肉眼所见肿瘤边界常较光整，有“假包膜”，而实际肿瘤细胞浸润的区域已远远超过了“假包膜”所显示的边界，较表浅的胶质母细胞瘤常侵犯和穿透大脑皮质并与硬脑膜粘连。肿瘤切面形状多不规则，有肿瘤区、坏死区和出血区，可有囊肿形成，瘤组织柔软易碎，血运丰富。
肿瘤的特点是：
①肿瘤细胞的多种组织学形态。
②肿瘤细胞核分裂象相当多见。
③供血血管丰富。
④来源于血管外膜的间质纤维增生。
生长特征：
①胶质母细胞瘤有沿白质中的神经束生长到远处的倾向。
②肿瘤侵犯脑室后，可经脑脊液转移。
③多中心性生长，有4.9%～20%存在几个独立的瘤中心。
肿瘤恶性程度为Ⅳ级。肿瘤的病理类型多为低级别星形细胞瘤，常为毛细胞型。
肿瘤自然病程的多样性使得治疗效果的评价十分困难，有的学者根据术前MRI表现将其分为3类：
①视交叉前型；
②弥漫性视交叉型；
③视交叉-下丘脑外生型。以此来指导外科治疗。
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