磁共振彌散加權(quán)成像在不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤鑒別中的應(yīng)用

吳斌，李君，金彪，王永杰，盧子逍

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院崇明分院，上海202150)

磁共振彌散加權(quán)成像在不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤鑒別中的應(yīng)用

吳斌，李君，金彪，王永杰，盧子逍

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院崇明分院，上海202150)

目的 探討磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)在不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤鑒別中的應(yīng)用。方法選擇80例椎骨轉(zhuǎn)移瘤患者，其中原發(fā)病為乳腺癌22例(乳腺癌組，共38個病變椎骨)、肺癌33例(肺癌組，共52個病變椎骨)、前列腺癌25例(前列腺癌組，共35個病變椎骨)，同期體檢健康者30例作為對照組(共30個正常椎骨)。各組均在磁共振常規(guī)序列的基礎(chǔ)上行DWI成像，分析其信號特點，測量患者病變椎骨及對照組正常椎骨感興趣區(qū)的表觀彌散系數(shù)(ADC)。結(jié)果乳腺癌組、肺癌組和前列腺癌組椎骨DWI信號特點比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，上述三組與對照組DWI信號特點比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。乳腺癌組椎骨ADC為(2.82±0.11)×10-3mm2/s、95%CI為2.76～2.88，肺癌組分別為(1.50±0.24)×10-3mm2/s、1.37～1.64，前列腺癌組分別為(1.73±0.21)×10-3mm2/s、1.59～1.86，對照組分別為(0.58±0.12)×10-3mm2/s、0.53～0.64，各組椎骨ADC兩兩比較P均<0.01。結(jié)論磁共振DWI的ADC改變有助于鑒別椎骨轉(zhuǎn)移瘤的來源，但信號特點的變化則不能用于其鑒別診斷。

脊椎轉(zhuǎn)移瘤；磁共振成像；彌散加權(quán)成像；彌散系數(shù)

椎骨是體內(nèi)多種惡性腫瘤的常見轉(zhuǎn)移部位，部分椎骨轉(zhuǎn)移瘤甚至不能找到原發(fā)灶。據(jù)統(tǒng)計12%～20%的惡性腫瘤患者最先表現(xiàn)出椎骨轉(zhuǎn)移[1]，其原發(fā)腫瘤以乳腺癌、肺癌、前列腺癌居多[2]。椎骨轉(zhuǎn)移瘤預(yù)后較差，平均生存時間約為7個月[3]。不同來源的椎骨轉(zhuǎn)移瘤治療方法各有差異，治療前準確進行病情評估是選擇治療方法的關(guān)鍵[4，5]。研究表明，椎骨轉(zhuǎn)移瘤的來源不同與術(shù)中出血量存在相關(guān)性[6]。因此，明確椎骨轉(zhuǎn)移瘤的來源對患者治療方式的選擇、完善圍手術(shù)期準備工作以及保證手術(shù)安全等極為重要。病理穿刺活檢是甄別椎骨不同病理類型的金標準，但具有創(chuàng)傷性，亦有損傷脊髓神經(jīng)以及引起種植轉(zhuǎn)移的可能。磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)可反映人體細胞在分子水平上的特性。本研究對比分析不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤的DWI表現(xiàn)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年1月～2015年10月我院收治的80例椎骨轉(zhuǎn)移瘤患者，男46例、女34例，年齡(60.0±16.4)歲；原發(fā)病為乳腺癌22例(乳腺癌組，共38個病變椎骨)，肺癌33例(肺癌組，共52個病變椎骨)，前列腺癌25例(前列腺癌組，共35個病變椎骨)。病理證實或經(jīng)影像學(xué)檢查、實驗室檢查證實為椎骨轉(zhuǎn)移瘤；無MRI禁忌證，如安裝心臟起搏器、神經(jīng)刺激器、金屬異物、幽閉恐懼癥等；均未接受放化療或手術(shù)等針對性治療。選擇同期體檢健康者30例作為對照組(共30個正常椎骨)，男18例、女12例，年齡(45.0±4.8)歲。兩組性別、年齡具有可比性。本研究通過醫(yī)院倫理委員會審核，受試者均知情同意。

