磁共振彌散加權(quán)成像在骨肉瘤臨床診斷中的作用

李福亮 李彩霞 趙福香

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磁共振彌散加權(quán)成像在骨肉瘤臨床診斷中的作用

李福亮 李彩霞 趙福香

【摘要】目的 探討磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）在骨肉瘤診斷及鑒別診斷中的價值。方法 選擇臨床資料完整的33例骨肉瘤患者，先行常規(guī)MRI平掃，然后依次進行不同b值的DWI掃描。結(jié)果 （1）33例骨肉瘤均表現(xiàn)為腫瘤邊緣形態(tài)不規(guī)則，邊界不清，病變內(nèi)信號不均勻和病灶周圍有骨髓水腫；（2）33例骨肉瘤DWI上均表現(xiàn)為高信號；（3）b值取400、800、1 000和1 500 s/mm2時，骨肉瘤實質(zhì)區(qū)ADC值大于鄰近正常骨髓的ADC值；而且病變實質(zhì)區(qū)ADC值和鄰近正常骨髓ADC值與b值的大小呈負(fù)相關(guān)，即ADC值隨著b值的增大而降低。結(jié)論 磁共振平掃和擴散加權(quán)成像有助于骨肉瘤的診斷。

【關(guān)鍵詞】骨腫瘤；磁共振成像；擴散加權(quán)成像

Objective This study is to analyze osteosarcoma in diffusion weighted imaging（DWI）to explore the clinical diagnosis and differential diagnosis of them． Methods 33 cases were selected，the first step was MRI plain scan，and then DCE -MRI by successively setting many different b values．Results （1）33 patients with osteosarcoma showed the tumor edge irregular，ill-defined，heterogeneous signal intensity lesions and lesions surrounding bone marrow edema．（2）33 patients with osteosarcoma showed high signal on DWI． （3）When taking b values were 400、800、1 000 and 1 500 s/mm2，the ADC values of parenchyma lesion of the osteosarcoma were much larger than the those of normal bone marrow，moreover the ADC value and b value was a negative correlation，which was between parenchyma of the osteosarcoma lesions and adjacent normal the bone marrow，that was，as the b value increased，ADC value decreased． Conclusion Plain MRI and DWI might be helpful for the diagnosis osteosarcoma．

【Key words】 Bone tumor，Magnetic resonance imaging，Diffusion-weighted imaging

骨肉瘤是青少年常見的原發(fā)惡性骨腫瘤，多見于男性，好發(fā)于四肢長骨，以膝關(guān)節(jié)周圍最為常見［1］。近年來發(fā)病呈上升趨勢，早期診斷早期治療對骨肉瘤預(yù)后非常重要。由于病理取材部位及方式不同，結(jié)果可能出現(xiàn)本質(zhì)性差別，因此影像學(xué)檢查對骨肉瘤的診斷、腫瘤放化療效果評估、術(shù)后隨訪等方面更加顯示了優(yōu)越性。國內(nèi)關(guān)于高場磁共振在骨肉瘤診斷的研究較少，本文旨在探討DWI對骨肉瘤的診斷和鑒別診斷價值。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選擇2009年12月～2014年1月臨床資料完整骨肉瘤患者33例，其中男20例，女13例，年齡2～63歲，平均年齡（21.9±1.5）歲。病程10 d～8個月。臨床表現(xiàn)為不同程度的疼痛28例，18例出現(xiàn)為不同程度功能障礙，腫脹26例，16例出現(xiàn)軟組織腫塊，18例跛行，其中3例發(fā)生病理性骨折，2例出現(xiàn)跳躍性轉(zhuǎn)移，而侵及骨骺6例。病變部位為股骨近端3例，股骨遠(yuǎn)端15例，脛骨近端6例，脛骨遠(yuǎn)端3例，胸椎2例，而肱骨近端、橈骨中段、脛骨全段、髂骨、眼眶各1例。所有病例在MRI檢查后1周內(nèi)經(jīng)手術(shù)切除或做穿刺活檢病理證實。

