MR评价良性骨肿瘤及肿瘤样病变与恶性骨肿瘤周围水肿的不同

高赛，杨志涛，李翔，陈海松*，徐文坚

骨肿瘤及肿瘤样病变周围常出现骨髓水肿和软组织水肿，软组织水肿主要为筋膜和肌肉水肿。瘤周水肿的形成机制仍然不清楚，但瘤周水肿往往是MR过度诊断或误诊的原因之一，比如一些良性骨肿瘤和肿瘤样病变周围可以形成明显的水肿，经常会被误诊成恶性骨肿瘤。目前，瘤周水肿在骨肿瘤与肿瘤样病变良恶性鉴别诊断中的作用尚未引起重视。虽然平片和CT无法明确显示骨髓和软组织水肿，但MR组织对比度较高，MR平扫特别是T2WI压脂像或STIR压脂像能敏感清晰地显示骨髓和软组织水肿。本研究通过MR分析良性骨肿瘤及肿瘤样病变与恶性骨肿瘤周围水肿的不同，以期有助于良恶性鉴别诊断。

1 材料与方法

1.1 一般资料

回顾分析2014年8月至2018年8月我院121例经手术病理证实且有MRI资料的骨肿瘤和肿瘤样病变患者，检查前未进行手术或其他治疗。所有受试者检查前均签署知情同意书。良恶交界性肿瘤(如骨巨细胞瘤、促纤维结缔组织增生性纤维瘤等)、合并病理骨折和颅骨病变患者不纳入观察。其中，男性78例，女性43例，年龄4～80岁，中位年龄33岁。良性骨肿瘤及肿瘤样病变63例，年龄4～77岁，中位年龄21岁。恶性骨肿瘤58例，年龄10～80岁，中位年龄55岁。病理结果见表1。

1.2 影像检查

所有患者均行MRI平扫检查。采用美国GE signa 3.0 T或1.5 T超导型MR仪。层厚5 mm，层间隔1 mm。行横轴位、冠状位和矢状位扫描，序列包括SET1WI (TR 500 ms，TE 20 ms)、T2WI及T2WI预饱和脂肪抑制序列(TR 4000 ms，TE 80 ms)。10例良性肿瘤及11例恶性肿瘤并行MR增强扫描，使用Gd-DTPA，0.2 mL/kg团注后行SE T1WI及预饱和脂肪抑制T1WI。

1.3 影像资料分析

由2名高年资骨骼肌肉系统专业放射科医师共同对影像进行评价。观察肿瘤周围有无骨髓及软组织水肿，并且测量肿瘤长径、骨髓及软组织水肿范围长径[1]。在脂肪抑制T2WI上，选择肿瘤范围最大的方位及层面，沿其最大径作直线，与肿瘤边缘的两交点间的距离为肿瘤长径(图1A)；在骨髓水肿范围最大的方位及层面，从骨髓水肿的最远点向肿瘤中心作连线，与肿瘤边缘形成一个交点，该交点与最远点之间的距离即为骨髓水肿的范围长径(图1B)；在软组织水肿最宽处，测量其最远点与最近的骨皮质之间的垂直距离，即为软组织水肿范围长径(图1C)。分别计算骨髓及软组织水肿与肿瘤长径的比值。该参数的意义在于评价骨肿瘤周围水肿的严重程度。周围水肿的大小可能与肿瘤的大小有关，为客观评价周围水肿的程度，排除肿瘤大小因素对周围水肿的影响，所以采用骨髓水肿最大径与肿瘤最大径比值来评价周围水肿的大小。

瘤周水肿的判定标准[2]：骨髓水肿为骨髓内肿瘤周围异常信号区域，一般T1WI呈等或低信号，T2WI及T2WI脂肪抑制序列上呈高信号，信号均匀一致，与正常骨髓边界模糊[3]。软组织水肿为肿瘤外周肌肉及筋膜内的T1WI低或等信号，T2WI及T2WI脂肪抑制序列上高信号，信号一般均匀一致，呈条带状或羽毛状，不引起软组织的变形及移位。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件进行统计学分析。良恶性组骨髓及软组织水肿出现率的差异采用卡方检验。良恶性组骨髓及软组织水肿范围长径与肿瘤范围长径比值的组间差异采用非参数检验。

