磁共振成像及其表观扩散系数对长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的鉴别诊断效能

罗乐凯，任翠萍，程敬亮，薛康康，高鑫，陈晨

(郑州大学第一附属医院，郑州450000)

骨肉瘤是最常见的原发性恶性骨肿瘤，其恶性程度高、发展速度快，发病率约占原发性恶性骨肿瘤的34%。尤文肉瘤是起源于骨髓间充质性结缔组织的较少见的原发性恶性骨肿瘤，发病率约占原发性恶性骨肿瘤的5%。骨肉瘤和尤文肉瘤均好发于长骨骨干和干骺端，且均有骨质破坏和软组织肿块形成，常规影像表现常难以鉴别。本研究分析了长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤患者的临床资料及MRI检查资料，并测量其平均表观扩散系数(Apparent Diffusion Coefficient,ADC)值，评估MRI及其ADC值在长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤中的鉴别诊断效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2013年1月～2018年8月郑州大学第一附属医院收治的长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤患者50例，其中骨肉瘤患者31例(骨肉瘤组)、尤文肉瘤患者19例(尤文肉瘤组)，所有患者均经病理检查确诊。骨肉瘤组31例患者中，男19例、女12例，年龄6～60(22±13)岁，肿瘤位于股骨者20例、胫骨者7例、腓骨者2例、肱骨者2例；尤文肉瘤组19例患者中，男8例、女11例，年龄6～40(21±9)岁，肿瘤位于股骨者11例、肱骨者4例、腓骨者3例、股骨远端者1例、胫骨近端者1例。所有患者进行常规MRI检查前均未接受手术治疗或放化疗。

1.2 两组患者常规MRI检查方法 采用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振成像系统，扫描序列及扫描参数如下：冠状位T1WI，重复时间(TR)=500 ms，回波时间(TE)=20 ms；冠状位T2WI，TR=4 200 ms，TE=100 ms；冠状位脂肪抑制T2WI和横轴位脂肪抑制T2WI，TR=4 200 ms，TE=100 ms；必要时加扫矢状位脂肪抑制T2WI，TR=4 000 ms，TE=100 ms；视野(FOV)=360 mm×380 mm，层厚=4 mm，层数视病变大小而定，以病变部位为扫描中心。DWI使用单次激励平面回波扩散加权成像(SEEPI-DWI)序列，扫描中心、层厚、层数及FOV与横轴位平扫保持一致，TR=3 700 ms，TE=85 ms，弥散敏感系数(b值)=800 s/mm2。由2名影像诊断医师对所有患者的MRI检查结果进行共同判定，观察肿瘤为单发或多发、骨质破坏类型、骨膜反应、肿瘤骨形状、软组织肿块大小、囊变及液-液平面等影像学特征。

1.3 两组患者平均ADC值的测算 采用Siemens Syngo工作站，结合MRI平扫图像，选择病变最明显且均匀的实质区域，在ADC图上手工绘制10～20 mm2的圆形感兴趣区(region of interest,ROI)，分别放置于肿瘤骨内病变实质部分的3个不同位置和软组织肿块实质部分的3个不同位置，由2名影像诊断医师采用盲法独立对患者的MRI检查图像进行分析和测量,记录同一患者不同ROI的ADC值，计算其平均ADC值。

使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评价测量结果间的信度系数，即2名影像诊断医师对ADC值测量结果的一致性，ICC>0.75表明信度良好。结果显示，2名影像诊断医师测量骨肉瘤、尤文肉瘤ADC值的ICC值分别为0.841(95%CI为0.645～0.929)、0.854(95%CI为0.608～0.946)，说明2名影像诊断医师测量结果具有较高的一致性，即此种测量方法是可信的。

1.4 统计学分析 采用SPSS21.0统计软件。计量资料呈非正态分布时以中位数[M(P25,P75)]表示，比较用Mann-Whitney U秩和检验；建立受试者工作特征曲线(ROC)并计算曲线下面积(AUC)，由ROC确定骨肉瘤和尤文肉瘤平均ADC值的截断值及灵敏度、特异度。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者常规MRI检查结果比较 骨肉瘤组31例患者中，肿瘤单发者31例(100%)、多发者0例，混合型骨质破坏者16例(51.61%)、成骨型骨质破坏者8例(25.81%)、溶骨型骨质破坏者7例(22.58%)、无骨质破坏者0例(0%)，有骨膜反应者15例(48.39%)、无骨膜反应者16例(51.61%)，肿瘤骨形态为棉絮状者7例(22.58%)、针状者5例(16.13%)、不规则形者6例(19.35%)、斑片状者8例(25.81%)、未见肿瘤骨4例(12.90%)，软组织肿块较大者8例(25.81%)、中等者9例(29.03%)、较小者12例(38.71%)、无软组织肿块者2例(6.45%)，伴有囊变者15例(48.39%)、无囊变者16例(51.61%)，有液-液平面者3例(9.68%)、无液-液平面者28例(90.32%)。尤文肉瘤组19例患者中，肿瘤单发者17例(89.47%)、多发者2例(10.53%)，混合型骨质破坏者14例(73.68%)、成骨型骨质破坏者1例(5.26%)、溶骨型骨质破坏者1例(5.26%)、无骨质破坏者3例(15.79%)，有骨膜反应者12例(63.16%)、无骨膜反应者7例(36.82%)，肿瘤骨形态为棉絮状者1例(5.26%)、针状者3例(15.79%)、不规则形者0例(0%)、斑片状者2例(10.53%)、未见肿瘤骨13例(68.42%)，软组织肿块较大者11例(57.89%)、中等者5例(26.32%)、较小者1例(5.26%)、无软组织肿块者2例(10.53%)，伴有囊变者12例(63.16%)、无囊变者7例(36.82%)，有液-液平面者0例(0%)、无液-液平面者19例(100%)。

