全身磁共振擴散加權成像對多發性骨髓瘤的診斷價值

王 明，劉 瑩，王亞麗，張 偉，崔鳳珍，李玉清*

(1.河北醫科大學第三醫院CT/MRI室，河北 石家莊 050051；2.河北醫科大學第三醫院放射科，河北 石家莊 050051；3.河北省石家莊市第二醫院核磁室，河北 石家莊 050051)

骨髓瘤是單克隆漿細胞惡性增生性疾病,好發于中老年人，最常侵犯骨骼系統，骨髓瘤骨病是導致多發性骨髓瘤并發癥和死亡的主要原因[1-2]。磁共振擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是目前唯一能夠在活體組織內反映水分子擴散運動的成像技術，表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值定量反映了體內局部水分子的擴散能力，能夠反映組織器官早期的病理生理狀態，為疾病的診斷、分期以及預后隨訪提供新的思路與方法[3-5]。國際骨髓瘤工作組(international myeloma working group，IMWG)共識中推薦采用磁共振的傳統序列和全身磁共振擴散加權成像(whole body diffusion weighted imaging，WB-DWI)技術診斷和評估骨髓瘤[6-7]。在英國，對所有可疑骨髓瘤的初診患者推薦使用全身MRI(包括WB-DWI)作為一線影像檢查方法[8]。目前國內將WB-DWI用于骨髓瘤診斷方面的研究較少，本研究對首診為骨髓瘤的患者治療前行WB-DWI檢查，探討WB-DWI在骨髓瘤診斷中的作用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月—2019年12月河北醫科大學第三醫院經骨髓穿刺或活檢和血液學指標首次確診的骨髓瘤患者31例為試驗組，其中男性17例，女性14例，另選取健康志愿者98例為對照組，其中男性47例，女性51例。2組一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05) 。排除標準：患者有其他惡性腫瘤或血液系統疾病；患者做過放射治療；存在MRI檢查禁忌證；患者拒絕參加者。本研究經我院倫理委員會批準，所有患者在檢查前均簽署MR檢查知情同意書。

1.2方法

1.2.1臨床觀察指標 患者首診治療前的實驗室檢查項目及骨髓細胞學檢查(與MRI檢查時間間隔小于1周)，包括血白蛋白、血紅蛋白、乳酸脫氫酶、血清鈣、血肌酐、血、尿免疫固定電泳、蛋白電泳、血清游離輕鏈檢測、血、尿β2-微球蛋白(β2-microglobulin,β2-MG)檢測及骨髓抽吸、活檢。首診患者的臨床分期采用2017年中國多發性骨髓瘤診治指南[9]。

1.2.2圖像采集 患者于治療前行MRI檢查，包括冠狀位TSE-T1WI、TSE-T2WI和軸位EPI-DWI序列。采用德國Siemens 1.5 T Avanto超導型MR機，4導體部表面線圈。 T1WI的掃描參數為：TR 796 ms，TE 11 ms，FOV 44 cm×44 cm，層厚5.0 mm，矩陣384×384，采集次數2次。T2WI 的掃描參數：TR 5 190 ms，TE 64 ms，FOV 44 cm×44 cm，層厚5.0 mm，矩陣384×384，采集次數2次。EPI-DWI序列的參數：TR 8 000 ms，TE 83 ms，FOV 50 cm×50 cm，層厚4.0 mm，無間距掃描，矩陣192×192，采集次數6次；擴散敏感系數b值取0和800 s/mm2。WB-DWI掃描范圍從頭頂至膝關節，分5段完成，每段60層，范圍為240 mm，完成一段數據采集后，檢查床自動前進至下一段進行掃描，掃描結束后自動生成b值為800 s/mm2的ADC圖。對掃描所得DWI橫斷面圖像進行MIP重組，然后采用黑白翻轉技術，生成類PET圖像。

1.2.3圖像分析 由2名高年資MR肌骨影像醫師對所有患者的圖像進行雙盲分析，逐一觀察患者的T1WI、T2WI、DWI、類PET圖像及ADC圖，分析病變部位、分布及信號特點，不一致處采用協商方法解決。

1.2.4ADC值測量 利用Siemens數據測量軟件包直接在b值為800 s/mm2的ADC圖上測量。將全身分為如下幾個部位：頭顱、胸骨、肋骨、肩胛骨、肱骨、頸椎、胸椎、腰椎、骶椎、髂骨、股骨和髓外病變。每個部位取5個感興趣區測量，然后求平均值，最后將各部位的ADC值取平均值。當患者病變為局灶性病變時，每一部位選取5個較大病變測量；當患者病變為彌漫分布時，感興趣區放置要盡量大，同一部位的每個感興趣區盡量相同，且要避開出血、壞死、血管、椎間盤等成分。

