磁共振全身弥散加权成像在骨转移瘤诊断中的应用价值

张 伟，薛 鹏，陈 勇，杨纪周，张 琼，马秀华

(郑州人民医院，郑州450003)

骨是恶性肿瘤常见的转移部位之一。长期以来，同位素骨显像(ECT)都是检测骨转移瘤的标准及首选方法。近年来，随着磁共振(MRI)成像技术的迅速发展，全身弥散加权成像(WB-DWI)应运而生，并逐步被认识和应用于肿瘤的筛查诊断。有研究表明，磁共振弥散加权成像(DWI)可在骨转移早期，即骨骼代谢状态改变之前检出病灶，因而较依赖于转移灶出现成骨活性和血流改变的ECT更具优势［1］。本研究对经病理检查证实的41例恶性肿瘤患者行WB-DWI检查，对可疑病变部位行常规MRI或CT检查，再结合活检病理检查、诊断性治疗及随访观察结果，评价WB-DWI显示骨转移瘤的准确性，探讨WB-DWI技术在骨转移瘤早期诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2009年8月～2012年6月郑州人民医院收治的经病理检查证实的恶性肿瘤患者41例，男23例，女18例;年龄35～76岁。本组患者包括前列腺癌7例、乳腺癌6例、胃癌6例、肺癌5例、肝癌5例、食管癌2例、肾癌2例、结肠癌2例、卵巢癌2例、胰腺癌1例、宫颈癌1例、膀胱癌1例、软骨肉瘤1例。33例患者行WB-DWI检查前已行MRI或CT检查。所有患者行WB-DWI检查后，对可疑病变部位行常规MRI或CT检查。

1.2 WB-DWI检查方法 使用 GE Signa HDXt 3.0 T超导型MR系统，采用体线圈进行扫描。所有患者在自由呼吸状态下行STIR-EPI-DWI，扫描范围从头部至胫腓骨上段，分头、颈、胸、腹、盆腔及四肢6段扫描。扫描参数:TR为6 000 ms，TE为60～80 ms，激励次数(NEX)为4次，层厚为8 mm，FOV为40 cm，扩散敏感系数(b-value)为800 ms/mm2。扫描结束后用ADD/SUB对6段原始图像进行叠加，在三维重建后形成3D-MIP图像，并进行黑白反转，达到“类PET”图像效果。图像分析采用双盲法，分别由两位经验丰富的影像诊断医师对所有患者的WB-DWI图像进行独立分析，在不提供临床信息及其他影像资料的前提下评价图像显示的病灶位置和数目(对反转图像进行多角度旋转观察，骨转移病灶呈低信号，记录病灶的位置和数目，对于超过1个病灶的同一解剖结构记为1处单个病灶)。两名医师均确定诊断者定为阳性，意见不统一者定为阴性。最后将每例患者的诊断结果与临床、病理或其他影像检查结果进行对比分析，评价WB-DWI显示病灶的敏感性和特异性。

1.3 常规MRI/CT检查方法 对病变所在部位行横断面、矢状面或冠状面MRI扫描，扫描序列包括T1WI、T2WI及抑脂T2WI。CT扫描后行多平面重建(MPR)。

1.4 骨转移瘤的确诊 经手术或穿刺活检病理检查证实;如无组织学证据，结合明确的恶性肿瘤病史、实验室检查及常规MRI/CT检查结果，并进行3～6个月的随访，病灶有进展、经抗肿瘤治疗后缩小或表面弥散系数(ADC值)升高者确定为骨转移瘤。

2 结果

WB-DWI图像反转前，血管、脂肪、肌肉等大部分组织被抑制而呈低信号;正常骨骼中椎体信号最高，髂骨、肋骨较低，四肢骨呈明显低信号;肺、纵隔及肝脏呈低信号;颅脑、涎腺、脾、胆囊、双肾、子宫肌层、前列腺外周带、睾丸、精囊、部分肠管和椎管内脑脊液、关节腔内液体、淋巴结等呈高信号。WB-DWI图像反转后上述组织器官呈相反信号。

