第2章 CNS 术中诊断的临床和影像学方法

中枢神经系统术中细胞病理学

本期导读

1.病理学家的临床注意事项

1.1年龄和部位

1.2病史

1.3家族史

2.病理学家的神经影像学注意事项

2.1主要神经成像模式

2.1.1基本原则

2.1.2计算机断层扫描 (CT)

2.1.3磁共振成像 (MRI)

2.1.4质子磁共振波谱 (MRS)

2.1.5正电子发射断层扫描 (PET)

2.1.6铊-201单光子发射计算机断层扫描 (SPECT)

2.2神经影像学评估

信息越多，理解越好

神经外科的术中会诊不是这一规则的例外情况，而是完全相反的情况——任何试图仅依靠显微镜检查结果进行术中诊断的人都将犯一个大错误。可能性的多样性和范围非常大，我们必须建议在两个连续阶段进行术中会诊：第一步，考虑到性别、年龄、病变部位、神经影像学结果、相关临床病程和既往史，获得临床和放射学信息对于缩小特定患者的临床鉴别诊断至关重要。临床-放射学相关性使随后的显微镜判读更容易。该判读是该过程的第二部分，涉及某些实体的纯显微镜鉴别诊断，这些实体已经受到既往临床-放射学评估的限制。在选定的病例中（例如急诊病例），与神经外科医师的直接沟通可能是患者病史的唯一来源。

如果要取得良好的结果，就必须正确理解将这两个咨询阶段结合起来的必要性。

1.病理学家的临床注意事项

必须提供给病理学家的临床信息在逻辑上必须有限但有用，应包括患者年龄、病变位置、当前和既往病史以及相关家族史。

1.1年龄和部位

颅内肿瘤的组织学类型与患者的年龄及其部位密切相关，但也有例外。这样，通过汇集地形标准和年龄，我们可以实现以下系统化：

在成人中，轴内和轴外幕上肿瘤均占优势，其中恶性胶质瘤、脑膜瘤和转移瘤最常见。后颅窝以脑膜瘤、神经鞘瘤、血管母细胞瘤、表皮样囊肿为主。

在儿童和青少年中，后颅窝和中线肿瘤占优势，是最常见的髓母细胞瘤、后颅窝室管膜瘤、颅咽管瘤和小脑、脑干和视束的星形细胞瘤。较少见但也预期的肿瘤是生殖细胞肿瘤（松果体/鞍上）和神经节细胞肿瘤（基于半球浅表部位）。其他组织学类型，如脉络丛肿瘤（脑室）和非典型畸胎样/横纹肌样瘤（幕上和幕下区域）是影响婴幼儿的不常见但独特的肿瘤。

1.2病史

病史应包括症状的性质和持续时间，以及患者是否有其他重大医学问题或既往 CNS 疾病和/或治疗史。

患者可能由于神经组织的局灶性破坏或由于水肿、颅内结构扭曲和颅内压升高而出现症状。局灶性临床体征，如轻偏瘫、失语或癫痫发作，取决于病变的解剖位置，反映了局部脑功能受损（表2.1）。

表2.1病灶地形图及相关症状和体征

部位

症状/体征

大脑半球

癫痫发作

左半球

言语障碍/失语

额叶/颞叶

情绪/行为改变

顶叶

运动困难；感觉异常

枕叶

视觉障碍

鞍区/鞍上

脑积水；视力受损；垂体/下丘脑功能障碍

松果体区

脑积水；Parinaud综合征(a)

小脑

脑积水；步态障碍；共济失调；辨距不良；眼球震颤

脑桥

颅神经麻痹；轻偏瘫

脑桥小脑角

听力丧失；耳鸣；眩晕

脊髓

背痛；感觉-运动缺陷；下肢轻瘫/截瘫

(a) 顶盖板受累引起的眼外运动麻痹

然而，最初的症状通常仅由占位效应、局部压力和邻近结构的变形引起。这些症状包括头痛、易怒、情绪不稳定、困倦、健忘和嗜睡。一般而言，肿瘤表现为进行性症状，与卒中患者突然发生的局灶性神经系统体征相反。

