磁共振成像及其表觀擴散系數對長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的鑒別診斷效能

羅樂凱，任翠萍，程敬亮，薛康康，高鑫，陳晨

(鄭州大學第一附屬醫院，鄭州450000)

骨肉瘤是最常見的原發性惡性骨腫瘤，其惡性程度高、發展速度快，發病率約占原發性惡性骨腫瘤的34%。尤文肉瘤是起源于骨髓間充質性結締組織的較少見的原發性惡性骨腫瘤，發病率約占原發性惡性骨腫瘤的5%。骨肉瘤和尤文肉瘤均好發于長骨骨干和干骺端，且均有骨質破壞和軟組織腫塊形成，常規影像表現常難以鑒別。本研究分析了長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤患者的臨床資料及MRI檢查資料，并測量其平均表觀擴散系數(Apparent Diffusion Coefficient,ADC)值，評估MRI及其ADC值在長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤中的鑒別診斷效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年1月～2018年8月鄭州大學第一附屬醫院收治的長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤患者50例，其中骨肉瘤患者31例(骨肉瘤組)、尤文肉瘤患者19例(尤文肉瘤組)，所有患者均經病理檢查確診。骨肉瘤組31例患者中，男19例、女12例，年齡6～60(22±13)歲，腫瘤位于股骨者20例、脛骨者7例、腓骨者2例、肱骨者2例；尤文肉瘤組19例患者中，男8例、女11例，年齡6～40(21±9)歲，腫瘤位于股骨者11例、肱骨者4例、腓骨者3例、股骨遠端者1例、脛骨近端者1例。所有患者進行常規MRI檢查前均未接受手術治療或放化療。

1.2 兩組患者常規MRI檢查方法 采用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振成像系統，掃描序列及掃描參數如下：冠狀位T1WI，重復時間(TR)=500 ms，回波時間(TE)=20 ms；冠狀位T2WI，TR=4 200 ms，TE=100 ms；冠狀位脂肪抑制T2WI和橫軸位脂肪抑制T2WI，TR=4 200 ms，TE=100 ms；必要時加掃矢狀位脂肪抑制T2WI，TR=4 000 ms，TE=100 ms；視野(FOV)=360 mm×380 mm，層厚=4 mm，層數視病變大小而定，以病變部位為掃描中心。DWI使用單次激勵平面回波擴散加權成像(SEEPI-DWI)序列，掃描中心、層厚、層數及FOV與橫軸位平掃保持一致，TR=3 700 ms，TE=85 ms，彌散敏感系數(b值)=800 s/mm2。由2名影像診斷醫師對所有患者的MRI檢查結果進行共同判定，觀察腫瘤為單發或多發、骨質破壞類型、骨膜反應、腫瘤骨形狀、軟組織腫塊大小、囊變及液-液平面等影像學特征。

1.3 兩組患者平均ADC值的測算 采用Siemens Syngo工作站，結合MRI平掃圖像，選擇病變最明顯且均勻的實質區域，在ADC圖上手工繪制10～20 mm2的圓形感興趣區(region of interest,ROI)，分別放置于腫瘤骨內病變實質部分的3個不同位置和軟組織腫塊實質部分的3個不同位置，由2名影像診斷醫師采用盲法獨立對患者的MRI檢查圖像進行分析和測量,記錄同一患者不同ROI的ADC值，計算其平均ADC值。

使用組內相關系數(intraclass correlation coefficient,ICC)評價測量結果間的信度系數，即2名影像診斷醫師對ADC值測量結果的一致性，ICC>0.75表明信度良好。結果顯示，2名影像診斷醫師測量骨肉瘤、尤文肉瘤ADC值的ICC值分別為0.841(95%CI為0.645～0.929)、0.854(95%CI為0.608～0.946)，說明2名影像診斷醫師測量結果具有較高的一致性，即此種測量方法是可信的。