1.2 磁共振DWI檢查 采用美國GE Signa Excite 1.5T超導(dǎo)核磁共振掃描儀，8通道頸胸腰聯(lián)合線圈。常規(guī)矢狀位FSE T1WI，F(xiàn)SE T2WI(TR分別為475和3 000 ms，TE分別為最小值和102 ms)。NEX 2，矩陣256×160，F(xiàn)RFSE脂肪抑制序列T2WI掃描(TR/TE，3 000 ms/102 ms)；NEX 3，矩陣320×160。DWI成像采用SE-EPI序列(TR/TE，5 000 ms/最小值)；NEX 4，矩陣128×128；其他參數(shù)均與常規(guī)掃描一致：層厚4 mm、層間距1 mm，F(xiàn)OV 320 mm，掃描層數(shù)11層，在X、Y、Z 軸三個方向上分別施加擴散敏感梯度，b 值取500 s/mm2。 圖像分析及指標觀察采用MRI自帶工作站AW4.3 Functool2軟件。對椎骨轉(zhuǎn)移瘤患者的病變椎骨及對照組的正常椎骨進行定位，確定感興趣區(qū)(ROI)位置、形狀以及大小。由2名具有十年以上磁共振診斷經(jīng)驗的醫(yī)師對兩組DWI表現(xiàn)進行分析比較。記錄各組椎骨在T1WI、T2WI及脂肪抑制序列上的信號特點。最終測試區(qū)邊緣距離椎骨邊緣不小于1.5 mm，ROI的形狀、大小視病灶形狀、大小而定，測量每個ROI內(nèi)的表觀彌散系數(shù)(ADC)；測量3次，取平均值。對照組ADC測量時取正常椎骨的中心區(qū)域，且測量時避開椎間盤、脊髓等結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果

2.1 各組椎骨DWI信號比較 乳腺癌組17個椎骨(44.7%)表現(xiàn)為等信號或混雜信號、21個(55.3%)表現(xiàn)為高信號，肺癌組分別為22個(42.3%)、30個(57.7%)，前列腺癌組分別為16個(45.7%)、19個(54.3%)，對照組均表現(xiàn)為等信號。乳腺癌組、肺癌組和前列腺癌組椎骨DWI信號特點組間兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，但與對照組DWI信號特點比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。

2.2 各組椎骨ADC比較 乳腺癌組椎骨ADC為(2.82±0.11)×10-3mm2/s、95%CI為2.76～2.88，肺癌組分別為(1.50±0.24)×10-3mm2/s、1.37～1.64，前列腺癌組分別為(1.73±0.21)×10-3mm2/s、1.59～1.86，對照組分別為(0.58±0.12)×10-3mm2/s、0.53～0.64；各組椎骨ADC兩兩比較P均<0.01；肺癌組和前列腺癌組ADC的95%CI存在交叉。

3 討論

椎骨轉(zhuǎn)移瘤有多種治療方式，須對患者年齡、腫瘤組織學(xué)特點、對激素和放射線的敏感性、對腫瘤藥物的耐受情況、脊椎的不穩(wěn)定程度、神經(jīng)系統(tǒng)狀況等進行綜合性分析[7,8]，然后選擇個體化治療方案。因為患者預(yù)后與原發(fā)腫瘤有直接關(guān)系[3，9]，因此對于原發(fā)腫瘤的鑒別診斷有助于制定治療方案，尤其是對于尚未發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤以及難以行穿刺活檢者可依據(jù)影像學(xué)資料來完善其疾病信息。常規(guī)磁共振掃描顯示，來源不同的椎骨轉(zhuǎn)移瘤其形態(tài)、影像信號以及增強掃描強化方式相似，難以甄別。DWI是目前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域惟一能夠反映活體內(nèi)水分子彌散運動的檢查方法，不同來源的椎骨轉(zhuǎn)移瘤其病理基礎(chǔ)、組織學(xué)類型不同，細胞外水分子的彌散程度也不相同。研究認為，DWI對乳腺癌、肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷敏感性遠遠高于常規(guī)MRI[10]。

ADC反映的是組織彌散和灌注情況，與腫瘤細胞分布的密集程度密切相關(guān)。轉(zhuǎn)移瘤細胞生長迅速，組織密度高，生物膜結(jié)構(gòu)限制了水分子的擴散，故ADC減小；ADC還與腫瘤的組織結(jié)構(gòu)、微環(huán)境變化、核質(zhì)比以及組織的水腫、壞死、纖維化等密切相關(guān)[11]；不同的組織其病理、生理過程不同，水分子彌散運動程度不同，故不同組織的ADC也不同[12]。有報道稱，b值過小(200 s/mm2)或過大(800 s/mm2)均難以真實反映病灶情況[13，14]，因此研究中b值取為500 s/mm2。

