垂体神经内分泌肿瘤对颅内结构体积的影响：一项基于Vol2Brain系统的影像学分析与诊断价值探索

本综述系统探讨了垂体神经内分泌肿瘤（PitNETs）通过占位效应和激素失衡引发的颅内结构体积改变，利用自动化Vol2Brain系统量化90例患者与86例健康对照的MRI数据，揭示关键区域如颞叶、海马及下侧脑室（ILV）的体积变化，并证实ILV与皮层下灰质（GM）体积的ROC曲线下面积（AUC）分别达0.863和0.725，为术前诊断和手术规划提供了客观影像学生物标志物。

　　

引言

垂体作为生理过程的核心调节器，控制下游内分泌腺功能。垂体神经内分泌肿瘤（PitNETs）是常见的鞍区肿瘤，可通过激素效应或肿瘤占位效应引起症状。PitNETs是仅次于脑膜瘤和弥漫性胶质瘤的第三常见颅内肿瘤，发病率约4.36/10万，可影响所有年龄群体。根据2022年WHO内分泌和神经内分泌肿瘤（ENDO5）分类，PitNETs基于影像学表现、有丝分裂、侵袭性和Ki67水平进行分级。抑郁、焦虑和认知功能障碍是PitNETs患者常见的共病，显著影响生活质量与预后。

既往研究多关注垂体肿瘤的功能性连接或手术规划，如Lang等利用静息态功能磁共振（rsfMRI）评估视觉皮层连接与术后视觉结局的关系，Nakaya等开发半自动分割方法（SSMA）用于鼻窦体积测量以指导内镜手术。Tang等比较PitNETs与胶质瘤的微结构差异，发现PitNETs主要通过激素异常或压迫邻近结构影响神经功能，而胶质瘤则导致更严重的皮质破坏性浸润。然而，PitNETs引发颅内结构体积改变的潜力尚未充分探索。本研究假设PitNETs的占位效应可能导致邻近脑组织体积变化，尤其靠近垂体的结构。

材料与方法

患者

本研究回顾性纳入90例PitNET患者和86例健康对照，两组年龄与性别分布相似。患者均无既往手术或神经系统疾病史，所有垂体腺瘤均未接受过手术或放疗。研究获本地伦理委员会批准，遵循赫尔辛基宣言，所有参与者签署知情同意。

影像学协议

使用1.5 Tesla MRI Aera扫描仪（西门子）采集图像，采用三维磁化准备快速梯度回波（MPRAGE）序列：矢状面，TR/TE/TI 2,400/3/1,000 ms，翻转角8°，视野24 cm，矩阵192×192，层厚1.2 mm。

体积分析

MRI数据通过Radiant-DICOM-Viewer转换为DICOM格式，再转为NIFTI-1格式并上传至Vol2Brain系统。Vol2Brain是一种基于多图谱patch标记融合的自动分割技术，流程包括预处理、多尺度标记与皮质厚度估计、报告生成。体积以绝对值（cm³）和相对值（与颅内总体积ICV的比值）呈现，不对称指数通过左右体积差与平均值的百分比计算。分割图像采用MNI空间（神经学取向），测量结构包括脑脊液（CSF）、全脑、幕下脑、幕上脑、总白质（WM）、总灰质（GM）、皮质GM、皮层下GM（壳核、尾状核、杏仁核、苍白球、腹侧DC、丘脑等）。为减少偏倚，图像解读与数据分析采用盲法。

统计分析

使用SPSS 26.0和GraphPad Prism 9.0进行统计分析。数据正态性通过Kolmogorov-Smirnov检验，方差齐性通过Levene检验。组间比较采用独立样本T检验（Bootstrap）或Mann-Whitney U检验（Monte Carlo模拟），性别比较采用Fisher精确检验（Monte Carlo）。通过ROC曲线分析评估皮层下GM和下侧脑室（ILV）体积的诊断效能，显著性水平设为p<0.05。

结果

人口学与激素特征

PitNET组中女性占27.7%（n=25），男性72.3%（n=65）；对照组男女各50%（n=43）。PitNET组平均年龄43.2岁，对照组37.2岁。为控制性别与年龄对体积的潜在影响，分析采用相对体积（cm³/ICV）。