1.4 統計學分析 采用SPSS21.0統計軟件。計量資料呈非正態分布時以中位數[M(P25,P75)]表示，比較用Mann-Whitney U秩和檢驗；建立受試者工作特征曲線(ROC)并計算曲線下面積(AUC)，由ROC確定骨肉瘤和尤文肉瘤平均ADC值的截斷值及靈敏度、特異度。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者常規MRI檢查結果比較 骨肉瘤組31例患者中，腫瘤單發者31例(100%)、多發者0例，混合型骨質破壞者16例(51.61%)、成骨型骨質破壞者8例(25.81%)、溶骨型骨質破壞者7例(22.58%)、無骨質破壞者0例(0%)，有骨膜反應者15例(48.39%)、無骨膜反應者16例(51.61%)，腫瘤骨形態為棉絮狀者7例(22.58%)、針狀者5例(16.13%)、不規則形者6例(19.35%)、斑片狀者8例(25.81%)、未見腫瘤骨4例(12.90%)，軟組織腫塊較大者8例(25.81%)、中等者9例(29.03%)、較小者12例(38.71%)、無軟組織腫塊者2例(6.45%)，伴有囊變者15例(48.39%)、無囊變者16例(51.61%)，有液-液平面者3例(9.68%)、無液-液平面者28例(90.32%)。尤文肉瘤組19例患者中，腫瘤單發者17例(89.47%)、多發者2例(10.53%)，混合型骨質破壞者14例(73.68%)、成骨型骨質破壞者1例(5.26%)、溶骨型骨質破壞者1例(5.26%)、無骨質破壞者3例(15.79%)，有骨膜反應者12例(63.16%)、無骨膜反應者7例(36.82%)，腫瘤骨形態為棉絮狀者1例(5.26%)、針狀者3例(15.79%)、不規則形者0例(0%)、斑片狀者2例(10.53%)、未見腫瘤骨13例(68.42%)，軟組織腫塊較大者11例(57.89%)、中等者5例(26.32%)、較小者1例(5.26%)、無軟組織腫塊者2例(10.53%)，伴有囊變者12例(63.16%)、無囊變者7例(36.82%)，有液-液平面者0例(0%)、無液-液平面者19例(100%)。

兩組患者常規MRI檢查結果顯示，患者的MRI DWI圖像均無明顯的變化或信號缺失，病灶在DWI圖像上均呈高信號、在ADC圖上均呈低信號。1例骨肉瘤患者和1例尤文肉瘤患者的冠狀位脂肪抑制T2WI和DWI、橫軸位ADC圖見圖1。

2.2 兩組患者的平均ADC值比較及鑒別診斷效能 骨肉瘤組、尤文肉瘤組平均ADC值分別為1118.69(965.25,1547.58)、806.08(615.40,999.29)，兩組相比，P<0.05。平均ADC值鑒別診斷長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的ROC見圖2，AUC為0.724(P<0.05)，計算可得平均ADC值的截斷值為891.28。取截斷值為891.28時，其鑒別診斷長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的靈敏度為76.9%、特異度為52.9%。

3 討論

骨肉瘤是最常見的原發性惡性骨腫瘤，起源于原始成骨性結締組織，腫瘤細胞能直接產生腫瘤樣骨組織和不成熟骨組織[1]。骨肉瘤患者男性較女性多見，有兩個發病高峰期，分別為10～30歲和60歲以上。骨肉瘤的好發部位為長骨干骺端，膝關節周圍尤為常見[2]。尤文肉瘤是兒童第2常見的原發性惡性骨腫瘤[3]。尤文肉瘤不產生腫瘤骨，但可以刺激骨內膜或骨外膜產生反應性新生骨和骨膜反應。尤文肉瘤好發于4～25歲，發病高峰年齡為5～10歲[4]，常見的發病部位為四肢長管狀骨、骨盆及肋骨。由于骨肉瘤和尤文肉瘤的臨床特點和影像特點類似，且骨肉瘤和尤文肉瘤的化療藥物不同，因此兩者的鑒別診斷有重要的臨床意義。

