高場磁共振鑒別骨腫瘤及腫瘤樣病變的臨床價值

李彩霞，任翠萍，程敬亮，李 丹，李 瑩

1)焦作市第二人民醫(yī)院磁共振室焦作 454001 2)鄭州大學第一附屬醫(yī)院磁共振科鄭州 450052 3)焦作市人民醫(yī)院磁共振室焦作 454001

△女，1971年10月生，碩士，副主任醫(yī)師，研究方向:骨肌系統(tǒng)影像診斷，E-mail:jzlcx2006@sina.com

高場磁共振鑒別骨腫瘤及腫瘤樣病變的臨床價值

李彩霞1)△，任翠萍2)，程敬亮2)，李 丹3)，李 瑩2)

1)焦作市第二人民醫(yī)院磁共振室焦作 454001 2)鄭州大學第一附屬醫(yī)院磁共振科鄭州 450052 3)焦作市人民醫(yī)院磁共振室焦作 454001

△女，1971年10月生，碩士，副主任醫(yī)師，研究方向:骨肌系統(tǒng)影像診斷，E-mail:jzlcx2006@sina.com

骨腫瘤;磁共振成像;動態(tài)增強;擴散加權成像

目的:探討磁共振平掃、磁共振動態(tài)增強(DCE-MRI)和擴散加權成像(DWI)對骨腫瘤及腫瘤樣病變的診斷和鑒別診斷價值。方法:選擇61例臨床資料完整的骨腫瘤及腫瘤樣病變患者，先行常規(guī)MRI平掃，然后依次進行不同b值的DWI掃描、DCE-MRI，最后進行延遲MRI增強掃描。結果:良、惡性骨腫瘤邊緣形態(tài)和邊界清晰度比較，差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=32.262和45.131，P均＜0.001)，病變內信號均勻性和病灶周圍有無骨髓水腫比較，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.713和1.915，P均＞0.05)。良、惡性骨腫瘤強化程度(Z=3.488，P＜0.001)、時間-信號強度曲線(TIC)分布類型(χ2=15.826，P=0.001)比較，差異有統(tǒng)計學意義。TIC取Ⅰ、Ⅱ型曲線為惡性診斷標準，診斷惡性腫瘤的特異性為69.57%，準確性為72.13%，敏感性為73.68%，陽性預測值為80.00%，陰性預測值為61.54%。良、惡性骨腫瘤之間的DWI信號比較，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.225，P=0.268)。結論:磁共振平掃、DCE-MRI和DWI有助于鑒別骨腫瘤良、惡性病變。

骨腫瘤及腫瘤樣病變發(fā)病率較低，僅占全身腫瘤的2%～3%［1］，但近年來呈上升趨勢。隨著MRI技術的不斷深入和發(fā)展，MRI分子影像學正在被不斷引入肌骨系統(tǒng)疾病的研究之中。國內關于高場磁共振在骨腫瘤診斷的研究較少，該研究旨在探討MRI平掃、DWI和動態(tài)增強對骨腫瘤及腫瘤樣病變的診斷和鑒別診斷價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2008年12月至2010年1月在鄭州大學第一附屬醫(yī)院就診的臨床資料完整的骨腫瘤及腫瘤樣病變患者61例，其中男37例，女24例，年齡9～78(37.7±2.6)歲。病程10 d～2 a。主要癥狀為局部疼痛，進行性加重46例，無痛性腫塊5例，感覺障礙、肢體麻木3例，局部腫脹、行走困難各1例，無明顯癥狀5例。所有病例在進行MRI檢查前均未進行過任何穿刺活檢、放療、化療和介入治療等干預性措施，并在MRI檢查后1周內經(jīng)手術切除或穿刺活檢病理證實。

