MR評價良性骨腫瘤及腫瘤樣病變與惡性骨腫瘤周圍水腫的不同

高賽，楊志濤，李翔，陳海松*，徐文堅

骨腫瘤及腫瘤樣病變周圍常出現骨髓水腫和軟組織水腫，軟組織水腫主要為筋膜和肌肉水腫。瘤周水腫的形成機制仍然不清楚，但瘤周水腫往往是MR過度診斷或誤診的原因之一，比如一些良性骨腫瘤和腫瘤樣病變周圍可以形成明顯的水腫，經常會被誤診成惡性骨腫瘤。目前，瘤周水腫在骨腫瘤與腫瘤樣病變良惡性鑒別診斷中的作用尚未引起重視。雖然平片和CT無法明確顯示骨髓和軟組織水腫，但MR組織對比度較高，MR平掃特別是T2WI壓脂像或STIR壓脂像能敏感清晰地顯示骨髓和軟組織水腫。本研究通過MR分析良性骨腫瘤及腫瘤樣病變與惡性骨腫瘤周圍水腫的不同，以期有助于良惡性鑒別診斷。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧分析2014年8月至2018年8月我院121例經手術病理證實且有MRI資料的骨腫瘤和腫瘤樣病變患者，檢查前未進行手術或其他治療。所有受試者檢查前均簽署知情同意書。良惡交界性腫瘤(如骨巨細胞瘤、促纖維結締組織增生性纖維瘤等)、合并病理骨折和顱骨病變患者不納入觀察。其中，男性78例，女性43例，年齡4～80歲，中位年齡33歲。良性骨腫瘤及腫瘤樣病變63例，年齡4～77歲，中位年齡21歲。惡性骨腫瘤58例，年齡10～80歲，中位年齡55歲。病理結果見表1。

1.2 影像檢查

所有患者均行MRI平掃檢查。采用美國GE signa 3.0 T或1.5 T超導型MR儀。層厚5 mm，層間隔1 mm。行橫軸位、冠狀位和矢狀位掃描，序列包括SET1WI (TR 500 ms，TE 20 ms)、T2WI及T2WI預飽和脂肪抑制序列(TR 4000 ms，TE 80 ms)。10例良性腫瘤及11例惡性腫瘤并行MR增強掃描，使用Gd-DTPA，0.2 mL/kg團注后行SE T1WI及預飽和脂肪抑制T1WI。

1.3 影像資料分析

由2名高年資骨骼肌肉系統專業放射科醫師共同對影像進行評價。觀察腫瘤周圍有無骨髓及軟組織水腫，并且測量腫瘤長徑、骨髓及軟組織水腫范圍長徑[1]。在脂肪抑制T2WI上，選擇腫瘤范圍最大的方位及層面，沿其最大徑作直線，與腫瘤邊緣的兩交點間的距離為腫瘤長徑(圖1A)；在骨髓水腫范圍最大的方位及層面，從骨髓水腫的最遠點向腫瘤中心作連線，與腫瘤邊緣形成一個交點，該交點與最遠點之間的距離即為骨髓水腫的范圍長徑(圖1B)；在軟組織水腫最寬處，測量其最遠點與最近的骨皮質之間的垂直距離，即為軟組織水腫范圍長徑(圖1C)。分別計算骨髓及軟組織水腫與腫瘤長徑的比值。該參數的意義在于評價骨腫瘤周圍水腫的嚴重程度。周圍水腫的大小可能與腫瘤的大小有關，為客觀評價周圍水腫的程度，排除腫瘤大小因素對周圍水腫的影響，所以采用骨髓水腫最大徑與腫瘤最大徑比值來評價周圍水腫的大小。

瘤周水腫的判定標準[2]：骨髓水腫為骨髓內腫瘤周圍異常信號區域，一般T1WI呈等或低信號，T2WI及T2WI脂肪抑制序列上呈高信號，信號均勻一致，與正常骨髓邊界模糊[3]。軟組織水腫為腫瘤外周肌肉及筋膜內的T1WI低或等信號，T2WI及T2WI脂肪抑制序列上高信號，信號一般均勻一致，呈條帶狀或羽毛狀，不引起軟組織的變形及移位。