1.2 檢查方法

首先進行常規(guī)MRI平掃，然后進行不同b值的DWI掃描。MRI為SIEMENS公司Magnetom Trio Tim3.0T高場磁共振，DWI采用橫軸位的單次激發(fā)自旋-平面回波序列掃描。分別選用0、400、800、1 000、1 500 s/mm25個不同的彌散敏感系數(shù)（b值）。

1.3 圖像后處理

利用磁共振后處理Syngo工作站，得到不同b值的ADC圖，選取感興趣區(qū)（ROI），從而得到ADC值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 15.0統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，所有統(tǒng)計結(jié)果全部表示為（±s）。每個b值所測ADC值分為骨肉瘤組及正常組織對照組，每組ADC值進行配對t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 骨肉瘤形態(tài)學(xué)的表現(xiàn)

33例骨肉瘤均表現(xiàn)為腫瘤邊緣形態(tài)不規(guī)則，邊界不清，病變內(nèi)信號不均勻和病灶周圍有骨髓水腫（見圖1～3）。

2.2 骨肉瘤DWI圖像特點

從5個不同b值DWI的圖像中，選取病灶情況顯示最好且最穩(wěn)定ADC值的1個b值序列，選取鄰近正常肌肉的DWI表現(xiàn)為參照標(biāo)準(zhǔn)，分析病灶的信號特征。高信號則為高于正常肌肉信號，等信號則為與鄰近正常肌肉信號一致；低信號則為低于正常肌肉信號。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，在DWI上所有病例均表現(xiàn)為不同程度高信號（見圖4），其中表現(xiàn)為DWI高信號25例，表現(xiàn)為DWI輕中度高信號8例。而且隨著b值的增高，ADC值逐漸降低，說明病變實質(zhì)的ADC值與b值呈負(fù)相關(guān)（見圖5）。F/31歲，背痛1月，加重伴左胸壁疼痛7 d。術(shù)后病理：纖維母細(xì)胞型骨肉瘤。矢狀位T1WI、T2WI、T2WI壓脂顯示胸6椎體壓縮變扁，前后徑增寬，且向后壓迫硬膜囊及脊髓，軸位顯示椎體及左側(cè)附件骨質(zhì)破壞，內(nèi)信號不均，邊緣模糊（圖1～3）；圖4為b=0、400、800、1000、1500 DWI圖； 圖5為相對應(yīng)的ADC400-0、800-0、1000-0、1500-0圖；病變彌散受限，呈不均勻高信號

圖1　　圖2　　圖3

圖4

圖5

經(jīng)配對樣本t檢驗（見表1），惡性骨腫瘤與其鄰近正常骨髓ADC值之間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；當(dāng)b=800 s/mm2時，ADC值在兩組病變有統(tǒng)計學(xué)意義，且測得的ADC值穩(wěn)定，ADC圖像較清晰。

3 討論

3.1 常規(guī)MRI掃描對骨肉瘤診斷的價值

腫瘤造成的早期骨髓組成成份的輕微異常變化MRI多參數(shù)成像可清楚顯示［2］，從而把腫瘤組織加以區(qū)分開來。而脂肪抑制序列則更好地將骨髓中的高信號脂肪信號加以抑制，從而凸顯出骨髓內(nèi)的異常改變，因而診斷的敏感性加以提高，這是常規(guī)SE掃描所不能達(dá)到的［3］。所以MRI平掃可以清楚顯示CT所不能顯示的密度差異小、性質(zhì)難定的病灶，甚至能夠根據(jù)其化學(xué)成分，進一步對病灶進行定性診斷。同時MRI還具有多層面、多方位成像的特點以及高度的軟組織分辨力，在顯示腫瘤的范圍、大小、生長方式及其對鄰近組織器官侵犯情況較傳統(tǒng)X線及CT具有優(yōu)勢［4］。對骨肉瘤患者進行術(shù)前MRI檢查，不但減少了漏診誤診，而且對臨床選擇手術(shù)方式起著極其重要的指導(dǎo)意義。本組33例均表現(xiàn)為腫瘤邊緣形態(tài)不規(guī)則，邊界不清，病變內(nèi)信號不均勻性和病灶周圍存在骨髓水腫。從腫瘤生物學(xué)行為方面進行分析，病變的生長速度和宿主骨反應(yīng)決定了骨肉瘤的邊緣狀態(tài)。生物學(xué)活性相對較高的骨肉瘤，以侵潤性生長為主，導(dǎo)致病變形態(tài)不規(guī)則，病灶邊緣相對模糊，多呈不規(guī)則狀改變。骨肉瘤病變的組織成分相對復(fù)雜，在MRI上表現(xiàn)為混雜信號。骨腫瘤掃描脂肪抑制技術(shù)是常規(guī)方法，從而能更好顯示出病灶鄰近的骨髓水腫程度，而且MRI平掃還能很好的顯示鄰近髓腔內(nèi)的轉(zhuǎn)移灶。

