作者：徐玥冉，顾士欣，复旦大学附属华山医院神经外科

椎管内肿瘤包括发生在椎管内的各种肿瘤，按解剖位置可分为髓内、髓外硬脊膜下以及硬脊膜外肿瘤。在成人原发性椎管内肿瘤中，髓外硬脊膜下肿瘤最多见，主要病理类型为脊膜瘤和神经鞘瘤；髓内肿瘤以室管膜瘤和星形细胞瘤为主，仅占中枢神经系统肿瘤的不到2%，但由于其直接侵袭脊髓实质，常导致严重的神经功能障碍。当前，手术切除是椎管内肿瘤的主要治疗方式。

随着显微神经外科以及术中电生理监测技术的发展，患者的术后结局得到明显改善。手术切除的可行性在很大程度上取决于肿瘤与脊髓实质之间是否存在清晰的解剖界面，这一点对髓内肿瘤来说尤为重要。室管膜瘤通常边界清晰，较易实现显微镜下全切；而星形细胞瘤多呈浸润性生长，边界不清，往往难以实现全切，贸然切除反而可能引起不可逆的神经损伤。

尽管放射治疗和全身化疗等辅助治疗方案在高级别肿瘤中有所应用，但其临床疗效尚需更多的大规模前瞻性研究验证。临床实践中，椎管内肿瘤的诊治仍主要依赖影像学检查和手术治疗。本文将系统综述常规磁共振成像( magnetic resonance imaging，MRI) 中可提取的定量指标及各类定量磁共振成像( quantitative MRI，qMRI) 技术在椎管内肿瘤临床评估中的研究进展，重点关注其在临床转化中的应用价值、技术挑战与发展前景。

1. 椎管内肿瘤影像学评估的意义与挑战

MRI 是椎管内肿瘤首选的影像学检查方法，其具备良好的软组织分辨率，能够清晰显示病变的位置、范围以及与脊髓、硬脊膜等周围结构的空间关系。典型的MRI 表现有助于初步鉴别不同类型的肿瘤，例如脊膜瘤常紧贴硬脊膜，增强后呈均匀强化，伴有特征性的“脊膜尾征”；室管膜瘤则常伴有脊髓空洞，在T2 加权图像上，肿瘤上下极可见由陈旧性出血形成的低信号“帽征”。

尽管如此，常规MRI 在肿瘤的性质和生物学行为评估方面仍存在一定局限，其影像表现往往缺乏特异性，不同类型的肿瘤间存在信号重叠。某些非肿瘤性病变( 如脊髓炎、多发性硬化等) 在影像上亦可呈现“类肿瘤”外观，表现为脊髓膨大、异常强化及T2 加权图像高信号等，从而增加了误诊或漏诊的风险。此外，常规MRI 主要提供大体解剖和形态学信息，难以准确评估肿瘤的微观结构、浸润程度或病理分型等深层次特征，限制了其在术前精准分型和预后预测中的作用。

qMRI 技术近年来快速发展，较传统MRI 在量化组织结构特征和评估病变生物学行为方面展现出更高的特异性与准确性。为了弥补常规MRI 在病灶定性与定量分析方面的不足，越来越多的研究尝试引入qMRI 技术，包括扩散成像、磁共振波谱成像( magnetic resonance spectroscopy，MRS) 、磁共振灌注成像等，旨在从不同维度揭示椎管内肿瘤的组织微观结构、代谢状态与血流动力学特征，为术前诊断、病理分型与治疗决策提供更多的信息支持。

2. 结构成像中的定量参数

常规MRI 广泛用于椎管内肿瘤的定性诊断，近年研究发现，其结构成像序列中的信号强度( signal intensity，SI) 参数亦可为肿瘤鉴别提供重要依据。Hung 等对37 例神经鞘瘤和17 例脊膜瘤患者的T1 及T2 加权图像进行SI 定量分析，发现T2 加权图像中肿瘤的最大SI 与平均SI 在区分两类肿瘤时效能最优，其接受者操作特征曲线下面积( area under the curve，AUC) 均达0.91。此外，增强T1 加权图像中的肿瘤最大SI 及T2 加权图像中肿瘤与脂肪组织的SI 比值亦表现出一定的诊断效能，两者AUC 分别为0.73 和0.79。该结果表明，常规MRI 结构成像的SI 指标可为椎管内肿瘤的术前诊断提供较为客观和可靠的定量信息。

