,在评估肿瘤侵犯范围、与血管的关系、脑膜受累程度方面均优于高分辨率CT,可为肿瘤临床分型提供可靠依据[3]。临床常规使用的T1/T2加权成像,通常采用快速自旋回波序列,易受颅底静脉血流伪影的影响,导致对病变范围的评价不准确。此外,常规增强T1加权成像为二维图像,仅可在二维层面对病变进行评价。本研究采用的BRAVO序列是一种并行成像技术,可在较短时间内完成MRI脑颅三维容积快速扫描,并进行任意平面重建[7, 13]。本研究增强BRAVO序列扫描时间仅为1分34秒,扫描速度较快;除评价肿瘤在轴位图像上的表现外,还可通过重建冠状位图像,评估肿瘤在冠状位上的生长情况。此外,由于BRAVO序列具有更短的回波时间,可减少脑内血流的流动伪影[7],有利于显示肿瘤对脑膜的侵犯情况。本研究19例患者术前BRAVO序列影像特征提示存在脑膜侵犯,其中11例存在硬膜内侵犯,均经手术得到证实,提示BRAVO序列对GJT侵犯脑膜的评估具有较高的准确性。
本研究基于术前增强BRAVO序列影像特征,对GJT进行Fisch分型,得到影像C分型及影像D分型,结果显示除IFA组1例患者术前影像分型为C3型,经手术证实为C2型外,其余患者影像C、D分型与手术C、D分型均一致,提示根据术前BRAVO序列影像表现可基本实现对GJT进行准确分型,进而为手术入路的选择提供参考意见。本病例中,IFA组与CIFA组术前影像C分型、D分型均有显著差异。所有影像分型C1型的病例均行IFA手术,所有影像分型为C4型的病例均行CIFA手术。1例影像分型为C2型的病例,伴较严重的脑膜侵犯(影像D分型为Di1),行CIFA手术,其余影像分型C2型病例均行IFA手术。对于影像分型C3型病例,IFA与CIFA手术各占50%,提示对于影像分型C3型病例,手术方式的选择,尚需结合更多因素。对于影像D分型病例,所有Di2分型均行CIFA手术,大部分Di1分型(66.7%,4/6)行CIFA手术,大部分De1分型(87.5%,7/8)行IFA手术。因此,术前增强BRAVO序列影像特征可为GJT患者手术入路的选择提供参考。
此外,本研究对影像D分型病变患者的脑膜受累进行定量评估,结果表明CIFA组患者的脑膜侵犯深度和宽度更明显,亦提示术前增强BRAVO序列影像参数特征与手术入路具有一定关系。
本研究局限性:(1)样本量较小,且缺乏Fisch分型De2型的病例,未来需扩大样本量,进一步验证本研究结果。(2)患者性别分布在不同手术入路分组之间存在差异,可能为混杂因素。本研究未按性别进行分层分析。(3)仅纳入了增强BRAVO序列影像特征,后续可考虑结合多个序列的影像特征,进一步分析术前影像特征与手术入路的相关性。(4)未建立验证队列,未对影像指标进行诊断效能评估。
综上,增强BRAVO序列影像特征可用于术前评估GJT患者的Fisch分型, 术前BRAVO序列的影像特征在不同手术入路患者间存在差异。
作者贡献:陈钰负责研究设计、数据分析、论文撰写与修改;冯国栋、田旭负责临床资料收集、数据分析;苏童、毛铭阳负责临床资料收集、数据分析、论文撰写;徐振潭、周海龙、房洪营负责影像资料收集;高志强负责指导研究设计;金征宇、张竹花负责指导研究设计、数据审核及论文审校。利益冲突:无 -
表 1 不同手术入路患者的术前增强脑容积成像序列影像特征比较(x±s, mm)
组别 横轴位肿瘤最大径 冠状位肿瘤最长径 脑膜侵犯深度* 脑膜侵犯宽度* IFA组(n=16) 23.54±9.09 25.94±13.44 5.42±2.71 15.80±5.39 CIFA组(n=9) 35.02±12.03 37.19±22.13 10.70±3.92 26.67±10.56 P值 0.013 0.125 0.003 0.011 IFA:颞下窝入路;CIFA:颞下窝联合入路;*仅适用于术前影像Fisch分型D型患者 -
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