1.4 統計學方法

采用SPSS 20.0統計軟件進行統計學分析。良惡性組骨髓及軟組織水腫出現率的差異采用卡方檢驗。良惡性組骨髓及軟組織水腫范圍長徑與腫瘤范圍長徑比值的組間差異采用非參數檢驗。

2 結果

表1 121例骨腫瘤與腫瘤樣病變骨髓水腫及軟組織水腫出現情況(例)Tab. 1 Bone marrow and soft tissue edema in 121 cases of bone tumors and tumor-like lesions (case)

63例良性骨腫瘤及腫瘤樣病變中，骨髓水腫出現率為65.08%(41/63)。其中動脈瘤樣骨囊腫、軟骨母細胞瘤、骨樣骨瘤、骨母細胞瘤、朗格漢斯細胞組織細胞增生癥、良性纖維組織細胞的所有病例均出現骨髓水腫；骨囊腫、骨纖維結構不良、骨軟骨瘤的部分病例出現骨髓水腫。軟組織水腫出現率為63.49%(40/63)，其中軟骨母細胞瘤、骨樣骨瘤、良性纖維組織細胞瘤的所有病例均出現軟組織水腫；而動脈瘤樣骨囊腫、骨母細胞瘤、朗格漢斯細胞組織細胞增生癥、骨纖維結構不良、骨軟骨瘤、軟骨瘤的部分病例出現軟組織水腫。

表2 良惡性組骨髓及軟組織水腫出現率Tab. 2 The incidence of bone marrow and soft tissue edema in benign and malignant groups

表3 良惡性組骨髓和軟組織水腫長徑與腫瘤長徑比值及比值中位數Tab. 3 The ratio of the largest diameter of bone marrow and soft tissue edema to that of tumor and the median of the ratio in benign and malignant groups

58例惡性骨腫瘤中，骨髓水腫出現率為58.62%(34/58)。其中淋巴瘤的所有病例均出現骨髓水腫；骨肉瘤、軟骨肉瘤、轉移瘤、尤文肉瘤、未分化高級別多形性肉瘤、骨髓瘤的部分病例出現骨髓水腫。軟組織水腫的出現率為81.03%(47/58)，其中未分化高級別多形性肉瘤、骨髓瘤、淋巴瘤的所有病例均出現軟組織水腫；而骨肉瘤、軟骨肉瘤、轉移瘤、尤文肉瘤的部分病例出現軟組織水腫。

良惡性組骨髓水腫出現率無明顯差異(P＞0.05)，而惡性組軟組織水腫出現率大于良性組(P＜0.05)。結果見表2。

骨髓水腫長徑與腫瘤長徑范圍比值：良性組大于惡性組(P＜0.05)，良性組為0.26～6.4，中位數為0.69；惡性組為0.1～5.09，中位數為0.425。軟組織水腫長徑與腫瘤長徑范圍比值：良惡性組間無明顯差異(P＞0.05)，良性組為0.11～5.8，中位數為0.415；惡性組為0.05～1.22，中位數為0.3。見表3，圖2、3。

圖1 28歲，男性，骨良性纖維組織細胞瘤。病灶周圍可見骨髓與軟組織水腫。A：AB為腫瘤最大徑；B：CD為骨髓水腫最大徑；C：EF為軟組織水腫最大徑 圖2 19歲，女性，骨樣骨瘤。A：D為腫瘤最大徑，GH為骨髓水腫最大徑；B：JI為軟組織水腫最大徑。腫瘤范圍較小而骨髓及軟組織水腫范圍相對較大 圖3 10歲，女性，骨肉瘤。A：d為腫瘤最大徑，KL為骨髓水腫最大徑；B：MN為軟組織水腫最大徑。腫瘤較大而骨髓及軟組織水腫范圍相對較小Fig. 1 A 28-year-old man with benign fibrous histiocytoma of bone. Bone marrow and soft tissue edema can be seen around the lesion. A: The distance of AB is the length of the tumor; B: The distance of CD is the length of bone marrow edema; C: The distance of EF is the length of soft tissue edema. Fig. 2 A 19-year-old women with osteoidosteoma. A: D is the length of the tumor, the distance of GH is the length of bone marrow edema; B: The distance of IJ is the length of soft tissue edema. The length of tumor is short and the length of bone marrow and soft tissue edema is large. Fig. 3 A 10-year-old women with osteosarcoma. A: d is the length of the tumor, the distance of KL is the length of bone marrow edema; B: The distance of MN is the length of soft tissue edema. The length of tumor is large and the length of bone marrow and soft tissue edema is short.