61例骨腫瘤及腫瘤樣病變中，良性腫瘤及腫瘤樣病變23例，包括5例軟骨瘤，4例骨纖維異常增殖癥，3例骨囊腫，3例骨巨細胞瘤(其中1例合并動脈瘤樣骨囊腫)，骨樣骨瘤2例，骨母細胞瘤、軟骨母細胞瘤、嗜酸性肉芽腫、良性纖維組織細胞瘤、表皮樣囊腫、實體性動脈瘤樣骨囊腫各1例;惡性骨腫瘤38例，包括骨轉移瘤17例(肺癌6例;腎癌、肝癌、乳癌各2例;腹膜后惡性纖維肉瘤、四腦室髓母細胞瘤、食管癌各1例;2例穿刺證實為骨轉移瘤，但未發(fā)現(xiàn)原發(fā)灶)，骨肉瘤10例，骨髓瘤4例，軟骨肉瘤2例，尤文肉瘤2例，脊索瘤、惡性非小圓細胞瘤和非霍奇金淋巴瘤各1例。

1.2 檢查方法 首先進行常規(guī)MRI平掃，然后進行不同彌散敏感系數(shù)(b值)的DWI掃描、動態(tài)增強掃描，最后進行延遲MRI增強掃描。MRI為SIEMENS公司Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振掃描儀，動態(tài)增強采用快速小角度三維梯度回波序列(FLASH-3D)橫軸位T1WI掃描，對比劑為釓賁替酸葡甲胺注射液(馬根維顯，Gd-DTPA)，注射速度3.0 mL/s，劑量為0.1 mmol/kg;邊注藥邊啟動掃描，共采集18期的圖像，動態(tài)掃描時間為245～386 s。DWI采用單次激發(fā)自旋-平面回波序列(SE-EPI)橫軸位掃描。選用5個不同的b值，分別為0、400、800、1 000和1 500 s/mm2。

1.3 圖像后處理 利用3.0T磁共振配置的Syngo工作站，分別得到不同b值的ADC圖，選取ROI，得到ADC值，同時選取鄰近正常肌肉、骨髓的ADC值作為參照。利用動態(tài)增強分析軟件直接得到病變實質、鄰近肌肉及相同層面動脈的時間-信號強度曲線(TIC)。測量指標包括TIC類型、早期動態(tài)增強的斜率值(Slope)、邊緣-中心向心強化程度比(Rrim-center)。

采用齊滋華［2］方法將TIC曲線分為4型:I型為快速上升下降型;Ⅱ型為快速上升平臺型;Ⅲ型為緩慢上升型;Ⅳ型為平坦型。

計算 Slope:Slope=(SIend－SIprior)×100/ (SIbaseline×T)，SIend、SIprior分別代表 TIC曲線上斜率最大的連續(xù)兩點信號強度，T代表時間間隔，SIbaseline為注射對比劑前的基準信號強度。計算 Rrim-center: Rrim-center=(SIrim－SIcenter)/(SIrim+ SIcenter)，SIrim、SIcenter分別代表病灶邊緣、中心增強前后的信號強度差值。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析。良惡性腫瘤形態(tài)學結果比較采用χ2檢驗，良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變強化程度的比較用兩獨立樣本秩和檢驗，動態(tài)參數(shù)的比較用兩獨立樣本t檢驗;良惡性骨腫瘤每個b值所測ADC值采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢查。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變形態(tài)學的比較良性組中20例表現(xiàn)為邊緣規(guī)則，3例表現(xiàn)為邊緣不規(guī)則;20例表現(xiàn)為邊界清晰，3例表現(xiàn)為邊界模糊;惡性組中，邊緣規(guī)則5例，邊緣不規(guī)則33例;邊界清晰1例，邊界模糊37例，差異有統(tǒng)計學意義(χ2= 32.262和45.131，P均＜0.001)。良性組3例表現(xiàn)為信號均勻，20例表現(xiàn)為信號不均勻;10例表現(xiàn)為骨髓水腫，13例未見明顯骨髓水腫;惡性組2例信號均勻，36例信號不均勻;10例可見骨髓水腫，28例未見明顯骨髓水腫，差異無統(tǒng)計學意義(χ2= 0.713，P=0.398;χ2=1.915，P=0.166)。

2.2 良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變強化程度 良性組中明顯強化7例，輕度強化13例，不強化3例;惡性組中明顯強化28例，輕度強化10例，不強化0例(Z=3.488，P＜0.001)。

