良惡性骨腫瘤的MRI鑒別診斷

陳海松，韓燕，耿青，馮衛(wèi)華，林吉征

良惡性骨腫瘤的鑒別診斷具有重要的臨床意義，因為兩者臨床治療方法及外科處理方式完全不同。MRI具有很高的軟組織分辨率，因而對良惡性骨腫瘤的鑒別診斷(較X線和CT)具有獨特的作用。筆者通過分析其MRI表現(xiàn)，并與病理學對照，尋找良惡性骨腫瘤的MRI鑒別診斷征象，旨在提高MRI對骨腫瘤的術前診斷正確率，為手術提供有臨床意義的指導。

1 材料與方法

病例來源：回顧手術病理證實典型的良惡性骨腫瘤156例，其中良惡性骨腫瘤各78例，(已剔除良惡性交界性腫瘤或侵襲性腫瘤，如韌帶樣纖維瘤、骨巨細胞瘤等)。其中，男85例，女71例；年齡13歲～81歲，平均40歲。惡性骨腫瘤中，骨肉瘤13例，軟骨肉瘤11例，惡性纖維組織細胞瘤8例，骨轉移瘤13例， Ewing瘤11例，多發(fā)性骨髓瘤12例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤6例，骨惡性淋巴瘤4例。良性骨腫瘤中，骨母細胞瘤12例，軟骨母細胞瘤11例，骨軟骨瘤6例，軟骨瘤10例，骨樣骨瘤15例，非骨化性纖維瘤10例，骨化性纖維瘤3例，軟骨黏液樣纖維瘤4例，骨血管瘤7例。

檢查方法：采用GE公司Signa HDX 3.0T磁共振掃描儀，全部156例患者均行MR平掃檢查，81例患者進行了MR常規(guī)增強掃描，行橫軸面、冠狀面、矢狀面成像。MR平掃序列參數(shù)：SE T1WI(TR 500ms，TE 20ms)，T2WI及T2WI脂肪抑制序列(TR 4000ms，TE 80ms)。DWI TR 10000ms，TE 100ms，取b值 700s/mm2。層厚5.0mm，層間隔1.0mm。增強掃描采用常規(guī)T1WI序列(參數(shù)同上)，對比劑使用Gd-DTPA，劑量15 ml，手推注射器肘前靜脈團注，在5～10s 內(nèi)完成。

分析方法：2名高年資MRI肌骨專業(yè)醫(yī)師在PACS系統(tǒng)中共同對影像進行評價，進行MRI征象及病理學征象回顧，統(tǒng)計骨骼為中心的軟組織腫塊、腫瘤邊界、DWI高信號、腫瘤周圍水腫、放射狀骨膜反應與骨膜三角、增強掃描明顯強化征象分別在良惡性骨腫瘤中出現(xiàn)的例數(shù)，以研究上述異常征象對良惡性的鑒別作用。意見不同時，協(xié)商取一致意見。軟組織腫塊定義為有明確邊界的異常實性區(qū)域，T1WI信號高于水或積液的信號，T2WI或其脂肪抑制序列信號低于水或積液信號；且以清楚的邊界和局限的區(qū)域區(qū)別于軟組織水腫或軟組織腫脹。

統(tǒng)計方法：對各種征象在良惡性骨腫瘤中的出現(xiàn)率做統(tǒng)計學分析。采用樣本率的u檢驗進行統(tǒng)計學分析，以P<0.05 為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

骨骼為中心的軟組織腫塊65例(圖1)。其中64例(98.5%)為惡性腫瘤(惡性纖維組織細胞瘤7例，骨轉移瘤10例，軟骨肉瘤11例，骨肉瘤13例，Ewing瘤10例，多發(fā)性骨髓瘤5例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤6例，骨惡性淋巴瘤2例)。1例(1.5%)為良性骨腫瘤(骨母細胞瘤1例)。兩者有顯著性差別(u=2.98，P<0.01)。

腫瘤邊界清楚者82例(圖2)。其中39例(47.6%)為良性骨腫瘤(骨母細胞瘤5例，軟骨母細胞瘤6例，骨軟骨瘤5例，軟骨瘤6例，骨樣骨瘤5例，非骨化性纖維瘤5例，骨化性纖維瘤3例，軟骨黏液樣纖維瘤2例，骨血管瘤2例)。43例(52.4%)為惡性腫瘤(惡性纖維組織細胞瘤4例，骨轉移瘤7例，軟骨肉瘤6例，骨肉瘤8例， Ewing瘤7例，多發(fā)性骨髓瘤6例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤3例，骨惡性淋巴瘤2例)。兩者無顯著性差別(u=1.45，P>0.05)。