肿瘤病史，即使与 CNS 无关，也是一个关键点。显然，如果患者患有 CNS 肿瘤，了解组织学类型和接受的任何治疗的性质至关重要，尤其是如果是放疗（放疗引起的变化可能被误认为是复发性肿瘤）。另一方面，由于 AIDS 中神经系统并发症的发生率较高，有时，疾病的首发表现，对所有不明原因的脑占位病变患者均应考虑 HIV 检测。

1.3家族史

某些 CNS 肿瘤发生在遗传疾病的背景下，了解患者是否患有神经外胚层发育不良或与 CNS 肿瘤相关的其他类型的遗传疾病是非常有意义的（表2.2）。

表2.2遗传性疾病和相关 CNS 肿瘤

疾病

肿瘤和肿瘤样病变

结节性硬化症

室管膜下巨细胞星形细胞瘤

皮质结节

室管膜下结节

1型神经纤维瘤病

神经纤维瘤

恶性外周神经鞘膜瘤

视神经胶质瘤

毛细胞型或弥漫性星形细胞瘤

2型神经纤维瘤病

前庭神经鞘瘤（通常为双侧）

脑膜瘤（常为多发性）

脊髓室管膜瘤（常为多发性）

脑膜血管瘤病

胶质微错构瘤

神经鞘瘤病

非前庭神经鞘瘤

脑膜瘤

Von Hippel-Lindau病

血管母细胞瘤

内淋巴囊瘤

Li-Fraumeni综合征

髓母细胞瘤

胶质母细胞瘤

脉络丛癌

Gorlin综合征

髓母细胞瘤（SHH活化）

脑膜瘤

Turcot综合征1型

胶质母细胞瘤

Turcot综合征2型

髓母细胞瘤（WNT激活）

Cowden病

小脑发育不良性神经节细胞瘤

神经节神经瘤

RTPS

非典型畸胎样/横纹肌样瘤

Carney综合征

砂粒样黑色素性神经鞘瘤

生长激素细胞垂体腺瘤

家族性视网膜母细胞瘤

视网膜母细胞瘤（通常为双侧）

松果体母细胞瘤

DICER1综合征

松果体母细胞瘤

垂体母细胞瘤

Wermer综合征（MEN 1）

垂体腺瘤

室管膜瘤

Aicardi综合征

脉络丛乳头状瘤

脉络丛囊肿

Sturge-Weber综合征

脑膜血管瘤病

黑色素瘤-星形细胞瘤综合征

弥漫性星形细胞瘤

多形性黄色星形细胞瘤

神经鞘膜瘤

脑膜瘤

RTPS，横纹肌样瘤倾向综合征；DICER1综合征，一种由 DICER 1 基因杂合性胚系突变引起的常染色体显性遗传病；MEN 1，多发性内分泌肿瘤1型

2.病理学家的神经影像学注意事项

神经病理学，很像骨病理学，与放射学特征相关联会更好。特别是，横断面成像模式-计算机断层扫描 (CT) 和磁共振成像 (MRI)-是汇编术前鉴别诊断的必要工具。因此，至少应熟悉神经影像学报告中描述的结果和放射科医生对病变的意见。

2.1主要神经成像模式

2.1.1基本原则

·CT使用 X 射线

·MRI不是使用电离辐射，而是使用磁场来激发氢原子原子核中的质子，质子在弛豫时发出信号（回波）。图像外观取决于时间激发 (TE) 和时间松弛 (TR) 之间的时间间隔。基于 TE 和TR（T1和T2）获得图像的两个基本“权重”。

·CT和 MRI 都使用数字图像进行操作––在实际扫描过程中，正在采集大量的数字数据，然后由强大的计算机进行处理，并在扫描仪上转换成图像。

2.1.2计算机断层扫描 (CT)