1.3統計學方法 應用SPSS 19.0統計軟件分析數據。計量資料比較采用t檢驗或秩和檢驗。采用Spearman相關性分析首診時髂骨ADC值與骨髓瘤細胞百分比的相關性以及首診時全身各部位ADC均值與臨床化驗指標的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1臨床資料及影像學表現 臨床影像資料齊全的患者共31例，其中男性17例，女性14例，年齡45～79歲，平均(59.9±8.3)歲。病變分布為斑點/斑片狀局灶性或彌漫性分布(圖1，2)，在T1WI上呈等或低于臨近肌或椎間盤信號，T2WI壓脂序列圖像上呈高信號，DWI(b=800 s/mm2)圖像上呈高信號，ADC圖呈低信號。出現骨髓外病變患者3例，其中表現為臨近骨的骨質破壞伴周圍軟組織腫塊2例(圖3)，另表現為眶周眼球前方軟組織內斑片狀異常信號1例，DWI(b=800 s/mm2)圖像上呈高信號，類PET上呈低信號，ADC圖呈低信號。

圖1 女性，58歲，彌漫性骨髓瘤(b=800 s/mm2)

2.2首診骨髓瘤患者 ADC值分布及與健康志愿者的差異 患者首診時，頸椎ADC值平均(0.77±0.18)×10-3mm2/s，胸骨ADC值平均(0.88±0.14)×10-3mm2/s，肋骨ADC值平均(0.89±0.17)×10-3mm2/s，骶骨ADC值平均(0.74±0.20)×10-3mm2/s，所有部位ADC值平均(0.77±0.21)×10-3mm2/s。骨髓瘤患者與健康志愿者胸椎、肩胛骨、肱骨、腰椎、髂骨及股骨的ADC值差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 骨髓瘤患者與健康志愿者不同部位ADC值的比較Table 1 Comparison of ADC values in different sites between myeloma patients and healthy volunteers

2.3首診骨髓瘤患者ADC值與各指標的相關性 首診時中位骨髓瘤細胞百分比29.5%(5%～87.5%)，有3例患者第1次骨髓穿取材失敗，后在WB-DWI的指引下再次穿刺成功。骨髓瘤患者髂骨ADC值與骨髓瘤細胞百分比呈正相關(rs=0.560，P=0.008)。首診時骨髓瘤患者臨床化驗指標與全身各部位ADC均值相關分析見表2，ADC均值與血紅蛋白呈負相關；ADC均值與血β2-MG、尿β2-MG、C反應蛋白呈正相關；ADC均值與肌酐、血鈣相關系數分別為0.324、-0.328，但差異無統計學意義；ADC均值與紅細胞沉降率、白蛋白、低密度脂蛋白無明顯統計學相關性。

表2 臨床化驗指標分布及其與全身各部位ADC均值的相關分析Table 2 Distribution of clinical laboratory indexes and their correlation with ADC mean values of the whole body

3 討 論

3.1骨髓瘤WB-DWI上的影像表現及相應ADC值 多發性骨髓瘤病灶主要累及脊柱、骨盆、顱骨、肋骨、胸骨、肩胛骨及四肢骨近段，在骨骼內呈彌漫性或局灶性骨髓浸潤改變，亦可累及骨髓外的結構[10-14]。骨髓瘤病灶在MR T1WI上呈等或低于椎間盤或肌信號，T2WI壓脂序列為高信號，DWI上表現為擴散受限，呈高信號，ADC圖上為低信號[15]。董立山等[16]研究顯示WB-DWI比常規T2WI更易發現病變，敏感度更高。WB-DWI無創、無輻射、不需造影劑，可在較短時間內通過一次掃描完成全身成像，敏感度、特異度高，可重復性強，能同時檢出髓內、髓外病變，并準確定位，且能定量測量獨立病變及全身骨骼對治療的反應[17-19]。

