磁共振弥散加权成像在骨肉瘤临床诊断中的作用

李福亮 李彩霞 赵福香



磁共振弥散加权成像在骨肉瘤临床诊断中的作用

李福亮 李彩霞 赵福香

【摘要】目的 探讨磁共振弥散加权成像（DWI）在骨肉瘤诊断及鉴别诊断中的价值。方法 选择临床资料完整的33例骨肉瘤患者，先行常规MRI平扫，然后依次进行不同b值的DWI扫描。结果 （1）33例骨肉瘤均表现为肿瘤边缘形态不规则，边界不清，病变内信号不均匀和病灶周围有骨髓水肿；（2）33例骨肉瘤DWI上均表现为高信号；（3）b值取400、800、1 000和1 500 s/mm2时，骨肉瘤实质区ADC值大于邻近正常骨髓的ADC值；而且病变实质区ADC值和邻近正常骨髓ADC值与b值的大小呈负相关，即ADC值随着b值的增大而降低。结论 磁共振平扫和扩散加权成像有助于骨肉瘤的诊断。

【关键词】骨肿瘤；磁共振成像；扩散加权成像

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

骨肉瘤是青少年常见的原发恶性骨肿瘤，多见于男性，好发于四肢长骨，以膝关节周围最为常见［1］。近年来发病呈上升趋势，早期诊断早期治疗对骨肉瘤预后非常重要。由于病理取材部位及方式不同，结果可能出现本质性差别，因此影像学检查对骨肉瘤的诊断、肿瘤放化疗效果评估、术后随访等方面更加显示了优越性。国内关于高场磁共振在骨肉瘤诊断的研究较少，本文旨在探讨DWI对骨肉瘤的诊断和鉴别诊断价值。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选择2009年12月～2014年1月临床资料完整骨肉瘤患者33例，其中男20例，女13例，年龄2～63岁，平均年龄（21.9±1.5）岁。病程10 d～8个月。临床表现为不同程度的疼痛28例，18例出现为不同程度功能障碍，肿胀26例，16例出现软组织肿块，18例跛行，其中3例发生病理性骨折，2例出现跳跃性转移，而侵及骨骺6例。病变部位为股骨近端3例，股骨远端15例，胫骨近端6例，胫骨远端3例，胸椎2例，而肱骨近端、桡骨中段、胫骨全段、髂骨、眼眶各1例。所有病例在MRI检查后1周内经手术切除或做穿刺活检病理证实。

1.2 检查方法

首先进行常规MRI平扫，然后进行不同b值的DWI扫描。MRI为SIEMENS公司Magnetom Trio Tim3.0T高场磁共振，DWI采用横轴位的单次激发自旋-平面回波序列扫描。分别选用0、400、800、1 000、1 500 s/mm25个不同的弥散敏感系数（b值）。

1.3 图像后处理

利用磁共振后处理Syngo工作站，得到不同b值的ADC图，选取感兴趣区（ROI），从而得到ADC值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 15.0统计分析软件进行统计学分析，所有统计结果全部表示为（±s）。每个b值所测ADC值分为骨肉瘤组及正常组织对照组，每组ADC值进行配对t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 骨肉瘤形态学的表现

33例骨肉瘤均表现为肿瘤边缘形态不规则，边界不清，病变内信号不均匀和病灶周围有骨髓水肿（见图1～3）。

2.2 骨肉瘤DWI图像特点

从5个不同b值DWI的图像中，选取病灶情况显示最好且最稳定ADC值的1个b值序列，选取邻近正常肌肉的DWI表现为参照标准，分析病灶的信号特征。高信号则为高于正常肌肉信号，等信号则为与邻近正常肌肉信号一致；低信号则为低于正常肌肉信号。根据以上标准，在DWI上所有病例均表现为不同程度高信号（见图4），其中表现为DWI高信号25例，表现为DWI轻中度高信号8例。而且随着b值的增高，ADC值逐渐降低，说明病变实质的ADC值与b值呈负相关（见图5）。F/31岁，背痛1月，加重伴左胸壁疼痛7 d。术后病理：纤维母细胞型骨肉瘤。矢状位T1WI、T2WI、T2WI压脂显示胸6椎体压缩变扁，前后径增宽，且向后压迫硬膜囊及脊髓，轴位显示椎体及左侧附件骨质破坏，内信号不均，边缘模糊（图1～3）；图4为b=0、400、800、1000、1500 DWI图； 图5为相对应的ADC400-0、800-0、1000-0、1500-0图；病变弥散受限，呈不均匀高信号

图1　　图2　　图3

图4

图5

经配对样本t检验（见表1），恶性骨肿瘤与其邻近正常骨髓ADC值之间的差异均有统计学意义；当b=800 s/mm2时，ADC值在两组病变有统计学意义，且测得的ADC值稳定，ADC图像较清晰。