为进一步优化神经鞘瘤和脊膜瘤的鉴别指标，Nakamae 等基于T2 加权图像中肿瘤与脊髓组织的SI 差异提出了对比度比值参数，结果显示神经鞘瘤的对比度比值高于脊膜瘤；当其阈值为0.143时，诊断灵敏度与特异性分别达到88.2% 和90.9%，AUC 高达0.925。该发现进一步验证了SI 定量指标在肿瘤鉴别中的应用前景。上述研究表明，通过测量MRI 结构成像的SI 参数并构建定量指标，可实现影像特征的定量化解析，显著提升椎管内肿瘤术前鉴别的客观性与准确性。此类定量参数不仅可为临床决策提供依据，还可为后续人工智能及放射组学模型的开发奠定关键的数据基础。

3. 扩散成像

扩散加权成像( diffusion weighted imaging，DWI) 通过检测水分子扩散运动的受限程度来反映组织结构特性，现已成为临床上椎管内病变鉴别的重要影像学检查方法。例如，囊性肿瘤与脓肿的鉴别可通过后者表观扩散系数( apparent diffusion coefficient，ADC) 的显著降低来实现。然而，传统DWI 技术仅能反映水分子扩散的整体受限状态，对肿瘤及脊髓组织的微观结构特征解析能力有限。为此，扩散张量成像( diffusion tensor imaging，DTI) 等更先进的扩散成像技术应运而生。

DTI 通过在多个空间方向上施加扩散敏感性磁场梯度，量化组织中水分子扩散的各向异性特征，从而反映组织微观结构的完整性与方向性信息。在神经系统中，水分子主要沿致密排列的神经纤维束的长轴方向扩散，表现出高度的扩散各向异性；而病变部位常因神经纤维破坏或排列紊乱，导致水分子扩散各向异性显著降低。基于三维椭球形张量模型，DTI 可提取各向异性分数( fractional anisotropy，FA) 、轴向扩散系数、径向扩散系数和平均扩散系数等定量参数，并可实现白质纤维束的可视化三维重建。

由于脊髓直径细小、毗邻骨质，加之呼吸与心跳引起的生理性运动，脊髓DTI数据的采集长期面临技术挑战。近年来，随着成像序列的优化以及心电门控、呼吸补偿等伪影抑制技术的应用，脊髓DTI 成像质量显著改善。多项研究在儿童及成人群体中获取了可重复性较高的脊髓DTI 数据，为该技术的临床应用奠定了基础。DTI 在椎管内肿瘤临床诊疗中的核心应用价值，在于评估肿瘤与白质纤维的解剖关系，即区分纤维束是遭肿瘤浸润破坏，还是仅因受压而移位。这一判别对手术策略的制订至关重要。

若肿瘤与白质纤维之间边界清晰，纤维束仅被肿瘤推挤而未受实质性损伤，则肿瘤更易实现全切；若肿瘤呈弥漫性浸润生长，则需谨慎权衡手术切除范围以避免损伤神经。DTI 主要通过FA 参数来量化这一差异，肿瘤浸润区域的水分子扩散各向异性降低可表现为FA 值的显著下降，而受压移位的纤维FA 值则接近正常水平。Setzer 等基于DTI 纤维束成像结果，将髓内肿瘤与白质纤维的关系大致分为三类，每种类型对应不同的手术切除难度。

研究表明，该分型结果与术中所见肿瘤边界高度一致，可有效预测髓内肿瘤的可切除性。Dauleac 等在8 例髓内肿瘤患者中进一步验证了这一分型的可靠性，结果显示术前DTI 分型与术中所见及术后病理诊断高度吻合。此外，患者的术前改良McCormick 分级及术中神经电生理监测结果均与DTI 分型呈显著相关，提示该分型可客观反映肿瘤侵袭性对神经功能的损害程度。DTI 技术还为鉴别椎管内肿瘤与非肿瘤性病变提供了新的影像学标志物。

Hohenhaus 团队对病因未明且影像学拟诊为肿瘤的髓内病变开展前瞻性DTI 研究，发现在病变边缘区，肿瘤组FA 值低于炎症脱髓鞘组，而ADC 值则明显升高；在病灶中心区域，肿瘤组FA 值同样下降，提示肿瘤对脊髓纤维结构的侵袭破坏程度远超炎症性病变的脱髓鞘效应。

另一方面，DTI 还可有效区分不同类型的髓内肿瘤。Maj 等根据病理特征将髓内肿瘤分为浸润型( 如星形细胞瘤) 和非浸润型( 如室管膜瘤和血管母细胞瘤) ，结果发现浸润型肿瘤边缘区域的FA 值低于非浸润型肿瘤。这一现象的原因可能是浸润型肿瘤破坏纤维束的定向排列，导致FA 值明显降低；非浸润型肿瘤通过占位效应推挤正常纤维束，纤维结构相对完好，使得FA 值维持在较高水平。此外，尽管两组肿瘤实质内部的FA 值差异不甚显著，但浸润型肿瘤的ADC 值更高，可能反映了其细胞密度较低、细胞间隙扩大的病理学特点。