2.3 良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變TIC類型 良性組TIC表現(xiàn)為Ⅰ型0例，Ⅱ型7例，Ⅲ型13例，Ⅳ型3例;惡性組TIC表現(xiàn)為Ⅰ型11例，Ⅱ型17例，Ⅲ型10例，Ⅳ型0例(χ2=15.826，P=0.001)。Ⅰ型曲線只見于惡性組，Ⅳ型曲線只見于良性組;TIC取Ⅰ、Ⅱ型曲線為惡性診斷標準，診斷惡性腫瘤的特異性為 69.57%，準確性為 72.13%，敏感性為73.68%，陽性預測值為 80.00%，陰性預測值為61.54%。

2.4 良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變動態(tài)增強參數(shù)比較 良性組Slope為(4.67±2.36)%/s，Rrim-center為(0.39±0.22);惡性組Slope為(10.72±9.57)%/ s，Rrim-center為(0.63±0.27)。惡性組 Slope、Rrim-center均高于良性組(t=2.969，P=0.004;t=3.598，P= 0.001)。

2.5 良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變DWI圖像信號特點 所有病例在DWI上均表現(xiàn)為等高信號，其中2例骨樣骨瘤表現(xiàn)為等信號，良、惡性骨腫瘤之間的DWI信號比較，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.225，P= 0.268)。良性組實質區(qū)ADC值均高于惡性組，而惡性組實質區(qū)ADC值又大于正常骨髓的ADC值(表1)。

表1 61例良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變實質區(qū)及正常骨髓不同b值所得的平均ADC值10－3mm2/s

3 討論

3.1 常規(guī)MRI掃描對良惡性骨腫瘤鑒別診斷的價值 MRI多參數(shù)成像是根據(jù)機體組織的弛豫時間不同、質子密度的差異而形成不同的信號強度，從而可清楚顯示腫瘤造成的輕微的、早期骨髓組成成分的異常變化［3］，從而把腫瘤基質加以區(qū)分。脂肪抑制序列能夠很好地將骨髓中的脂肪信號加以抑制，從而凸顯出骨髓的病變，因而提高了診斷的敏感性，這是常規(guī)SE掃描所不能達到的［4］。同時MRI還具有高度的軟組織分辨力以及多層面、多方位成像的特點，在顯示腫瘤的大小、范圍、生長方式及其對鄰近血管、神經(jīng)、骨髓、關節(jié)和軟組織侵犯情況等方面較X線平片及CT具有更多的優(yōu)勢［4］。對骨腫瘤進行術前MRI檢查，不但能減少漏診，而且對手術方式的選擇有重要的指導意義。該組61例良性骨腫瘤和惡性骨腫瘤在邊緣形態(tài)和邊界清晰度方面無差異，病變內信號均勻性和病灶周圍有無骨髓水腫也無差異。骨腫瘤的邊緣狀態(tài)主要取決于病變的生長速度和宿主骨反應。良性腫瘤生物學活性相對較低，病灶邊緣相對清晰，反之，惡性腫瘤生物學活性相對較高，病灶邊緣相對模糊。此外，良性腫瘤常有包膜，大多為膨脹性生長，故形態(tài)比較規(guī)則，惡性腫瘤常為浸潤性生長，病變邊緣相對不規(guī)則，多呈鋸齒狀或波浪狀改變。但骨腫瘤及腫瘤樣病變的病理組織成分比較復雜，不管是良性病灶還是惡性腫瘤，在MRI上信號大多比較混雜。因此，不能用病灶內信號的均勻性和骨髓是否有水腫或水腫的程度來判斷腫瘤的良惡性。