·解释/术语：

-白色区域（高密度）：吸收或“衰减”X射线束通过的区域（骨、钙、急性血肿）。

-黑色区域（低密度）：不吸收或“衰减”X射线束通过的区域（空气、脂肪、水肿、CSF）。

-正常脑组织（等密度）介于这两个极端之间。

·用作筛查工具，尤其是在急诊室（重症、儿科或不稳定患者）和术后即刻研究中。(图2.1)。

图2.1急诊 CT 扫描。

(a) 轴向增强后脑部 CT 显示右半球有一个大的边缘增强病灶，周围水肿明显，活检后证明是弓形虫脓肿。还注意到由于占位效应导致中线明显左移，相邻脑室完全压迫。(b) 轴向增强后脑部CT。在该病例中，在新发癫痫发作状态的情况下，显示右半球累及灰质和白质的异质性增强肿块，活检后证明为胶质母细胞瘤。除骨外，CT还显示其他钙化结构，如松果体和双侧脑室内的脉络丛（箭）

·对不能进行 MRI 的患者成像至关重要（起搏器、某些脑动脉瘤夹和其他留置金属器械）。

·在检测钙化和出血方面具有优越性。

·更好地评价与肿瘤相关的骨病理学（颅底、颅骨、脊柱）和骨变化。

·静脉内碘造影剂可改善脑血管的可视性，突出血脑屏障破坏的病变（增强病变）。

2.1.3磁共振成像 (MRI)

·解释/术语（病变描述术语与 CT 略有不同）：与正常解剖结构相比，较亮为高信号（信号增加），较暗为低信号（信号减少）（图2.2、2.3和2.4）。

图2.2 MRI上的室管膜瘤。

矢状面T1(a)、冠状面 T2(b) 和矢状面增强后 T1(c) 图像显示边界清楚的肿瘤（箭），不均匀强化填充第四脑室。（由Dr. Mar Jimenez提供；Quirónsalud University Hospital,Madrid）

图2.3 MRI上的浸润性星形细胞瘤，WHOⅡ级。

(a) 钆轴位 T1 图像显示左半球部分囊性、无强化肿块。由于占位效应压迫邻近脑室。(b)T2图像上信号强度增加可以更好地显示相同区域。脑室系统和蛛网膜下腔的 CSF 也为高信号。（由Dr. Mar Jimenez提供；Quirónsalud University Hospital,Madrid）

图2.4 MRI上的胶质母细胞瘤，WHO Ⅳ级。

(a) 钆轴位 T1 图像显示右半球有一个深在的、不规则的“毛糙”环状增强肿块。(b) 冠状位 T2 序列上信号强度增加可更好地显示相同区域和相关的血管源性水肿。注意保留的皮层灰质，其不受血管源性水肿的影响。(c) 相应的磁共振波谱 (MRS) 显示胆碱峰升高（意味着细胞更新增加），提示肿瘤过程（箭）。（由Dr. Mar Jimenez提供；Quirónsalud University Hospital,Madrid）

·常用的 MRI 序列：

-T1加权（短 TE 和TR）：最佳显示正常解剖结构（解剖描绘极佳）。在 T1 图像上，白质比灰质亮，CSF很暗。

-T2加权（长 TE 和TR）：突出显示含水量高的组织和病变（水肿、肿瘤和液体）。在 T2 上，白质比灰质深，CSF非常亮。

-液体衰减反转恢复 (FLAIR)：基本上是水抑制的 T2 序列。同时强调病理情况（水肿、肿瘤、感染）中观察到的自由水改变，但 CSF 呈黑色（图2.5a）。

-弥散加权成像 (DWI)：评估整个组织中质子（水分子）的运动减少，可见于早期（急性）梗死、脓肿、表皮样肿瘤和致密细胞填充的肿瘤（图2.5b）。

图2.5 MRI上的 CNS 淋巴瘤。

(a)T2液体衰减反转恢复 (FLAIR) 图像显示位于胼胝体骑跨的异质性病变，产生“蝴蝶”外观。该序列显示肿块周围有高信号的血管源性水肿，但 CSF 呈黑色。(b) 弥散加权图像 (DWI) 显示肿块内弥散广泛减少（明亮信号），提示致密细胞堆积性肿瘤（即淋巴瘤）。（由Dr. Mar Jimenez提供；Quirónsalud University Hospital,Madrid）