良性組中，增強掃描10例，其中軟骨母細胞瘤3例，骨母細胞瘤1例，朗格漢斯細胞組織細胞增生癥2例，骨纖維結構不良1例，骨軟骨瘤3例。惡性組中，增強掃描11例，其中骨肉瘤2例，軟骨肉瘤3例，轉移瘤1例，尤文肉瘤1例，脊索瘤2例，淋巴瘤2例。增強掃描良性組與惡性組骨髓及軟組織水腫均呈晚期均勻強化。

3 討論

3.1 骨髓與軟組織水腫的發生機制

瘤周水腫的發生機制目前仍不清楚，但可以肯定的是，水腫并不是由單一因素造成的[4]。一些學者提出腫瘤周圍的炎性反應，毛細血管滲出及腫瘤內部壓力增高是產生水腫的主要原因[2-3，5]。Janzen等[5]研究在軟骨肉瘤骨髓水腫內發現纖維組織和炎性反應，而Kroon等[3]術中發現骨髓水腫區域宏觀表現正常，顯微鏡下也未見壞死組織、炎癥和纖維化的跡象。Shinmura等[6]、王毅[7]研究發現，軟骨母細胞瘤中環氧合酶-2(COX-2)的表達與瘤周水腫有關。Yamamura等[8]研究發現原發性骨腫瘤患者瘤周水腫與前列腺素水平顯著相關。此前有報道炎性介質前列腺素水平與骨樣骨瘤、成骨細胞瘤及轉移瘤有關。

3.2 骨髓與軟組織水腫的發生率

本研究結果表明，骨髓水腫發生率良惡性組間無明顯差異，但惡性骨腫瘤軟組織水腫發生率大于良性組。Kroon等[3]認為骨髓水腫發生率良性組大于惡性組，與本研究有所不同的原因可能與本組研究中良性組內腫瘤種類較多有關。本研究結果中，惡性骨腫瘤軟組織水腫發生率大于良性組的原因可能為惡性骨腫瘤的骨質破壞更容易引起骨皮質中斷并累及周圍軟組織，有更多的機會造成對周圍軟組織的刺激[1，9]。

3.3 骨髓與軟組織水腫的大小

本研究結果表明，良性組骨髓水腫范圍長徑與腫瘤范圍長徑比值大于惡性組，與James等[10]的報道一致。良性骨腫瘤周圍的骨髓水腫的范圍相對較大，可能與炎性介質的釋放有關。惡性骨腫瘤周圍骨髓水腫的范圍相對較小，可能與惡性骨腫瘤的免疫逃逸有關。良性組與惡性組間周圍軟組織水腫長徑與腫瘤長徑比值無明顯差異，可能與周圍軟組織與骨內腫瘤本身相距較遠，并隔有骨質有關。上述本研究結果中，良性骨腫瘤及腫瘤樣病變周圍的骨髓水腫的范圍相對較大，對于良性骨腫瘤和腫瘤樣病變與惡性骨腫瘤之間的鑒別診斷具有一定的價值。如果骨內的小病灶周圍有大范圍的骨髓水腫，良性骨腫瘤或腫瘤樣病變的可能性大，反之，如果骨內較大的病灶而周圍骨髓水腫相對較小，提示惡性骨腫瘤的可能性較大。

對于骨髓水腫最大徑與腫瘤最大徑之比，良性組大于惡性組，理論基礎為一些良性骨腫瘤與腫瘤樣病變，如骨樣骨瘤、骨母細胞瘤、軟骨母細胞瘤、Langerhans細胞組織細胞增生癥，其病變本身會產生炎癥介質前列腺素，造成周圍骨髓和軟組織的炎性反應并形成明顯的周圍水腫區。而惡性骨腫瘤的免疫逃逸機制會減少和抑制人體對腫瘤本身的免疫作用，反而造成周圍的骨髓水腫程度較輕。

