《Radiologic Clinics of North America 》 2020年11月刊载[58(6):1115-1133. ]美国University of Alabama Birmingham的Philip R Chapman, Aparna Singhal, Siddhartha Gaddamanugu , Veeranjaneyulu Prattipati撰写的综述《垂体腺的神经影像:实用解剖学与病理学。Neuroimaging of the Pituitary Gland: Practical Anatomy and Pathology 》(doi: 10.1016/j.rcl.2020.07.009.)。
垂体腺是位于蝶鞍内的一个小的内分泌器官。各种病理条件影响垂体腺,并产生内分泌和神经病学异常。垂体腺最常见的病变是腺瘤,一种良性肿瘤。垂体的专用MR影像是评估垂体及中央头颅区域的影像学选择。计算机体层摄影是补充的,可以识别颅底骨性的钙化和邻近异常。这篇综述强调基本解剖学,当前的成像技术,并强调影响垂体和鞍区病理情况的谱系。
要点
•磁共振成像是评估原发性肿瘤和垂体及颅底中心区域其他病变的首选研究。
•CT在评估垂体和其他鞍区肿块方面是互补的,因为它能够检测钙化和评估颅底骨质受累。
•腺瘤是垂体最常见的病变,由于其内分泌作用或局部肿块占位效应,可以有症状。
•根据大小、囊性/坏死改变、局部浸润程度和治疗后的效果,大腺瘤可以有多种影像学表现。
•有一个广泛的谱系疾病,应考虑对垂体、鞍区和鞍上肿块的放射影像学评估。
简介
垂体是一个小而复杂的内分泌器官,位于中央颅底蝶鞍内。在解剖学和功能上分为前叶(腺垂体)和后叶(神经垂体)。前叶产生多种激素,包括催乳素、生长激素(GH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促甲状腺激素(TSH)、卵泡刺激素和促黄体激素。后叶是下丘脑的解剖延伸,是分泌催产素和垂体后叶加压素的部位。各种病理情况影响垂体,并可产生内分泌和神经系统异常。常见的病变包括先天性病变、发育异常、炎症和各种良性和恶性肿瘤。垂体的专用MR影像是评估垂体、颅底中央和鞍旁区域的影像学选择。计算机断层扫描(CT)是一种补充,可以识别钙化,并可以评估颅底中央骨质的完整性。这篇综述强调基本解剖学,目前的成像技术,并强调影响垂体和鞍区病理情况的谱系。
解剖学
垂体是位于蝶鞍的一个小内分泌腺,蝶鞍是蝶骨中央的一个鞍状凹陷。它对身体的新陈代谢至关重要,因为它产生、储存、分泌和调节几种重要的激素。垂体由前叶(腺垂体)和后叶(神经垂体)组成。腺垂体占垂体总容积的75%,主要由垂体侧部组成。腺垂体由血管窦两侧的上皮细胞索组成(Composed of cords of epithelial cells flanked by vascular sinusoids),是大多数垂体激素(GH、催乳素、TSH、ACTH、卵泡刺激素和促黄体生成素)合成和储存的地方。中间部(The pars intermedia)是腺垂体和神经垂体之间的内分泌功能不活跃的狭窄区域,可包含一些Rathke裂的微观残余(图1)。
图1.正常的矢状面结构。(A)矢状面显示关键结构,包括蝶鞍(ST)、垂体前叶或腺垂体(AH)、垂体后叶或神经垂体(NH)、垂体柄或漏斗部(INF)、鞍膈(DS)和视交叉(OC)。(B)平扫矢状面脂肪饱和T1加权磁共振成像显示垂体神经高信号,正常表现为垂体亮斑。注意蝶鞍与蝶窦和斜坡的关系。(C)矢状面钆剂对比增强后T1加权图像显示垂体漏斗和垂体前叶均匀强化。
神经垂体起源于神经外胚层(the neural ectoderm),从下丘脑延伸至蝶鞍。它由视上核和室旁核的下丘脑神经元产生的轴突组成(Composed of axons arising from hypothalamic neurons of the supraoptic and paraventricular nuclei),形成下丘脑垂体束。它的远端轴突末梢包括神经分泌颗粒,其中含有催产素或加压素。垂存在体后叶加压素被认为是T1加权MR图像中高信号的原因,即所谓的垂体亮点,是正常的后叶发现。