3.2 磁共振擴散加權(quán)成像

磁共振擴散加權(quán)成像與傳統(tǒng)的MRI技術(shù)不同，反映的是水分子的微觀運動狀況，可從細(xì)胞和分子水平間接反映實性腫瘤的細(xì)胞密度、組織構(gòu)成及細(xì)胞外間隙等組織學(xué)特點。腫瘤細(xì)胞增殖速度增快，生長活躍，細(xì)胞數(shù)量增多，細(xì)胞外間隙就會變小，水分子彌散受限，ADC值降低，DWI表現(xiàn)為高信號［5-6］。因此腫瘤病變實質(zhì)的ADC值高于周圍水腫區(qū)及正常骨髓區(qū)。本組33例在DWI上均表現(xiàn)為高信號。取不同b值情況下，腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值大于正常骨髓ADC值，且隨著b值的增高，ADC值逐漸降低，說明腫瘤實質(zhì)區(qū)ADC值和相鄰正常骨髓ADC值與b值呈負(fù)相關(guān)。ADC圖像最清晰，測得的ADC值最穩(wěn)定的是當(dāng)b=800 s/mm2時，兩組病變間的ADC值尚有統(tǒng)計學(xué)意義。當(dāng)b值逐漸增大，信號強度則逐漸變?nèi)酰诓∽冎車＝M織的信號強度變?nèi)醯幕A(chǔ)上，病變則相對凸顯出來，但圖像信噪比下降，圖像質(zhì)量較差是b=1 500 s/mm2，測得的ADC值也不穩(wěn)定。分析原因，腫瘤細(xì)胞的數(shù)目密度、細(xì)胞外間隙大小及組織構(gòu)成成分是DWI成像的基礎(chǔ)，還可根據(jù)瘤周帶的DWI信號和ADC值進一步判斷腫瘤生長速度、浸潤程度、血管生成狀況等信息。骨肉瘤腫瘤細(xì)胞生長活躍，增殖旺盛，數(shù)量增多，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙狹小，水分子擴散受限；同時腫瘤細(xì)胞核增大，核漿比例增高，完整細(xì)胞膜和細(xì)胞器也限制了水分子內(nèi)外擴散，導(dǎo)致DWI彌散受限呈高信號，ADC值降低。

3.3 展望MRI在骨肉瘤診斷中的作用

目前高場MRI先進的掃描技術(shù)，磁共振動態(tài)增強掃描、擴散加權(quán)成像、波譜成像和磁敏感成像等多種功能成像作為1種無創(chuàng)檢查，給骨肉瘤的診斷及鑒別診斷提供病理和分子水平的微觀代謝信息，是一種使骨組織形態(tài)及功能活動狀態(tài)完美結(jié)合的有效MR成像方法，能有效防止誤診和漏診。但是，這些先進的MRI功能成像僅是在骨肉瘤診斷中的初步探討。隨著MRI硬件設(shè)備及軟件技術(shù)的不斷提高，相信會有更完善的MRI掃描序列來解決現(xiàn)有問題。

表1 33例不同b值骨肉瘤及正常骨髓所得的平均ADC值（10-3mm2/s）

參考文獻(xiàn)

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Diagnostic Value of Diffusion Weighted Imaging of Magnetic Resonance Imaging in Osteosarcoma

LI Fuliang LI Caixia ZHAO Fuxiang The Second Hospital of Jiaozuo，Jiaozuo 454001，China

【Abstract】

【中圖分類號】R445

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1674-9316（2016）05-0166-03

doi:10．3969/j．issn．1674-9316．2016．05．121

作者單位：454001 河南省焦作市第二人民醫(yī)院