41例患者中，WB-DWI共诊断67处骨转移瘤，其中颈椎3处、胸椎12处、腰骶椎21处、胸骨2处、肋骨7处、髂骨9处、肩胛骨2处、锁骨1处、上肢骨4处、下肢骨6处。颅骨因受高信号干扰，显示不清，未发现明确颅骨转移灶。常规MRI/CT检查共诊断69处骨转移灶，其中63处病灶与WB-DWI所见吻合。2例WB-DWI检出肋骨转移灶而常规CT检查漏诊。2例颅骨转移灶、1例肩胛骨转移灶、1例胸骨转移灶经常规MRI/CT检出，WB-DWI漏诊。2例前列腺癌患者分别出现腰椎和骶骨成骨性转移，由常规CT检查发现，WB-DWI漏诊。2例患者在WB-DWI图像上发现腰椎低信号，考虑转移灶，经MRI、CT联合检查诊断为血管脂肪瘤。

WB-DWI诊断的67处骨转移病灶中，8处经穿刺活检病理检查证实;45处经常规MRI/CT检查初步证实后，临床行放化疗，3～6个月后病灶缩小或扩大，间接证实;11处随访复查MRI，DWI显示病灶信号减低，ADC值升高，间接证实;3处随访复查常规MRI/CT，病灶未见明显变化，考虑为骨良性病变。综合评定本组患者WB-DWI检出骨转移瘤的敏感度为91.5%，特异度为95.5%。

3 讨论

传统意义上，全身骨显像的影像手段主要有两种，同位素骨显像是其中最常用的一种，另一种是正电子发射断层扫描(PET)。两者对于骨恶性肿瘤的显示都具有较高的敏感性，但特异性欠佳，有时很难与一些骨良性病变(如炎症、肉芽肿)进行鉴别。同时，两种方法都具有电离辐射。WB-DWI无辐射，兼具同位素骨显像和PET的优点。

DWI是目前惟一能观察活体水分子微观运动的成像方法，属于真正的功能成像。DWI对病变的显示是利用组织器官在病理状态下水分子扩散运动发生变化的特性，而不同性质的病变体现出的水分子扩散特性又存在差异，可通过测定ADC值来进行初步鉴别。

WB-DWI是在DWI基础上衍生出的一种新的全身弥散成像技术，可以在患者自由呼吸状态下完成大范围薄层扫描，经图像叠加和3D-MIP重建得到高信噪比、高分辨率的图像，再经过黑白翻转技术，达到同PET相媲美的效果。WB-DWI在抑制肌肉、脂肪、血管等组织背景信号的基础上，突出了病变的显示，大大提高了病变组织尤其是恶性肿瘤的检出率。大多数恶性肿瘤都具有细胞密度大、细胞核质比例高的特点，这样就导致细胞内和细胞外的水分子弥散运动受限，因而ADC值降低，在DWI呈高信号［2］，反转图像上呈低信号。黄明刚等［3］的研究结果显示，80%的肿瘤病变在DWI上呈高信号。

WB-DWI获得的全身融合图像近似于同位素骨显像和PET成像，其采用的STIR序列能有效降低背景信号强度，提高病灶信噪比，使其可能较好地显示骨骼病灶。相对而言，正常骨骼中椎体信号最高，髂骨、肋骨较低，而四肢骨呈明显低信号，此现象可用骨骼不同部位红、黄骨髓成分的差别来解释［4］。肿瘤病灶破坏和改变了正常的骨髓成分，且细胞密度增高，致弥散受限而出现明显高信号。经过图像反转，骨肿瘤病灶呈现出在“灰白”背景上的“黑色污点”，在视觉上一目了然，很容易被检出。绝大多数骨转移病灶形成始于髓内，当病灶局限于骨髓内，未出现成骨性改变时，WB-DWI对病灶的显示具有高度敏感性。本组WB-DWI正确诊断的65处骨转移灶中，有56处局限于骨髓腔，9处累及髓腔和骨皮质。而有2例前列腺癌患者出现腰、骶椎成骨性转移，WB-DWI漏诊，由MRI和CT检查发现。由此可见，WB-DWI对于检出以成骨为主的肿瘤性病变存在一定的缺陷，原因在于成骨性病变含水成分较少，水分子的弥散受限，不足以使MR产生高信号。