漏斗部(垂体柄)是从下丘脑延伸到垂体的线性结构。它由漏斗部的前结节部和后结节部组成。结节部(The pars tuberalis)被认为是腺垂体的一部分。它部分环绕在漏斗部,其中包含延伸至后叶的下丘脑神经元的无髓鞘轴突(unmyelinated axons of the hypothalamic neurons that extend to the posterior lobe)。正常的垂体柄粗有大约2毫米,如果测量值大于或等于4毫米,应该被认为是不正常的。
垂体的大小是可变的,取决于年龄和生理状态。垂体大小通过其高度粗略估计,其高度通常通过冠状或矢状面MRI图像测量。所选年龄和性别组的垂体尺寸见表1。值得注意的是,老年患者的垂体腺逐渐变小。
表1垂体腺:年龄/生理状况、性别和大小。
鞍隔是横跨蝶鞍顶部的水平方向的薄硬膜(A thin horizontally oriented dural sheet that stretches across the top of the sella,),它将蝶鞍与鞍上空间隔开。鞍隔呈轻度下凸,包含允许垂体柄通过的一个大小不一的中央开口或穿孔(perforation)。鞍膈与斜突相连,并与双侧海绵窦的硬膜相连。
垂体前叶的血供是独特而复杂的。腺垂体缺乏直接的血液供应,大部分血液通过下丘脑垂体门静脉系统到达实质。下垂体上动脉的小分支进入下丘脑正中隆起,形成主毛细血管丛(primary capillary plexus)。主毛细血管丛与门静脉相连,门静脉经漏斗部延伸至腺垂体。门脉系统为腺体提供大部分的血液,并在下丘脑和远部之间精确地调节激素(图2)。垂体后叶有直接的血液供应起源于颈内动脉(ICA)的垂体下动脉。固有的垂体毛细血管(intrinsic pituitary capillaries)是独特的,它们是有孔的(fenestrated),并且在血脑屏障之外。因此,静脉注射对比剂后垂体均匀增强。
图2.图示腺垂体的血供。血液从正中隆起处经垂体上动脉分支进入下丘脑。在下丘脑内,有一个主要的毛细血管静脉丛。它通过连接延伸到下丘脑的门脉与远部的静脉丛相连。神经垂体主要通过下垂体血管接受血液,激素通过起源于下丘脑的末端轴突在这个区域分泌。
技术
垂体和蝶鞍的磁共振成像技术是评估垂体固有病变的一种选择,如腺瘤和其他定位于蝶鞍的病变。卓越的空间分辨率和多平面技术使病灶的完整评估成为必要的治疗或手术计划。矢状面和冠状面是首选,通常使用2- 3毫米的层厚。常规成像1.5 T磁体的一般令人满意。然而,建议如果对腺瘤有强烈临床怀疑,且起初使用1.5 T-扫描阴性,3-TMR成像磁体可以提供对微腺瘤的敏感性增加优势。
专用垂体协议包括平扫矢状面和冠状T1加权影像,随后在同一平面上的钆剂对比增强后序列。脂肪饱和的T2冠状面序列也是有益的。在常规的T1和T2加权像上,正常的腺垂体和脑是等信号的。正常的垂体后叶一般含有垂体亮斑。给予对比增强剂后,漏斗部和腺体增强。使用这种技术,大多数腺瘤和其他鞍区病理诊断具有高度的敏感性。取决于环境和医疗机构偏好,对整个大脑的最佳评价包括轴向液体衰减反转恢复(axial fluid-attenuated inversion recovery)、弥散加权和全脑钆剂对比增强后序列的表现。
动态MR成像是一种有用的技术,特别有利于鉴定微腺瘤。动态序列利用了腺瘤组织比正常垂体组织增强慢这一事实。如果得到的序列图像的快速连续在初步的动脉阶段(during the first-pass arterial phase),微腺瘤被确定为一个小的局灶非强化的正常组织的背景下,垂体正常强化(图3)。
图3.在注射钆对比增强剂期间,通过垂体前叶的序列同个层面T1加权冠状位图像。平扫及早期动脉相位对比图像未见明显异常(A, B)。对比灌注时,垂体右侧小的低密度区域(箭头,C, D)相对于正常垂体显示低强化,符合微腺瘤。