两组患者常规MRI检查结果显示，患者的MRI DWI图像均无明显的变化或信号缺失，病灶在DWI图像上均呈高信号、在ADC图上均呈低信号。1例骨肉瘤患者和1例尤文肉瘤患者的冠状位脂肪抑制T2WI和DWI、横轴位ADC图见图1。

2.2 两组患者的平均ADC值比较及鉴别诊断效能 骨肉瘤组、尤文肉瘤组平均ADC值分别为1118.69(965.25,1547.58)、806.08(615.40,999.29)，两组相比，P<0.05。平均ADC值鉴别诊断长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的ROC见图2，AUC为0.724(P<0.05)，计算可得平均ADC值的截断值为891.28。取截断值为891.28时，其鉴别诊断长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的灵敏度为76.9%、特异度为52.9%。

3 讨论

骨肉瘤是最常见的原发性恶性骨肿瘤，起源于原始成骨性结缔组织，肿瘤细胞能直接产生肿瘤样骨组织和不成熟骨组织[1]。骨肉瘤患者男性较女性多见，有两个发病高峰期，分别为10～30岁和60岁以上。骨肉瘤的好发部位为长骨干骺端，膝关节周围尤为常见[2]。尤文肉瘤是儿童第2常见的原发性恶性骨肿瘤[3]。尤文肉瘤不产生肿瘤骨，但可以刺激骨内膜或骨外膜产生反应性新生骨和骨膜反应。尤文肉瘤好发于4～25岁，发病高峰年龄为5～10岁[4]，常见的发病部位为四肢长管状骨、骨盆及肋骨。由于骨肉瘤和尤文肉瘤的临床特点和影像特点类似，且骨肉瘤和尤文肉瘤的化疗药物不同，因此两者的鉴别诊断有重要的临床意义。

本研究50例患者均进行常规MRI检查，并由2名影像诊断医师对所有患者的MRI检查结果进行共同判定，观察肿瘤为单发或多发、骨质破坏类型、骨膜反应、肿瘤骨形状、软组织肿块大小、囊变及液-液平面等影像学特征，发现31例骨肉瘤患者均为单发，约有一半患者有骨膜反应，大部分有肿瘤骨形成，肿瘤骨形态以棉絮状和斑片状居多，肿瘤骨面积较大是骨肉瘤的特征性影像表现，软组织肿块小较小和中等者居多。研究[6]发现，恶性肿瘤中出现液-液平面最常见的肿瘤是骨肉瘤，此征象可作为鉴别诊断要点。本组中有3例患者软组织肿块内出现多发液-液平面，与相关研究结果相符。本研究入组的19例尤文肉瘤患者中，骨质破坏方式以混合型为主，单纯溶骨性或成骨性骨质破坏少见，较骨肉瘤无骨质破坏者多见。研究[7～9]结果表明，32%～40%的尤文肉瘤患者可以出现骨硬化改变，以扁骨多见。本研究中尤文肉瘤组患者有骨膜反应者12例(63.16%)，无骨膜反应者(7例，36.82%)，与相关研究结果一致。研究[10]结果显示，95%的尤文肉瘤患者会出现侵袭性骨质破坏和巨大软组织肿块，本研究中11例患者可见较大软组织肿块(57.89%)，5例可见中等大小软组织肿块(26.32%)，软组织肿块较小或无软组织肿块者较少，分别为1例(5.26%)和2例(10.53%)，与相关研究结果相符。通过对比分析，我们认为巨大软组织肿块及较小的反应性新生骨可作为长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的鉴别要点。

DWI是依靠不同组织间水分子弥散差异性造成的图像信号衰减来反映组织结构特性的功能性影像学检查。组织发生病变时，其细胞结构、功能和代谢发生异常改变，影响水分子在细胞内和细胞间的扩散能力，表现为水分子的扩散增加或受限。这种扩散可以通过ADC值来进行量化，反映肿瘤恶性程度、异质性程度以及治疗的效果。ADC值与恶性肿瘤细胞的密度相关性较高，肿瘤细胞生长活跃、排列紧密，导致细胞间隙明显减小，水分子扩散明显受限，ADC图信号明显减低。骨肉瘤最重要的影像学特征是肿瘤骨形成。肿瘤骨因富含钙等矿物质，几乎不含水分子，DWI检查时表现为极低信号，ADC值几乎为0。骨肉瘤的另一常见征象是骨质破坏，表现为正常骨髓组织被肿瘤组织代替，DWI序列上实性部分表现为弥散受限高信号，ADC图上表现为低信号。尤文肉瘤的组织学特点是镜下可见均匀一致的小圆形肿瘤细胞，胞质少，核浆比大，细胞核呈圆形或卵圆形。本研究通过测算长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的平均ADC值，比较两种肿瘤的差异，结果显示骨肉瘤的平均ADC值高于尤文肉瘤，可能与尤文肉瘤的肿瘤组织更致密，水分子弥散受限更明显有关。通过ROC计算可知，取截断值为891.28时，其鉴别诊断长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤的灵敏度为76.9%、特异度为52.9%，提示术前肿瘤平均ADC值高于891.28时，肿瘤为骨肉瘤的可能性较大，低于该值时，肿瘤为尤文肉瘤的可能性较大。

综上所述，常规MRI及平均ADC值在长管状骨骨肉瘤和尤文肉瘤鉴别诊断中有一定的价值，肿瘤为单发或多发、骨质破坏类型、骨膜反应、肿瘤骨形状、软组织肿块大小、是否有囊变及液-液平面等有助于两者的鉴别诊断，较低的肿瘤平均ADC值提示可能为尤文肉瘤。