Kakhki等[2]研究表明，肺癌、乳腺癌和前列腺癌是導(dǎo)致椎骨轉(zhuǎn)移瘤的前三位原發(fā)腫瘤，因此本研究僅選擇上述三種原發(fā)腫瘤導(dǎo)致的椎骨轉(zhuǎn)移瘤進行觀察。結(jié)果顯示，乳腺癌組、肺癌組和前列腺癌組椎骨DWI信號特點比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，說明磁共振DWI信號特點改變對于不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷意義不大。本研究各組椎骨ADC測量結(jié)果為乳腺癌組>前列腺組>肺癌組>對照組，且組間兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)差異。分析原因，肺癌細胞生長速度較乳腺癌和前列腺癌快(骨轉(zhuǎn)移者平均生存時間僅為2個月)，肺癌轉(zhuǎn)移瘤細胞密集分布，為水分子擴散限制最高的細胞，因此ADC相對較低；而乳腺癌細胞生長較慢(骨轉(zhuǎn)移患者平均存活時間可達30個月)，故ADC相對較低。本研究中肺癌組和前列腺癌組ADC的95%CI存在交叉，具體原因有待于進一步研究。此外椎骨內(nèi)脂肪含量變化對其ADC的測量結(jié)果亦有影響，整個研究中須保證空間分辨率、信噪比、NEX、b值等成像參數(shù)一致，盡量避免其對ADC的影響。

綜上所述，磁共振DWI的ADC改變有助于鑒別椎骨轉(zhuǎn)移瘤的來源，而信號變化則不能用于其鑒別診斷。本研究中正常椎骨的ADC最低，肺癌、前列腺、乳腺癌椎骨轉(zhuǎn)移瘤ADC依次升高，肺癌與前列腺癌椎骨轉(zhuǎn)移瘤的ADC還存在交叉，診斷時還需結(jié)合MRI常規(guī)序列及臨床信息進行綜合分析。另外，ADC的測量受磁共振設(shè)備、掃描參數(shù)設(shè)置以及測量誤差等影響，目前仍難以獲得區(qū)分不同來源椎骨轉(zhuǎn)移瘤的最佳ADC臨界值，尚需進一步研究。

[1] Laufer I, Sciubba DM, Madera M, et al. Surgical management of me-tastatic spinal tumors[J]. Cancer Control, 2012,19 (2):122-128.

[2] Kakhki VR, Anvari K, Sadeghi R, et al. Pattern and distribution of bone metastases in common malignant tumors[J]. Nucl Med Rev Cent East Eur, 2013,16(2):66-69.

[3] Dardic M, Wibmer C, Berghold A, et al. Evaluation of prognostic scoring systems for spinal metastases in 196 patients treated during 2005-2010[J]. Eur Spine J, 2014:[Epub ahead of print].

[4] Zou XN, Grejs A, Li HS, et al. Estimation of life expectancy for selecting surgical procedure and predicting prognosis of extradural spinal metastases[J]. Cancer, 2006,25(11):1406-1410.

[5] Tabouret E, Cauvin C, Fuentes S, et al.Reassessment of scoring systems and prognostic factors for metastatic spinal cord compression[J]. Spine J, 2013,(20):144.

[6] 周傳利,王德春,候峰,等.椎骨轉(zhuǎn)移瘤術(shù)中出血與原發(fā)腫瘤組織學(xué)類型的相關(guān)性研究[J].中國矯形外科雜志,2014,22(17):1619-1621.

[7] Tokuhashi Y, Matsuzaki H, Oda H, et al. A revised scoring system for preoperative evaluation of metastatic spine tumor prognosis[J]. Spine, 2005,30(19):2186-2191.

[8] Tomita K, Kawahara N, Kobayashi T, et al. Surgical strategy for spinal metastases[J]. Spine, 2001,26(3):298-306.

[9] Mercadante S, Fulfaro F. Management of painful bone metastases[J]. Curr Opin Oncol, 2007,19(4):308-314.

[10] Nemeth AJ, Henson JW, Mullins ME, et al. Improved detection of skull metastasis with diffusion-weighted MR imaging[J]. AJNR, 2007,28(6):1088-1092.

[11] Guo AC, Cummings TJ, Dash RC, et al. Lymphomas and high-grad as-trocytomas: comparison of water diffusibility and histologic characteristics[J]. Radiology, 2002,224(1):177-183.

[12] Bammer R. Basic principles of diffusion-weighted imaging[J]. Eur J Radiol, 2003,45(3):169-184.

[13] Baur A, Stabler A, Bruning R, et al. Diffusionweighted MR imaging of bone marrow: differentiation of benign versus pathologic compression fractures[J]. Radiology, 1998,207(2):349-356.

[14] Chan JH, Peh WC, Tsui EY, et al. Acute vertebral body compression fractures: discrimination between benign and malignant causes using apparent diffusion coefficients[J]. Br J Radiol, 2002,75(891):207-214.

崇明縣科學(xué)技術(shù)發(fā)展資金項目 (CKY2014-02)。

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.48.018

R738.1

B

1002-266X(2016)48-0055-03

2016-03-15)