DWI高信號者126例，其中65例(51.6%)為惡性骨腫瘤(骨肉瘤12例，軟骨肉瘤10例，惡性纖維組織細胞瘤4例，骨轉移瘤12例，Ewing瘤8例，多發(fā)性骨髓瘤9例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤6例，骨惡性淋巴瘤4例)。61例(48.4%)為良性骨腫瘤(骨母細胞瘤12例，軟骨母細胞瘤11例，軟骨瘤9例，骨樣骨瘤14例，非骨化性纖維瘤4例，軟骨黏液樣纖維瘤4例，骨血管瘤7例)。兩者無顯著性差別(u=1.27，P>0.05)。

圖1 男，32歲，惡性纖維組織細胞瘤。A： MR冠狀面T2WI脂肪抑制序列顯示以股骨中段為中心的明顯高信號腫塊累及骨內(nèi)外。B：MR 橫軸面T1WI 顯示股骨中段髓腔內(nèi)軟組織腫塊延伸至骨外。C：病理切片(HE ×200)顯示高度多形性的瘤細胞，部分區(qū)域呈席紋狀排列，核深染 圖2 男，43歲，軟骨肉瘤。A：MR 冠狀面T2WI 脂肪抑制序列顯示脛骨上端類圓形高信號，邊界清楚銳利，其內(nèi)可見多發(fā)點條狀及弧形低信號。B：MR冠狀面T1WI顯示脛骨上端類圓形低信號，邊界清楚銳利。C：病理切片(HE ×200)見部分瘤細胞呈空泡征，周圍是高度多形性的肉瘤樣間質(zhì) 圖3 男，15歲，軟骨母細胞瘤。A：MR冠狀面、B橫軸面 T2WI 脂肪抑制序列顯示脛骨上端骨骺內(nèi)類圓形高信號病灶(箭)，邊緣見低信號環(huán)，周圍見明顯水腫高信號。C：病理切片(HE ×200)顯示片狀及散在分布的形態(tài)較一致的軟骨母細胞 圖4 男，19歲，骨肉瘤。A：MR橫軸面 T1WI，股骨下段及其周圍軟組織腫塊內(nèi)可見放射狀骨膜反應(箭)。B：病理切片(HE ×100)，示明顯異型性的腫瘤細胞及其產(chǎn)生的骨樣基質(zhì)及不成熟或不規(guī)則異型的骨小梁Fig.1 Male, 32 years old.Malignant fi brous histiocytoma.A: MR T2WI with fat suppression, shows high signal mass in and outside the centre part of the femur.B: MR axial T1WI displays the mass in the middle part of left femur extending from medullary canal to the outside.C: Pathological slice (HE ×200)demonstrates pleomorphic tumor cell, with striate –like arrangement in some area and darkstained nucleus.Fig.2 Male, 43 years old.Chondrosarcoma.A:MR coronal T2WI with fat suppression, shows oval high signal in the upper end of tibia with clear margin and multiple dot or stripe-like low signal inside.B: MR coronal T1WI demonstrates oval low signal in the upper end of tibia with clear margin.C: Pathological slice (HE ×200) demonstrates vocule sign in some tumor cell surrounded by multi-formed sarcomatoid interstitial.Fig.3 Male, 15 years old.Chondrosarcoma.A MR coronal, B axial T2WI with fat suppression, shows oval high signal in the upper epiphysis of tibia with low signal ring and surrounded by high signal edema (arrow).C: Pathological slice (HE ×200) demonstrates scattered chondroblastic cell with similar size.Fig.4 Male, 19 years old.Osteosarcoma.A: MR T1WI axial, shows radial periosteal reaction in the soft tissue mass around the lower part of femur (arrow).B: Pathological slice (HE ×100) demonstrates tumor cells with atypia,osteoid stroma and immature or irregular bone trabecula.