·改善软组织特征（研究大脑的首选技术）。

·评估大多数脑和脊髓肿瘤。

·对组织水肿高度敏感。

·多平面功能（轴向、冠状和矢状），无需重新定位患者。

·能够在骨附近的部位勾画小肿瘤，如后颅窝和垂体窝，其中射束硬化伪影限制了 CT 的实用性。

·静脉造影剂钆突出血脑屏障破坏的病灶（增强病灶）（图2.6）。

图2.6 MRI显示转移。

该患者的增强后 T1 切片显示大量不同大小的病变，提示转移。多灶性是一种特征性地与血源性扩散过程相关的特征。（由Dr. Mar Jimenez提供；Quirónsalud University Hospital,Madrid）

2.1.4质子磁共振波谱 (MRS)

·提供关于特定代谢物活性的信息，可补充常规解剖序列获得的信息。以下列表总结了 MRS 中遇到的一些最重要的代谢物及其临床意义：（表2.3）。

表2.3 MRS的重要代谢物及其临床意义

代谢产物

临床意义

胆碱

细胞膜内翻转的标记物

N-乙酰天冬氨酸

神经元完整性替代物

肌酸

能量代谢标志物

乳酸盐

非氧化糖酵解。也见于坏死和缺氧

脂质

细胞坏死标记物

·可用于预测肿瘤分级，评估治疗反应，帮助区分肿瘤复发和治疗引起的组织损伤（图2.4c）。

2.1.5正电子发射断层扫描 (PET)

·肿瘤摄取示踪剂的程度大于正常组织。

·与 MRS 一样，PET用于评估治疗反应和识别复发肿瘤。

2.1.6铊-201单光子发射计算机断层扫描 (SPECT)

·适用于 AIDS 患者，以帮助鉴别弓形虫病（低放射性核素摄取）和原发性 CNS 淋巴瘤（高放射性核素摄取）。

2.2神经影像学评估

一致的方法是通过了解病变的确切解剖位置开始评价。CNS肿瘤/过程在某些区域和隔室中以相似形态发生的趋势是众所周知的；因此，第一步是确定病变是位于神经组织内（轴内）还是脑/脊髓外（轴外）。如果病变在轴内，下一步是确定是脑实质内还是脑室内（表2.4和2.5）。有时，这种区别可能是困难的，甚至是不可能的，通常是当侵袭性病变侵入另一个隔室时。

表2.4 脑部病灶的不同部位

轴内、脑实质内

轴外

星形细胞瘤

脑膜瘤

少突胶质细胞瘤

SFT/HPC

脑室外室管膜瘤

神经鞘瘤

CNS 淋巴瘤

转移

胚胎性肿瘤

炎性假瘤

神经节细胞瘤

Rosai-Dorfman 病

血管母细胞瘤（a）

表皮样囊肿

多形性黄色星形细胞瘤（a）

皮样囊肿

星形母细胞瘤

蛛网膜囊肿

血管中心性胶质瘤

内胚层囊肿

DNT

轴外（鞍区/鞍上）

DIG/DIA（a）

垂体腺瘤

转移

颅咽管瘤

细菌性脓肿

生殖细胞肿瘤

梗塞

视交叉/视神经胶质瘤

脱髓鞘疾病

垂体细胞瘤

寄生虫

颗粒细胞瘤

结核瘤

梭形细胞嗜酸细胞瘤

轴内，脑室内

脑膜瘤

室管膜瘤 (F、L、T)

脊索瘤

室管膜下瘤 (L，F)

转移

SEGA(L、T)

Rathke 裂囊肿

脉络丛肿瘤 (L、T、F)

朗格汉斯细胞组织细胞增生症

中枢神经细胞瘤 (L)

结节病

脑膜瘤 (L、T、F)

轴外（松果体区）

脊索样胶质瘤 (T)

生殖细胞瘤

胶样囊肿 (T)