优化的动态序列3毫米薄层冠状层面,小的视野(12X12厘米),细矩阵大小为256 x192,使用变质的梯度回波技术,而不是自旋回波T1是有益的。每30秒采集5个动态序列,采集时间为3分钟5个薄层/采集。垂体显示快速而渐进的强化,通常开始于上方,并向下方延伸至整个腺体。然后在矢状面和冠状面获得延迟对比增强后图像。在延迟序列上,小腺瘤可能与垂体腺等信号且难以看到。随着新序列的发展,一些研究对动态成像的常规作用提出了质疑,认为其他的序列,如增强的三维扰相梯度回波,可能同样敏感甚至更好。
弥散加权成像并不是垂体病变的常规成像,但是研究正在评估其在鞍区和鞍上病变中的应用。由于常规回波平面弥散成像(routine echoplanar diffusion imaging)在颅底气-骨界面存在不均匀性,这是一项具有挑战性的研究。采用非非回波平面弥散成像技术,如(马萨诸塞州波士顿通用电气)Propellar弥散加权成像或(德国慕尼黑西门子)BLADE。弥散可帮助鉴别Rathke裂囊肿与其他鞍上/鞍内病变。一些作者认为垂体卒中可以通过弥散加权磁共振成像早期发现。垂体腺瘤的弥散系数值越低,胶原含量越高,可能与手术有关(may have surgical implications.)。然而,灌注和波谱学在鞍区成像中的作用有限,不能常规执行。
高分辨率CT扫描是补充,如果MR成像是禁忌证,可以主要使用。CT可以识别病变的任何固有的钙化/骨化,有助于缩小鉴别范围(narrowing the differential,),并且对评估颅底中央颅底的完整性很有帮助。CT可以用1毫米轴向薄晨进行对比增强,以获得最佳的空间分辨率。冠状面和矢状面需要重新格式化。CT血管造影术也是一种补充,特别是在考虑动脉瘤等鞍旁血管病变的情况下。
腺瘤
良性腺瘤是最常见的垂体肿瘤,起源于垂体腺。这些良性上皮性病变约占所有颅内肿瘤的10%至15%。垂体腺瘤的发生范围广泛,从儿童到老年人。据尸检和其他临床研究估计,垂体腺瘤约发生在正常人口的20%,但许多是偶发性和无症状的。腺瘤通常根据激素的产生和大小进行分类,这主要决定了临床表现。它们也可以根据组织学和生物行为进行分类。产生激素的腺瘤被称为内分泌活性腺瘤或功能性腺瘤,而无功能性腺瘤不产生可测量到的激素。泌乳素瘤是最常见的分泌激素的肿瘤,约占所有垂体腺瘤的30%。无功能腺瘤是第二常见的肿瘤,占垂体腺瘤的25% - 30%。
微腺瘤
腺瘤是无包膜的肿瘤,当它开始生长时,首先浸润到垂体腺实质。小于1厘米的病变称为微腺瘤。这些病变通常局限于垂体/蝶鞍。在这种情况下,症状与病灶的大小无关,而与可能产生的激素过量有关。
在T1和T2加权图像上,微腺瘤可能与正常垂体腺等信号。微腺瘤通过对比剂增强,但通常比正常垂体组织增强速度慢。动态增强图像可以利用这种早期的差异增强,通常被认为是检测微腺瘤最敏感的序列。利用高分辨率技术,磁共振成像可以检测小到2毫米的腺瘤。当怀疑有腺瘤时,一些机构常规进行动态成像,作为垂体方案的一部分。其他的保留动态序列的情况下,怀疑腺瘤,但常规成像阴性,特别是在怀疑有分泌ACTH的肿瘤时,典型的这种肿瘤是小的,平均直径5毫米。
大腺瘤
大腺瘤是测量到的大于或等于1.0 cm的腺瘤。在平扫CT上,大腺瘤通常表现为蝶鞍内的软组织肿块,与灰质呈等密度,与腺体本身不能清楚地分离。由于囊肿的形成或坏死,病变可能表现出不同程度的衰减。偶尔,出血会导致病变的高密度。腺瘤一般不钙化;然而,在1%到2%的患者中可见钙化。对比增强后CT显示中度、不均匀强化。
MR成像序列不同,表现不同。T1加权图像显示病变与灰质等信号。在高达10% - 15%的腺瘤发生的亚急性出血和瘤内出血时偶尔可见T1高信号。垂体亮斑在80%的患者中位于鞍膈上方,但在较大的腺瘤中也可能不存在。经对比增强,大多数腺瘤表现为不均匀强化。最终,肿瘤可能会生长到垂体包膜之外,并能扩展到蝶鞍的范围之外。一般来说,大腺瘤可向上延伸至鞍上池;向外侧进入海绵窦;或向下进入鞍底、斜坡或蝶窦。