本研究50例患者均進行常規MRI檢查，并由2名影像診斷醫師對所有患者的MRI檢查結果進行共同判定，觀察腫瘤為單發或多發、骨質破壞類型、骨膜反應、腫瘤骨形狀、軟組織腫塊大小、囊變及液-液平面等影像學特征，發現31例骨肉瘤患者均為單發，約有一半患者有骨膜反應，大部分有腫瘤骨形成，腫瘤骨形態以棉絮狀和斑片狀居多，腫瘤骨面積較大是骨肉瘤的特征性影像表現，軟組織腫塊小較小和中等者居多。研究[6]發現，惡性腫瘤中出現液-液平面最常見的腫瘤是骨肉瘤，此征象可作為鑒別診斷要點。本組中有3例患者軟組織腫塊內出現多發液-液平面，與相關研究結果相符。本研究入組的19例尤文肉瘤患者中，骨質破壞方式以混合型為主，單純溶骨性或成骨性骨質破壞少見，較骨肉瘤無骨質破壞者多見。研究[7～9]結果表明，32%～40%的尤文肉瘤患者可以出現骨硬化改變，以扁骨多見。本研究中尤文肉瘤組患者有骨膜反應者12例(63.16%)，無骨膜反應者(7例，36.82%)，與相關研究結果一致。研究[10]結果顯示，95%的尤文肉瘤患者會出現侵襲性骨質破壞和巨大軟組織腫塊，本研究中11例患者可見較大軟組織腫塊(57.89%)，5例可見中等大小軟組織腫塊(26.32%)，軟組織腫塊較小或無軟組織腫塊者較少，分別為1例(5.26%)和2例(10.53%)，與相關研究結果相符。通過對比分析，我們認為巨大軟組織腫塊及較小的反應性新生骨可作為長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的鑒別要點。

DWI是依靠不同組織間水分子彌散差異性造成的圖像信號衰減來反映組織結構特性的功能性影像學檢查。組織發生病變時，其細胞結構、功能和代謝發生異常改變，影響水分子在細胞內和細胞間的擴散能力，表現為水分子的擴散增加或受限。這種擴散可以通過ADC值來進行量化，反映腫瘤惡性程度、異質性程度以及治療的效果。ADC值與惡性腫瘤細胞的密度相關性較高，腫瘤細胞生長活躍、排列緊密，導致細胞間隙明顯減小，水分子擴散明顯受限，ADC圖信號明顯減低。骨肉瘤最重要的影像學特征是腫瘤骨形成。腫瘤骨因富含鈣等礦物質，幾乎不含水分子，DWI檢查時表現為極低信號，ADC值幾乎為0。骨肉瘤的另一常見征象是骨質破壞，表現為正常骨髓組織被腫瘤組織代替，DWI序列上實性部分表現為彌散受限高信號，ADC圖上表現為低信號。尤文肉瘤的組織學特點是鏡下可見均勻一致的小圓形腫瘤細胞，胞質少，核漿比大，細胞核呈圓形或卵圓形。本研究通過測算長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的平均ADC值，比較兩種腫瘤的差異，結果顯示骨肉瘤的平均ADC值高于尤文肉瘤，可能與尤文肉瘤的腫瘤組織更致密，水分子彌散受限更明顯有關。通過ROC計算可知，取截斷值為891.28時，其鑒別診斷長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤的靈敏度為76.9%、特異度為52.9%，提示術前腫瘤平均ADC值高于891.28時，腫瘤為骨肉瘤的可能性較大，低于該值時，腫瘤為尤文肉瘤的可能性較大。

綜上所述，常規MRI及平均ADC值在長管狀骨骨肉瘤和尤文肉瘤鑒別診斷中有一定的價值，腫瘤為單發或多發、骨質破壞類型、骨膜反應、腫瘤骨形狀、軟組織腫塊大小、是否有囊變及液-液平面等有助于兩者的鑒別診斷，較低的腫瘤平均ADC值提示可能為尤文肉瘤。