有腫瘤周圍水腫者90例(圖3)。其中60例(66.7%)為惡性腫瘤(骨肉瘤12例，軟骨肉瘤8例，惡性纖維組織細胞瘤7例，Ewing瘤9例，骨轉移瘤10例，多發(fā)性骨髓瘤7例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤5例，骨惡性淋巴瘤2例)。30例(33.3%)為良性骨腫瘤(骨樣骨瘤14例，骨母細胞瘤7例，軟骨母細胞瘤9例)。兩者有顯著性差異(u=2.65，P<0.05)。

出現(xiàn)放射狀骨膜反應與骨膜三角者48例(圖4)。其中45例(93.8%)為惡性骨腫瘤(骨肉瘤10例，軟骨肉瘤7例，惡性纖維組織細胞瘤5例，Ewing瘤6例，骨轉移瘤7例，多發(fā)性骨髓瘤2例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤5例，骨惡性淋巴瘤3例)。3例(6.2%)為良性骨腫瘤(骨血管瘤2例，骨母細胞瘤1例)。兩者有顯著性差異(u=2.83，P<0.01)。

病變區(qū)域明顯強化者69例，其中49例(71.0%)為惡性骨腫瘤(骨肉瘤7例，軟骨肉瘤8例，惡性纖維組織細胞瘤8例，骨轉移瘤7例， Ewing瘤8例，多發(fā)性骨髓瘤7例，原始神經(jīng)外胚層腫瘤2例，骨惡性淋巴瘤2例)。20例(29.0%)為良性骨腫瘤(骨母細胞瘤5例，軟骨母細胞瘤4例，軟骨瘤2例，骨樣骨瘤6例，軟骨黏液樣纖維瘤1例，骨血管瘤2例)。兩者有顯著性差別(u=2.33，P<0.05)

3 討論

MRI不是利用X線成像，成像原理完全不同于X線平片和CT，所以傳統(tǒng)的骨腫瘤的X線表現(xiàn)如骨質(zhì)破壞，骨質(zhì)硬化，瘤骨，鈣化等在MRI上有不同的表現(xiàn)。但MRI軟組織分辨率更高，且對骨髓異常的顯示明顯優(yōu)于CT和X線片，因而對骨腫瘤有更高的檢出率。但由于骨腫瘤的MRI信號復雜，及對MRI表現(xiàn)的認識經(jīng)驗不足，會造成定性的誤診，包括對良惡性的診斷錯誤。所以，有必要對骨腫瘤良惡性的鑒別診斷進行研究和討論。

研究表明MRI雖然能顯示腫塊內(nèi)的某些組織成分，但良惡性腫塊的信號特征有很大重疊性，不能依此區(qū)分良惡性[1]。當然，MRI上的一些表現(xiàn)可以強烈提示惡性病變，而一些征象并不像想象的那樣對良惡性有鑒別意義。

軟組織腫塊很少見于良性骨腫瘤，因為后者生長緩慢，要么病變很難突破骨皮質(zhì)，要么在骨質(zhì)吸收后有足夠時間反應性成骨形成包殼包繞病變區(qū)域，因而很少見到腫瘤突破骨皮質(zhì)向周圍軟組織內(nèi)延伸或侵犯形成軟組織內(nèi)腫塊。當然，一些侵襲性的良性腫瘤或良惡性交界的腫瘤，如骨巨細胞瘤，可以形成骨皮質(zhì)的穿破或形成周圍軟組織的明顯腫塊，這些腫瘤的類型中有些被歸于惡性腫瘤的范疇如骨巨細胞瘤III級或惡性骨巨細胞瘤，易引起概念上的混淆，所以被剔除于本研究中在外。MRI有很高的的軟組織分辨率，常規(guī)的T1WI和T2WI就可清晰顯示起源于骨的惡性腫瘤在骨內(nèi)的浸潤和骨外侵犯并形成軟組織腫塊[2](圖1)。本研究顯示，骨骼為中心的軟組織腫塊98.5% (64/65)為惡性腫瘤，表明此為可靠的惡性征象。

腫瘤的邊界清楚與否，常被用來判斷骨腫瘤的良惡性。良性骨腫瘤因生長緩慢，呈膨脹性生長，可表現(xiàn)邊界清楚，但有些骨良性腫瘤，如骨血管瘤，呈浸潤性生長，無包膜形成，邊界顯示不清。惡性骨腫瘤呈浸潤性生長，故有些惡性骨腫瘤在病理和MRI上邊界模糊不清楚；但有些惡性骨腫瘤周圍常有假包膜形成[3]，加之T1WI上腫瘤組織侵犯的骨髓失去正常黃骨髓的高信號而表現(xiàn)為信號減低，脂肪抑制序列上脂肪信號被抑制而瘤體信號提高，與正常骨髓有良好的對比，因而惡性骨腫瘤亦可表現(xiàn)邊界清晰[4](圖2)。本研究表明，腫瘤邊界清楚者47.6%為良性，52.4%為惡性，兩者無顯著性差別。