WB-DWI图像为三维融合性图像，在同一角度观察时，骨与骨之间、骨与一些呈现高信号的正常软组织之间会出现重叠，影响病灶的显示和定位，尤其是脊柱，本身有一定生理曲度，加之受富含水分而呈高信号的椎间盘和脑脊液干扰，使病灶的显示受到一定影响。因此在观察WB-DWI图像时，应多角度旋转，必要时结合原始轴位像。本组1例胸骨、1例肩胛骨转移灶即因病灶较小、观察不细致而漏诊。常规MRI对于肋骨转移灶的检出和定位有一定困难，CT成为筛查肋骨病变的主要手段。本组有2例肋骨转移灶CT检查漏诊，WB-DWI发现，说明后者在检出早期骨转移瘤方面较前者具有更高的敏感性。

由于炎症、外伤及一些良性骨肿瘤在DWI图像上同样可以表现为高信号，所以WB-DWI发现的异常高信号并不能一概诊断为转移瘤，应结合病变区的ADC值及常规MRI、CT影像特征进行判断，以减少误诊。有研究［5］表明，体部良、恶性肿瘤的ADC值存在显著差异。因此ADC值有助于初步判定病变的性质。但少数良、恶性骨肿瘤的ADC值会出现交叉重叠现象，此时应结合常规MRI/CT及其他影像资料做出诊断，必要时行增强扫描。本组2例腰椎发现团片状高信号，初步诊断为转移瘤，测定ADC值均＞2.0×10－3mm2/s，远高于恶性肿瘤ADC值的上限，结合常规MRI和CT资料，判定为血管瘤。另有1例骨质疏松所致压缩性骨折误诊为转移瘤，后经结合X线平片、CT检查及临床资料而加以纠正。Herneth等［6］证实，骨质疏松性压缩骨折引起的水肿灶的ADC值为1.61×10－3mm2/s，显著高于肿瘤所致病理性骨折的ADC值(0.71×10－3mm2/ s)和椎体转移瘤的 ADC值(0.69×10－3mm2/s)。肿瘤放疗后引起的骨髓逆转换会导致DWI出现异常高信号，应与转移瘤加以鉴别，前者往往累及范围较广，一般无具体的肿瘤形态。对于单凭影像特征鉴别困难的病变，应随访复查，数月后可从病变的大小和ADC值的变化来做出判断。DWI可用于监测肿瘤反应［7］，有效的抗癌治疗可使肿瘤消散，细胞膜完整性丧失，细胞外间隙增加，故水弥散增加，在WB-DWI上表现为信号强度变化。因此，复查DWI不仅可以评价抗癌效果，还可间接证实病灶的性质。

当然，WB-DWI技术亦存在一些不足:①由于颅脑高信号干扰，对颅骨的病灶显示不佳，本组有2例颅骨转移瘤漏诊。②受扫描范围的影响和FOV的限制，WB-DWI难以显示四肢远端的病灶。③胃肠道高信号的干扰易导致邻近骨骼病灶的假阴性和假阳性，但结合原始轴位的抑脂T2WI图像可以避免漏诊和误诊。李烁等［8］对20例骨转移瘤患者进行研究后发现，与ECT比较，WB-DWI漏诊的病灶主要位于颅骨、胸椎、肱骨及胫腓骨，WB-DWI对发现颈椎、腰椎、骶椎、骨盆、肋骨及股骨的病变较 ECT敏感。本研究的缺陷在于，因受条件限制，未能将WB-DWI与ECT和PET资料作对比分析。

综上所述，WB-DWI作为一种无创、快捷、有效的全身骨成像方法，在恶性肿瘤骨转移早期诊断中具有较大的应用价值。

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