當然，不能單靠骨髓水腫的大小鑒別骨腫瘤與腫瘤樣病變的良惡性。目前，病灶本身形態學征象是良性骨腫瘤及腫瘤樣病變與惡性骨腫瘤的主要鑒別點。張曉莉等[11]研究發現，體素內不相干運動和擴散峰度成像在良惡性骨腫瘤的鑒別診斷中也有一定價值。因此，在臨床影像診斷工作中，首先要依靠其他征象如骨質破壞的形態與邊緣、骨膜反應的形態與程度、骨質硬化的邊緣與程度、是否合并軟組織腫塊等來判斷是否是腫瘤與腫瘤樣病變[12]，然后再參考病變的體素內不相干運動及擴散峰度成像參數、周圍骨髓與軟組織水腫的程度等來進一步判斷良惡性。病變周圍骨髓水腫的程度可以作為良性骨腫瘤與腫瘤樣病變與惡性骨腫瘤的鑒別征象之一。本文的研究結果表明，良性骨腫瘤和腫瘤樣病變一旦出現周圍骨髓水腫，其程度往往較惡性腫瘤周圍骨髓水腫更為明顯。此結果的意義在于，周圍明顯的骨髓水腫不是一種惡性征象，反之，可能是提示良性的一種征象。如果對此認識不足，很容易造成良惡性的誤診。筆者在臨床工作中也發現不少的良性骨病變因為病灶周圍的明顯水腫而被誤診成惡性腫瘤。比如Langerhans細胞組織細胞增生癥、骨母細胞瘤在MR上表現的病灶周圍明顯的骨髓和軟組織水腫經常被當成惡性征象而誤診成惡性腫瘤。

評價周圍水腫對于骨腫瘤與腫瘤樣病變的良惡性的鑒別診斷可以起到補充作用，更重要的是減少周圍水腫征象對良惡性鑒別診斷的誤導作用。正是出于減少誤診的臨床目的，筆者開展了此項研究，這也是本文的臨床意義和價值所在。

增強掃描良性組與惡性組瘤周水腫均呈均勻晚期強化，與姜前等[13]報道一致，多數惡性腫瘤增強掃描呈早期不均勻強化，此征象有助于區分腫瘤本身及瘤周水腫。腫瘤組織具有高灌注及高滲透性，隨血管系統分布的對比劑在局部濃度增加并且快速滲入細胞外間隙，同時由于水腫組織的擴散或滲透作用的增強，SE T1加權增強掃描中，在較長的成像時間內因對比劑在水腫組織中的滲透而使水腫組織得以強化，這種強化主要是晚期強化[14-16]。對于周圍水腫的強化，骨腫瘤與腫瘤樣病變良惡性組間未發現有明顯不同，鑒別診斷意義不大。

3.4 本研究可能的局限性

首先，本研究中骨髓及軟組織水腫均為影像學上的表現，惡性骨腫瘤周圍的水腫區可能包括微觀浸潤區[17-18]，因為水腫區內靠近腫瘤實質部位的邊緣區可以散在少量的腫瘤細胞(稱之為微觀浸潤區)，但在MR平掃上包括微觀浸潤區在內的水腫區域在MR壓脂像上均表現水腫樣的片狀高信號而歸于MR表現中的水腫區域。這并不影響本文的結果，因為微觀浸潤區就在水腫區內，本文的目的是通過水腫區的大小為鑒別良惡性提供一些有用的信息，而不在于確定腫瘤的真正邊緣和邊界。當然惡性骨腫瘤的確切邊界可以另文研究。本研究結果表明，MR表現的惡性腫瘤的周圍骨髓水腫區(可能包括病理上的微觀浸潤區)小于良性腫瘤的周圍骨髓水腫區，如果能夠去掉廣義的水腫區內的微觀浸潤區，惡性骨腫瘤周圍的單純水腫區范圍就更小，也只能表明惡性腫瘤的周圍骨髓水腫范圍更小于良性腫瘤與腫瘤樣病變的周圍骨髓水腫，不影響甚至更支持本文的結果。其次，增加病種特別對于良性骨腫瘤和腫瘤樣病變，會降低周圍水腫的出現率，但也并不會影響本文的研究結論。

總之，正確認識瘤周水腫有重要意義。在臨床工作中往往由于骨內病變周圍的明顯水腫，而將良性骨腫瘤或腫瘤樣病變誤診成惡性骨腫瘤[19]。雖然兩者周圍都可以出現骨髓與軟組織的水腫，但良性骨腫瘤周圍若出現骨髓水腫，其范圍和程度一般較惡性骨腫瘤更為明顯。正確認識這一點，有助于良惡性鑒別診斷和減少誤診。

利益沖突：無。