松果体实质肿瘤

外生性肿瘤模式（b）

畸胎瘤

脑桥小脑角

胶质肿瘤

神经鞘瘤

脑膜瘤

PTPR

非典型畸胎样/横纹肌样瘤

松果体原基瘤

表皮样囊肿

松果体囊肿

(a)频繁累及覆盖的脑膜

(b)任何基于实质的肿瘤都可以外生性方式生长到脑室中（例如，毛细胞型星形细胞瘤）；DNT，胚胎发育不良性神经上皮肿瘤；DIG/DIA，促纤维增生性婴儿节细胞胶质瘤/星形细胞瘤；SEGA，室管膜下巨细胞星形细胞瘤；F/L/T，第四、侧脑室和第三脑室；SFT/HPC，孤立性纤维性肿瘤/血管外皮细胞瘤；PTPR，松果体区乳头状肿瘤

表2.5 脊髓病变的不同部位

轴内

硬膜外

室管膜瘤

转移

毛细胞型星形细胞瘤

淋巴瘤

血管母细胞瘤(a)

神经纤维瘤

弥漫性星形细胞瘤

骨髓瘤

神经节细胞瘤

脊索瘤

少突胶质细胞瘤

其他骨肿瘤

转移

血管瘤

非肿瘤性疾病

脂肪瘤

轴外、硬膜内

非肿瘤性疾病

脑膜瘤

细菌性脓肿

神经鞘瘤

结核瘤

SFT/HPC

椎间盘脱出

副神经节瘤（终丝）

髓外造血

液滴转移（蛛网膜下腔）

血管畸形

内胚层/蛛网膜囊肿

滑膜囊肿

血管畸形

术后瘢痕

(a)频繁累及覆盖的软脑膜;SFT/HPC，孤立性纤维性肿瘤/血管外皮细胞瘤

在每个位置，病变可以表现为边界清楚（离散的）或边界不清（弥漫性）的肿块。这些基本类型的发展可因存在继发特征而改变，如钙化和囊肿，通常与长期病变有关（表2.6），或水肿、坏死和出血，通常与高级别肿瘤或活动性病变有关（表2.7）。关于水肿，可以区分两种主要类型：血管源性和细胞毒性。血管源性水肿围绕肿块并延伸至白质，保留（皮质）灰质，因此具有手指样外观（图2.5a）。此外，该区域水分子扩散增加，DWI上可见低信号（暗）信号（图2.5b）。相反，细胞毒性水肿是梗死的特征，均匀地累及一个轮廓清楚的区域，包括延伸到脑表面的灰质和白质。此外，水的弥散减少，梗死灶在 DWI 上呈高信号（明亮）。

表2.6 不同病变中囊肿、钙化和脂肪含量的可能性

囊性变肿瘤

钙化

毛细胞型星形细胞瘤（a）

少突胶质细胞瘤

节细胞胶质瘤（a）

毛细胞型星形细胞瘤

血管母细胞瘤（a）

脑膜瘤

DIG/DIA（a）

室管膜瘤

脑室外神经细胞瘤

室管膜下瘤

多形性黄色星形细胞瘤

脉络丛乳头状瘤

颅咽管瘤

弥漫性星形细胞瘤

畸胎瘤

幕上胚胎性肿瘤

室管膜瘤（幕上）

神经细胞瘤

松果体细胞瘤

神经节细胞肿瘤

脉络丛肿瘤

SEGA

弥漫性星形细胞瘤（偶见）

颅咽管瘤

脑膜瘤（偶见）

松果体细胞瘤

垂体腺瘤（偶见）

转移性粘液性ADC

神经鞘瘤（大病变）

CAPNON

非肿瘤性囊肿

放射性坏死相关

蛛网膜

结核瘤

脉络丛

血管畸形

第三脑室胶样

表皮样/皮样囊肿

皮样

脑膜血管瘤病

内胚层的

脂肪含量

室管膜的

脂肪瘤

表皮样

脂肪细胞性（脂肪瘤性）脑膜瘤

寄生虫

畸胎瘤

松果体

皮样囊肿

Rathke裂

脂肪神经细胞瘤

(a)通常为囊性病变伴附壁结节；DIG/DIA，促纤维增生性婴儿神经节胶质瘤/星形细胞瘤；SEGA，室管膜下巨细胞星形细胞瘤；ADC，腺癌；CAPNON，钙化性神经轴假瘤