磁共振擴散加權成像(DWI)反映的是水分子的擴散運動。水分子擴散的限制越明顯，DWI信號越高。DWI信號強度不僅與細胞密度有正比關系，而且與組織的血流灌注和T2穿透效應有關。當受檢組織的T2值明顯增高，可能造成擴散受限的假陽性表現(xiàn)。良惡性腫瘤內(nèi)部都可有出血壞死和細胞毒性水腫，細胞致密程度及血流灌注多少均可不一致，造成了良惡性腫瘤的DWI信號有很大重疊，DWI高信號并非惡性腫瘤的特異性征象[5]。正如本研究顯示，51.6%出現(xiàn)于惡性骨腫瘤，48.4%出現(xiàn)于良性骨腫瘤，兩者無顯著性差別。DWI高信號對良惡性骨腫瘤無明顯鑒別作用。

惡性骨腫瘤向周圍浸潤可引起周圍組織血流灌注及細胞通透性的改變[6]。良性腫瘤如骨樣骨瘤、軟骨母細胞瘤、骨母細胞瘤能產(chǎn)生前列腺素，引起周圍骨及軟組織非特異性炎性反應，這種情況也可見于Langerhans細胞組織細胞增生癥等腫瘤樣病變。雖然機理不同，良惡性骨腫瘤均可引起周圍骨組織及周圍軟組織內(nèi)的水腫[7](圖3)。本研究中66.7%的水腫由惡性腫瘤引起，33.3%出現(xiàn)于良性骨腫瘤，周圍骨髓及軟組織水腫多見于惡性骨腫瘤。

骨膜反應是骨腫瘤的一個重要征象。骨膜較為堅韌，對病變有一定的阻擋作用，對于生長較為緩慢的病變，在骨膜被穿破之前，受刺激的骨膜不斷成骨，在骨質(zhì)破壞的周圍形成層狀的連續(xù)的骨膜反應或新生骨并逐漸增厚形成膨脹的包殼樣外觀[8]。而對于增長迅速的病變，增厚的骨膜被病理組織抬起、穿破中斷呈現(xiàn)三角形斷端而形成骨膜三角，骨膜周圍的血管亦被掀起而垂直于骨干，沿血管分布的新生骨垂直行呈現(xiàn)放射狀骨膜反應或骨針(圖4)。這些快速進展的病變可以是惡性腫瘤，如常見的骨肉瘤，也可以是其他惡性腫瘤如骨轉移瘤、惡性纖維組織細胞瘤、原始神經(jīng)外胚層腫瘤等[9]。少數(shù)情況下急性進展的良性病變?nèi)缂毙怨撬柩住B骨血管瘤、骨母細胞瘤，和一些貧血性病變在顱骨的表現(xiàn)也可分別顯示骨膜三角、放射狀骨膜反應和骨針。本研究中放射狀骨膜反應與骨膜三角者93.8%為惡性骨腫瘤，僅6.2%為良性骨腫瘤，因而有較好的良惡性鑒別診斷作用。

順磁性對比劑Gd-DTPA，通過改變局部磁場環(huán)境而間接縮短病變組織的Tl、T2弛豫時間，肌骨系統(tǒng)腫瘤強化主要與對比劑在毛細血管內(nèi)的灌注和在腫瘤組織內(nèi)的擴散有關，而后者與腫瘤內(nèi)毛細血管通透性有關[10]，換言之，肌骨腫瘤的強化程度與其血供和毛細血管壁的成熟程度或完整性有關。多數(shù)惡性骨腫瘤血供豐富，其新生毛細血管及其管壁發(fā)育不成熟，通透性增加，因而強化明顯，但一些良性腫瘤，如骨母細胞瘤、血管瘤等同樣有此現(xiàn)象，不過這種現(xiàn)象更多見于惡性骨腫瘤。本研究中，病變區(qū)域明顯強化者，71.0%出現(xiàn)于惡性骨腫瘤，29.0%出現(xiàn)于良性骨腫瘤，兩者有顯著性差別。

從以上的研究可以看出，骨內(nèi)病變合并周圍軟組織腫塊是骨腫瘤可靠的惡性征象。骨膜三角及放射狀骨膜反應強烈提示惡性骨腫瘤，少數(shù)情況下也可見于良性病變。異常信號邊界清楚與否、DWI高信號對骨腫瘤良惡性鑒別意義不大。病變明顯強化征象、周圍骨髓及軟組織水腫多見于惡性骨腫瘤。

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