3.2 磁共振動態(tài)增強掃描

3.2.1 TIC TIC的曲線類型是病灶內血流灌注量、相對血容量、毛細血管的密度、血管的通透性以及組織的細胞外液量等多種因素的綜合反映，而瘤灶中新生血管的多少會直接影響病灶中的組織血容量、灌注量及毛細血管通透性，從而進一步引起血流模式的改變，這也正是MR動態(tài)增強的基礎［5-7］。在動態(tài)增強早期［8］，對比劑主要存在于血管內，此時腫瘤信號的強化主要依賴于其組織中新生毛細血管的數(shù)量、血流灌注情況。因此，腫瘤的血管化程度越高、血流灌注越豐富，其TIC越傾向于表現(xiàn)為早期快速上升型，即瘤體組織與同層面動脈血管的TIC第一相相似，早期呈現(xiàn)陡直的上升段;此種類型的曲線包括大多數(shù)惡性腫瘤及少數(shù)富血供的良性腫瘤。反之，低血管化、少灌注的腫瘤組織的曲線則呈緩升型或平坦型，峰值不明顯。正由于存在不同分化程度的惡性腫瘤、交界性腫瘤及部分富血供的良性腫瘤，因此造成動態(tài)對比增強曲線存在著明顯的重疊及分析的復雜化。該組38例惡性骨腫瘤動態(tài)增強中，11例TIC為Ⅰ型，占28.9%，17例為Ⅱ型，占44.7%，10例為Ⅲ型，占26.4%，Ⅳ型0例;23例良性骨腫瘤及腫瘤樣病變中，Ⅰ型0例，7例為Ⅱ型，占30.4%，13例為Ⅲ型，占56.5%，3例為Ⅳ型，占13.0%。Ⅰ型曲線只見于惡性骨腫瘤，包括4例骨轉移瘤，3例骨肉瘤，骨髓瘤及尤文肉瘤各2例;Ⅳ型曲線只見于良性骨腫瘤及腫瘤樣病變，包括骨囊腫、骨纖維異常增殖癥和軟骨瘤各1例;Ⅱ型包括7例良性腫瘤和17例惡性腫瘤;Ⅲ型包括13例良性腫瘤和10例惡性腫瘤，且Ⅱ型和Ⅲ型良、惡性骨腫瘤之間有明顯重疊。良、惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變的TIC類型分布有差異。TIC取Ⅰ、Ⅱ型曲線為惡性診斷標準，診斷惡性腫瘤的敏感性為73.68%，特異性為69.57%，準確性為75.86%，陽性預測值為80.00%，陰性預測值為61.54%。

3.2.2 Slope Slope是TIC曲線早期最陡峭一段的斜率，它量化反映了腫瘤組織的血管化程度和血流灌注情況。Buadu等［9］研究結果表明，Slope速率與病變組織的微血管密度呈正相關。惡性程度越高的腫瘤或新生腫瘤血管分化程度低、血管通透性大，瘤組織的異常灌注也越高;而血管分化程度越高的良性腫瘤，血管通透性低，則不易產(chǎn)生異常灌注。雖然良、惡性骨腫瘤之間的Slope值有差異，但由于存在較大范圍的重疊，因此Slope不能單獨用于良、惡性腫瘤的鑒別，而可以作為一種定量檢測指標，幫助鑒別良、惡性骨腫瘤。該研究顯示惡性骨腫瘤Slope值高于良性骨腫瘤及腫瘤樣病變。