综上，DTI 技术通过FA、ADC 等多维度参数及白质纤维束三维重建，可量化评估肿瘤的侵袭程度，辅助椎管内肿瘤与非肿瘤性病变的鉴别诊断，并指导手术方案的制订。需要指出的是，尽管由DTI 衍生的多种定量指标已在椎管内肿瘤研究中展现了良好的应用前景，但其生物学意义的阐释仍需审慎。有研究指出，DTI 的单个体素内常包含多个方向分布的纤维束群，这种纤维交叉现象使得DTI 参数对纤维束的表征易受纤维体积分数、走行方向及交叉纤维相互作用等因素的影响。因此，在评估肿瘤浸润或组织损伤时，应结合多种qMRI 参数进行联合分析，单独应用DTI 参数则可能会引入生物学解释偏倚。

4. MRS

MRS 是临床上常用的一种qMRI 技术，可通过检测特定代谢物的浓度变化反映组织的病理生理改变。脊髓MRS 技术现已实现多种代谢物的量化评估，常用的定量指标包括谷氨酸、谷氨酰胺、N-乙酰天冬氨酸以及肌醇等。尽管这些代谢物的病理生理意义尚未完全阐明，目前的学界共识认为其浓度变化可作为评估神经元活性与轴突结构完整性的客观指标。近期的临床研究进一步验证了MRS 在椎管内肿瘤辅助诊断中的应用价值。

一项纳入50 例髓内病变患者的队列研究显示，联合应用MRS 技术可使椎管内肿瘤的诊断准确率从常规MRI 的58%提升至84%。该研究应用病灶单体素代谢物谱峰分析，发现室管膜瘤、星形细胞瘤等髓内肿瘤呈现特征性的胆碱升高伴N-乙酰天冬氨酸降低的代谢物组合，提示MRS 可通过捕捉肿瘤特异性的代谢特征，弥补常规MRI 在肿瘤生物学行为评估方面的不足。然而，与DTI类似，脊髓MRS 的临床应用受限于脊髓和椎管狭长的结构及呼吸、心跳等生理运动。

为提升信噪比，常需采用复杂的匀场与心电门控技术，但这也将延长扫描时间，并可能导致代谢物谱线增宽并增加峰下面积测量误差。此外，健康人群代谢物浓度也存在一定的个体差异。因此，未来脊髓MRS 的临床应用需结合标准化的感兴趣区定位以及更优化的扫描参数来提升数据采集的可靠性。

5. 磁共振灌注成像

肿瘤的血供和微循环特征是评估肿瘤生物学行为的一个重要维度。动态对比增强( dynamic contrast enhancedMRI，DCE-MRI ) 和动态磁敏感对比MRI ( dynamicsusceptibility contrast MRI，DSC-MRI) 作为临床上成熟的灌注成像技术，可通过量化相对脑血容量( relative cerebral bloodvolume，rCBV) 和血管通透性等参数来解析颅脑肿瘤的血供特征。然而，脊髓灌注成像的临床应用长期受限于脊髓固有的解剖特性及生理运动相关的磁敏感伪影。近年来，随着MRI 硬件平台与校正算法的发展，脊髓灌注成像的可行性显著提升。

在延颈髓交界区非强化性髓内病变的鉴别中，DSC-MRI 展现出一定的应用价值。研究发现，胶质瘤的最大rCBV 比值及峰值高度均高于非肿瘤性病变。这种差异可能源于髓内肿瘤新生血管的异常灌注模式，为术前无创鉴别病灶的良恶性质提供了血流动力学依据。DCE-MRI技术在脊髓病变中的适用性研究亦取得一定进展。

Cuvinciuc 等通过优化成像序列，在15 例椎管内病变患者中验证了1.5 T 与3.0 T 场强下DCE-MRI 的技术可行性。结果显示，3.0 T 场强的图像信噪比与平均对比噪声比均优于1.5 T，但两种场强下Tofts 模型及其扩展模型的拟合优度未显示出统计学差异。该研究初步证实了DCE-MRI 在脊髓病变中的技术可行性，但由此获取的定量参数尚不能用于病理分型鉴别。此外，作者也指出DCE 序列可增加约8 min 的扫描时间，因此未来仍需开发标准化采集方案，并在更大样本中验证DCE-MRI 的临床价值。

来源：徐玥冉,顾士欣.定量磁共振成像在椎管内肿瘤临床评估中的研究进展[J].临床神经外科杂志,2025,22(04):477-480.

(本网站所有内容，凡注明来源为“医脉通”，版权均归医脉通所有，未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任，授权转载时须注明“来源：医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载，转载仅作观点分享，版权归原作者所有，如有侵犯版权，请及时联系我们。)