研究顯示，多發性骨髓瘤患者骨髓病變的ADC值與正常成年人的骨髓明顯不同且重疊較少， ADC值區分骨髓瘤和正常骨髓的敏感度和特異度分別為90%和93%[20]。通常正常骨髓ADC值低于(0.60～0.70)×10-3mm2/s，而有活性的腫瘤的ADC值在(0.70～1.40)×10-3mm2/s，ADC值≥1.40×10-3mm2/s的通常見于治療后病變或有壞死的病變[8]。文獻中各家報道所示骨髓瘤的ADC值范圍不同[21-24]。骨髓瘤病灶處骨髓內混有骨髓瘤細胞、脂肪細胞和骨髓細胞，骨髓瘤骨髓浸潤的程度不同，各組成分比例不同，故其ADC值也不同。ADC值還與使用的DWI序列、選取的b值、T2穿透效應、患者生理運動偽影及植入物、所使用的機器、線圈、參數等有關[25]，因此各家的設備、序列、參數等不同，所測ADC值可能不同。本研究顯示首診患者治療前骨髓瘤的ADC均值為(0.80± 0.21)×10-3mm2/s，且不同部位骨髓瘤病灶的ADC值不同。本研究與我院先前的“全身MR擴散加權成像測量骨髓的正常值”研究[10]采用同一設備，DWI序列相同，參數相同，所測ADC值相對具有可比性。本研究顯示骨髓瘤病灶各部位ADC值與相同部位正常骨髓ADC值[10]的差異均有統計學意義。由此可見，使用DWI結合ADC值能夠清晰區分正常與骨髓瘤病變的骨髓。

值得注意的是，DWI上正常骨骼一般呈低至中等信號，少部分呈高信號，且DWI信號越高，ADC值越高[10，26]。此外，骨髓水腫、骨關節炎、感染、梗死、血管瘤、軟骨瘤、囊腫、局部的紅骨髓、金屬偽影等都可能引起DWI上的高信號。骨髓瘤治療好轉后局部液化壞死，因T2穿透效應也可表現為DWI上的高信號[8]。此時分析DWI上高信號要結合其他MRI解剖成像序列如T1WI、T2WI像及ADC值，另外結合臨床化驗指標和骨髓穿刺結果共同分析。骨髓刺激性藥物如粒細胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF)常用于骨髓瘤化療后并發癥(如中性粒細胞減少)的治療，其應用會導致 WB-DWI 圖像上骨髓信號強度增加，造成骨髓瘤彌漫性骨髓浸潤的假象，這可能與G-CSF 引起良性紅骨髓轉換、骨髓細胞結構改變及水分增加有關[16]，因此評估骨髓DWI信號時要注意患者是否應用此類因子。本研究掃描時患者均未使用此類藥物。

3.2骨髓瘤ADC值與臨床實驗室指標關系 骨髓瘤細胞(反應漿細胞增殖程度)并非在骨髓中均勻分布，骨髓漿細胞數由于穿刺部位不同可能不同，也可能因樣本稀釋等因素而出現漏診或誤診[27]。本研究有3例患者最初穿刺未見骨髓瘤細胞，后在WB-DWI的指引下獲得陽性穿刺結果。另外骨髓瘤患者常常因骨髓瘤腎病引起腎功能受損，導致β2-MG(反應腫瘤負荷)升高，而不分泌型骨髓瘤患者β2-MG會缺失。因此實驗室指標有時并不能真正顯示疾病的真實狀態。本組研究顯示骨髓瘤患者ADC值與骨髓瘤細胞百分比、血β2-MG、尿β2-MG、C反應蛋白呈正相關，與血紅蛋白呈負相關；與肌酐、血鈣也有一定相關性。而這些化驗指標與患者病變的嚴重程度及預后相關。因此WB-DWI結合ADC值對骨髓瘤的診斷、分級及預后均有重要作用。此外實驗室指標只能顯示患者的一個整體狀態，不能獨立顯示各病變的狀態，對于一個治療后緩解的病例，其不同病灶的恢復程度是不同的，甚至存在高度活性的局限性病灶的可能[28]。而WB-DWI通過一次掃描，就可以獨立監測全身各部位的病變，對骨髓瘤患者疾病概況有一個全面的了解，不受髓內、外病變，是否分泌型及少分泌型骨髓瘤的限制[29-30]。

本研究在國內首次分析多發性骨髓瘤患者病灶ADC值與其臨床化驗指標的相關性，為WB-DWI用于骨髓瘤患者的臨床診斷及病情評估提供有力的佐證。另外，本研究將全身病變分成幾大部位，并測量各部位骨髓瘤病變的ADC值，為后期學者研究骨髓瘤提供數據參考。同時將各部位骨髓瘤病變的ADC值與前期研究的正常骨髓各部位ADC值進行對比分析，結果更具有可比性。本研究也存在一些不足：①樣本量相對較少，以后可擴大各組樣本量進一步研究；②顱骨病灶因DWI上高信號腦組織易遺漏，需要結合橫軸面圖像仔細觀察；③四肢遠端因FOV限制難以顯示。

綜上所述，WB-DWI用于多發骨髓瘤的診斷、骨髓浸潤程度的評估、患者預后及對患者各部位病變的監測大有裨益，應當將其作為初診骨髓瘤患者的常規影像檢查方法。