3.2.3 Rrim-center在動態(tài)增強掃描產(chǎn)生的系列圖像上，惡性腫瘤形成的新生血管主要分布在腫瘤的邊緣區(qū)域，再加上周圍參與供血的寄生血管，因此多表現(xiàn)為邊緣快速強化，而后逐漸向中心填充;而良性腫瘤由于血管分化良好，腫瘤血管分布相對比較均勻，因而一般不具備惡性腫瘤的強化特征。另外，惡性腫瘤中心部分有相對較高的間質內壓，腫瘤血管分化相對較差、通透性比較高，同時缺乏相應的淋巴系統(tǒng)引流，因而造成腫瘤中心部分組織的間隙流體靜壓比較高，而在腫瘤內部走行的血管則因血管外壓較高，且新生成的腫瘤血管壁平滑肌細胞不豐富而容易塌陷，從而使腫瘤內部的血流灌注相對較低，所以腫瘤中心容易發(fā)生壞死。由于上述這些病理學基礎，Rrim-center反映的是良、惡性腫瘤組織不同的血管分布特征，可用來幫助鑒別肌骨系統(tǒng)良、惡性腫瘤。3.3 磁共振擴散加權成像 磁共振擴散加權成像與傳統(tǒng)的MRI技術不同，反映的是水分子的微觀運動狀況，可從細胞和分子水平間接反映實性腫瘤的細胞密度、組織構成及細胞外間隙等組織學特點。相對于良性腫瘤，惡性骨腫瘤生長活躍，細胞增殖旺盛，數(shù)量增多，細胞外間隙狹小，水分子擴散受限，因此ADC值降低，DWI顯示高信號［10-11］，該組病例在DWI上除2例骨樣骨瘤表現(xiàn)為等信號外，其余均表現(xiàn)為高信號。說明擴散加權成像在良、惡性骨腫瘤之間無差異。不同b值情況下，良性組病變實質區(qū)ADC值高于惡性組實質區(qū)，而惡性組實質區(qū)ADC值又遠遠高于正常骨髓的ADC值。

3.4 展望MRI在骨腫瘤及腫瘤樣病變診斷中的作用 目前高場MRI作為一種無創(chuàng)檢查，磁共振動態(tài)增強掃描、擴散加權成像、波譜成像和磁敏感成像等多種功能成像給骨腫瘤的診斷及鑒別診斷提供病理和分子水平的微觀信息，是一種使骨組織形態(tài)及功能活動狀態(tài)完美結合的有效MR成像方法，能有效防止骨腫瘤的誤診和漏診。但是，這些先進的MRI功能成像所得數(shù)據(jù)在良惡性骨腫瘤及腫瘤樣病變中存在一定交叉，在臨床實際工作中是常規(guī)MRI的重要補充而并非替代。隨著科技的發(fā)展，MRI硬件設備及軟件技術的提高，相信會有更優(yōu)秀的MRI掃描序列來解決現(xiàn)有問題。

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Diagnostic value of high tesla magnetic resonance imaging in bone tumors and tumor-like lesions

LI Caixia1)，REN Cuiping2)，CHENG Jingliang2)，LI Dan3)，LI Ying2)1)Department of MRI，the Second People’s Hospital of Jiaozuo，Jiaozuo 454001 2)Department of MRI，the First Affiliated Hospital，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052 3)Department of MRI，the People’s Hospital of Jiaozuo，Jiaozuo 454001

bone tumor;magnetic resonance imaging;dynamic contrast-enhance;diffusion-weighted imaging

Aim:To analyze bone tumors and tumor-like lesions in plain MRI，dynamic contrast-enhanced MRI(DCEMRI)and diffusion weighted imaging(DWI)and to explore the clinical diagnosis and differential diagnosis of them.Methods:A total of 61 cases were selected.The first step was MRI plain scan，and then turned to different b-value DWI scan，the DCE MRI scan，and finally conventional contrast-enhanced MRI scan.Results:The shape of the edge and boundary definition between benign and malignant lesions were both of statistical significance(χ2=32.262，45.131，P＜0.001).The signal uniformity within lesions and the availability of bone marrow edema around lesions was not different(χ2=0.713，1.915，P＞0.05).In the matter of strengthening extent，benign and malignant lesions were different(Z=3.488，P＜0.001).TIC types of distribution between benign and malignant bone tumors were different(χ2=15.826，P=0.001).Ⅰ，Ⅱ-type time-signal intensity curves were defined as malignant diagnostic criteria，and the sensitivity of diagnosis of malignant tumors reached 73.68%，specificity was 69.57%，accuracy was 72.13%，positive predicted value was 80.00%，and negative predicted value was 61.54%.DWI signal between benign and malignant bone tumor was not different(χ2=1.225，P=0.268).Conclusion:Plain MRI，DCE-MRI and DWI might be helpful for the differentiation of bone tumors and tumor-like lesions.

R816.8

10.3969/j.issn.1671-6825.2012.06.032

(2011-11-25收稿 責任編輯姜春霞)