术前术后激素分析显示：术后游离T₃（fT3）、游离T₄（fT4）轻微下降（无显著性），TSH轻微上升（无显著性）；总睾酮下降，催乳素、FSH、LH上升（LH显著）；雌二醇（E2）无显著变化；生长激素（GH）显著上升，生长调节素C（Somatomedin C）显著下降；ACTH和皮质醇轻微下降（无显著性）。表明手术对垂体-性腺轴和GH轴影响显著。

主要脑结构体积比较

PitNET组多个脑区相对体积显著低于对照组：

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  颅内总GM（p<0.05）

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  大脑GM（p<0.05）

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  皮质GM（p<0.05）

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  颞叶（p<0.01）

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  蚓部（p<0.05）

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  边缘叶（p<0.01）

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  海马（p<0.05）

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  下侧脑室（ILV）（p<0.01）

回水平结构分析

PitNET组以下回部体积显著减小：

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  后眶回（p<0.0001）

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  辅助运动皮层（p<0.01）

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  颞下回（p<0.01）

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  颞中回（p<0.05）

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  内嗅区（p<0.001）

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  扣带回中部（p<0.05）

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  扣带回后部（p<0.01）

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  海马旁回（p<0.0001）

基底节结构（如杏仁核、尾状核、基底前脑）体积也显著减少。

ROC分析

皮层下GM体积截断值3.0361，敏感性63.5%，特异性63.3%（AUC=0.725±0.122; p=0.049）。

ILV体积截断值0.0465，敏感性87.5%，特异性90.7%（AUC=0.863±0.112; p=0.002）。

讨论

PitNETs向上扩展可压迫视神经与下丘脑，引起视野缺损、进食与情绪紊乱，罕见情况下导致梗阻性脑积水。本研究发现PitNET患者颅内、大脑与皮质GM体积减少，尤其邻近肿瘤的颞叶、海马和边缘系统结构。边缘系统控制情绪行为，其体积减少与患者情感症状一致。

下侧脑室（ILV）解剖位置邻近海马、杏仁核、穹窿、丘脑和基底节，其体积增加与阿尔茨海默病（Ge等）和年龄相关认知衰退（Arakaki等）相关。本研究中PitNET患者ILV体积显著增加，可能与视交叉后视觉通路受累及遗忘症状相关，但需进一步验证。激素与痴呆存在关联（如GH、皮质醇），PitNET相关激素失衡可能加剧颞叶与海马体积改变，提示需探索PitNET与痴呆的关联。

PitNET罕见引起梗阻性脑积水，本研究仅发现ILV体积显著差异。Tirosh等证实3D体积测量优于标准方法预测手术结局。无功能PitNET（NFPA）生长导致视野缺损，体积评估对不规则肿瘤（如库欣病、肢端肥大症）尤为重要。本研究首次聚焦NFPA手术患者的颅内体积变化。

术前术后激素变化凸显手术对内分泌轴的影响，强调围术期激素管理的必要性。

研究局限性：样本限于社区记忆抱怨成人，非代表一般老年人群；1.5 Tesla MRI层厚1.2 mm略大于标准解剖分析（1 mm）；可能存在残留混杂因素；横断面设计限制因果推断；性别比例不均（男性偏多），故采用相对体积；机制未明（水肿、血管充血或组织重塑需未来研究）。

优势：单中心同一扫描仪数据，严谨影像协议，自动化Vol2Brain软件提供详细结果。

ILV体积受颅内压、脑积水、阿尔茨海默病等影响，本研究发现PitNET患者ILV体积增加，可能与遗忘相关，需术后随访验证。ILV和皮层下GM体积有望提升手术切除精度，指导术式选择（如经蝶或开颅），优化颅底切除范围。ROC分析支持ILV体积作为诊断辅助工具，尤其疑难病例或早期阶段，但需大样本验证。体积客观评估“占位效应”可用于患者分层，但需前瞻性研究关联症状严重度与预后。

结论

PitNET患者呈现广泛脑区体积减少（总GM、大脑GM、皮质GM、颞叶、蚓部、边缘叶、海马）和ILV体积增加，这些变化在肿瘤邻近区域和认知情感相关结构中尤为显著。边缘结构体积减少为情感认知障碍提供解剖依据，ILV体积增加作为潜在生物标志物，其诊断效能（AUC=0.863）支持作为术前辅助工具。术后激素变化反映肿瘤的结构与功能交互作用。全面神经心理评估至关重要，未来需前瞻性研究ILV体积与临床结局的直接关联及手术规划价值。