3 讨论

3.1 常规MRI扫描对骨肉瘤诊断的价值

肿瘤造成的早期骨髓组成成份的轻微异常变化MRI多参数成像可清楚显示［2］，从而把肿瘤组织加以区分开来。而脂肪抑制序列则更好地将骨髓中的高信号脂肪信号加以抑制，从而凸显出骨髓内的异常改变，因而诊断的敏感性加以提高，这是常规SE扫描所不能达到的［3］。所以MRI平扫可以清楚显示CT所不能显示的密度差异小、性质难定的病灶，甚至能够根据其化学成分，进一步对病灶进行定性诊断。同时MRI还具有多层面、多方位成像的特点以及高度的软组织分辨力，在显示肿瘤的范围、大小、生长方式及其对邻近组织器官侵犯情况较传统X线及CT具有优势［4］。对骨肉瘤患者进行术前MRI检查，不但减少了漏诊误诊，而且对临床选择手术方式起着极其重要的指导意义。本组33例均表现为肿瘤边缘形态不规则，边界不清，病变内信号不均匀性和病灶周围存在骨髓水肿。从肿瘤生物学行为方面进行分析，病变的生长速度和宿主骨反应决定了骨肉瘤的边缘状态。生物学活性相对较高的骨肉瘤，以侵润性生长为主，导致病变形态不规则，病灶边缘相对模糊，多呈不规则状改变。骨肉瘤病变的组织成分相对复杂，在MRI上表现为混杂信号。骨肿瘤扫描脂肪抑制技术是常规方法，从而能更好显示出病灶邻近的骨髓水肿程度，而且MRI平扫还能很好的显示邻近髓腔内的转移灶。

3.2 磁共振扩散加权成像

磁共振扩散加权成像与传统的MRI技术不同，反映的是水分子的微观运动状况，可从细胞和分子水平间接反映实性肿瘤的细胞密度、组织构成及细胞外间隙等组织学特点。肿瘤细胞增殖速度增快，生长活跃，细胞数量增多，细胞外间隙就会变小，水分子弥散受限，ADC值降低，DWI表现为高信号［5-6］。因此肿瘤病变实质的ADC值高于周围水肿区及正常骨髓区。本组33例在DWI上均表现为高信号。取不同b值情况下，肿瘤实质区ADC值大于正常骨髓ADC值，且随着b值的增高，ADC值逐渐降低，说明肿瘤实质区ADC值和相邻正常骨髓ADC值与b值呈负相关。ADC图像最清晰，测得的ADC值最稳定的是当b=800 s/mm2时，两组病变间的ADC值尚有统计学意义。当b值逐渐增大，信号强度则逐渐变弱，在病变周围正常组织的信号强度变弱的基础上，病变则相对凸显出来，但图像信噪比下降，图像质量较差是b=1 500 s/mm2，测得的ADC值也不稳定。分析原因，肿瘤细胞的数目密度、细胞外间隙大小及组织构成成分是DWI成像的基础，还可根据瘤周带的DWI信号和ADC值进一步判断肿瘤生长速度、浸润程度、血管生成状况等信息。骨肉瘤肿瘤细胞生长活跃，增殖旺盛，数量增多，导致细胞外间隙狭小，水分子扩散受限；同时肿瘤细胞核增大，核浆比例增高，完整细胞膜和细胞器也限制了水分子内外扩散，导致DWI弥散受限呈高信号，ADC值降低。

3.3 展望MRI在骨肉瘤诊断中的作用

目前高场MRI先进的扫描技术，磁共振动态增强扫描、扩散加权成像、波谱成像和磁敏感成像等多种功能成像作为1种无创检查，给骨肉瘤的诊断及鉴别诊断提供病理和分子水平的微观代谢信息，是一种使骨组织形态及功能活动状态完美结合的有效MR成像方法，能有效防止误诊和漏诊。但是，这些先进的MRI功能成像仅是在骨肉瘤诊断中的初步探讨。随着MRI硬件设备及软件技术的不断提高，相信会有更完善的MRI扫描序列来解决现有问题。

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）

参考文献

［1］ Caudill JS，Arndt CA． Diagnosis and management of bone malignancy in adolescence［J］． Adolesc Med State Art Rev，2007，18（1）: 62-78．

［2］ 乔滋华． 3T磁共振功能成像对肌骨肿瘤的应用研究［D］． 济南:山东大学，2006．

［3］ Vanel D，Dromain C，Tardivon A． MRI of bone marrow disorders［J］．Eur Radiol，2000，10（2）: 224-229．

［4］ 赵敏，刘锦文，黄尧生，等． 骨骼肌肉系统应用脂肪抑制技术的效果初探（附20例分析）［J］． 影像诊断与介入放射学，2002，11（1）: 25-26．

［5］ Abanoz R，Hakyemez B，Parlak M． Diffusion-weighted imaging of acute vertebral compression: Differential diagnosis of benign versus malignant pathologic fractures［J］． Tani Girisim Radyol，2003，9（2）: 176-183．

［6］ Herneth AM，Philipp MO，Naude J，et a1． Vertebral metastases: assessment with apparent diffusion coefficient［J］． Radiology，2002，225（3）: 889-894．

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】

【中图分类号】R445

【文献标识码】A

【文章编号】1674-9316（2016）05-0166-03

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

作者单位：454001 河南省焦作市第二人民医院