表2.7 不同病变的出血和水肿可能性

出血性肿块

水肿

肿瘤性

明显的血管源性水肿

胶质母细胞瘤

艾滋病相关中枢神经系统淋巴瘤

少突胶质细胞瘤

高级别胶质瘤

中枢神经细胞瘤

非典型/间变性脑膜瘤

绒毛膜癌

转移

转移性黑色素瘤

脓肿

转移性肾细胞癌

弓形虫病

转移性肺癌

肉芽肿

非肿瘤性

PML

高血压

无至轻微水肿

梗塞（出血性）

DNT

动脉瘤/血管畸形

低级别胶质瘤

凝血功能障碍

节细胞胶质瘤

血管炎

局灶性皮质发育不良

淀粉样血管病

细胞毒性水肿

真菌感染

梗塞

PML，进行性多灶性白质脑病；DNT，胚胎发育不良性神经上皮肿瘤

另一方面，过程可能是孤立的或多发性的（多灶性）。多灶性可能与脱髓鞘、血管和感染性疾病或肿瘤相关。关于肿瘤，常见多发性肿瘤鉴别诊断的“M规则”包括转移癌（metastatic carcinoma）、恶性 CNS 淋巴瘤（malignant CNS lymphoma）和黑色素瘤（melanoma）（图2.6）。但谨防“多灶性胶质母细胞瘤”。

通过了解部位、生长方式、密度 (CT) 或信号强度 (MRI)、次要特征的存在和类型、单灶性或多灶性以及特定过程的对比增强模式（表2.8），可以大大减少潜在诊断的数量。例如，后颅窝囊性轴内病灶伴增强的附壁结节将使我们怀疑存在毛细胞型星形细胞瘤或血管母细胞瘤，而存在多个轴内病灶伴环形增强和明显的血管源性水肿使我们怀疑AIDS相关 CNS 淋巴瘤或感染过程。

表2.8不同病灶的对比增强模式

增强过程

非增强过程

毛细胞型星形细胞瘤

低级别弥漫性胶质瘤

室管膜瘤

慢性/囊性梗死

高级别弥漫性胶质瘤

PML

脑膜瘤（带“硬脑膜尾”）

增强过程很小（如果有）

胚胎性肿瘤

室管膜下瘤

CNS 淋巴瘤

DNT

颅咽管瘤

血管中心性胶质瘤

神经鞘膜瘤

胶质瘤病（最初地）

神经节细胞瘤

环形增强过程

脉络丛肿瘤

胶质母细胞瘤

松果体实质肿瘤

坏死性转移

垂体腺瘤（a）

坏死性淋巴瘤

多形性黄色星形细胞瘤

脓肿

SEGA

弓形虫病

星形母细胞瘤

瘤样脱髓鞘

神经细胞瘤

放射性坏死

血管母细胞瘤

正在消退的梗塞

SFT/血管外皮细胞瘤

正在消退的血肿

畸胎瘤

软脑膜增强

生殖细胞瘤

脑膜癌病

副神经节瘤

淋巴瘤病、黑色素瘤病

脊索样胶质瘤

脑膜炎

转移性肿瘤

脑膜血管瘤病

血管畸形

硬脑膜增强

炎性假瘤

脑膜瘤

Rosai-Dorfman病

转移性疾病

结节病

继发性淋巴瘤

梗死（最初几天）

肉芽肿性疾病

(a)小于和延迟于正常垂体；SEGA，室管膜下巨细胞星形细胞瘤；SFT，孤立性纤维瘤；PML，进行性多灶性白质脑病；DNT，胚胎发育不良性神经上皮肿瘤

整合所有这些数据的任务属于神经放射专家，他们通常建议一个可能具有相似成像外观的病变家族（通常称为色域gamuts）。例如，“环形增强肿块”、“囊性肿块”或“出血性肿块”。除了病灶的影像学表现外，还可以通过相关的临床信息进一步表征，最终生成鉴别诊断列表，必须将其用作起点和术中会诊的基础。然而，由于神经影像学检查为活检判读提供了最相关的“大体病理学”，审查扫描结果尤其有价值，尤其是在这种情况下，必须决定提交术中会诊的小活检标本是否是大病灶或异质性病灶的代表性样本。