2 结果

表1 121例骨肿瘤与肿瘤样病变骨髓水肿及软组织水肿出现情况(例)Tab. 1 Bone marrow and soft tissue edema in 121 cases of bone tumors and tumor-like lesions (case)

63例良性骨肿瘤及肿瘤样病变中，骨髓水肿出现率为65.08%(41/63)。其中动脉瘤样骨囊肿、软骨母细胞瘤、骨样骨瘤、骨母细胞瘤、朗格汉斯细胞组织细胞增生症、良性纤维组织细胞的所有病例均出现骨髓水肿；骨囊肿、骨纤维结构不良、骨软骨瘤的部分病例出现骨髓水肿。软组织水肿出现率为63.49%(40/63)，其中软骨母细胞瘤、骨样骨瘤、良性纤维组织细胞瘤的所有病例均出现软组织水肿；而动脉瘤样骨囊肿、骨母细胞瘤、朗格汉斯细胞组织细胞增生症、骨纤维结构不良、骨软骨瘤、软骨瘤的部分病例出现软组织水肿。

表2 良恶性组骨髓及软组织水肿出现率Tab. 2 The incidence of bone marrow and soft tissue edema in benign and malignant groups

表3 良恶性组骨髓和软组织水肿长径与肿瘤长径比值及比值中位数Tab. 3 The ratio of the largest diameter of bone marrow and soft tissue edema to that of tumor and the median of the ratio in benign and malignant groups

58例恶性骨肿瘤中，骨髓水肿出现率为58.62%(34/58)。其中淋巴瘤的所有病例均出现骨髓水肿；骨肉瘤、软骨肉瘤、转移瘤、尤文肉瘤、未分化高级别多形性肉瘤、骨髓瘤的部分病例出现骨髓水肿。软组织水肿的出现率为81.03%(47/58)，其中未分化高级别多形性肉瘤、骨髓瘤、淋巴瘤的所有病例均出现软组织水肿；而骨肉瘤、软骨肉瘤、转移瘤、尤文肉瘤的部分病例出现软组织水肿。

良恶性组骨髓水肿出现率无明显差异(P＞0.05)，而恶性组软组织水肿出现率大于良性组(P＜0.05)。结果见表2。

骨髓水肿长径与肿瘤长径范围比值：良性组大于恶性组(P＜0.05)，良性组为0.26～6.4，中位数为0.69；恶性组为0.1～5.09，中位数为0.425。软组织水肿长径与肿瘤长径范围比值：良恶性组间无明显差异(P＞0.05)，良性组为0.11～5.8，中位数为0.415；恶性组为0.05～1.22，中位数为0.3。见表3，图2、3。

图1 28岁，男性，骨良性纤维组织细胞瘤。病灶周围可见骨髓与软组织水肿。A：AB为肿瘤最大径；B：CD为骨髓水肿最大径；C：EF为软组织水肿最大径 图2 19岁，女性，骨样骨瘤。A：D为肿瘤最大径，GH为骨髓水肿最大径；B：JI为软组织水肿最大径。肿瘤范围较小而骨髓及软组织水肿范围相对较大 图3 10岁，女性，骨肉瘤。A：d为肿瘤最大径，KL为骨髓水肿最大径；B：MN为软组织水肿最大径。肿瘤较大而骨髓及软组织水肿范围相对较小Fig. 1 A 28-year-old man with benign fibrous histiocytoma of bone. Bone marrow and soft tissue edema can be seen around the lesion. A: The distance of AB is the length of the tumor; B: The distance of CD is the length of bone marrow edema; C: The distance of EF is the length of soft tissue edema. Fig. 2 A 19-year-old women with osteoidosteoma. A: D is the length of the tumor, the distance of GH is the length of bone marrow edema; B: The distance of IJ is the length of soft tissue edema. The length of tumor is short and the length of bone marrow and soft tissue edema is large. Fig. 3 A 10-year-old women with osteosarcoma. A: d is the length of the tumor, the distance of KL is the length of bone marrow edema; B: The distance of MN is the length of soft tissue edema. The length of tumor is large and the length of bone marrow and soft tissue edema is short.

良性组中，增强扫描10例，其中软骨母细胞瘤3例，骨母细胞瘤1例，朗格汉斯细胞组织细胞增生症2例，骨纤维结构不良1例，骨软骨瘤3例。恶性组中，增强扫描11例，其中骨肉瘤2例，软骨肉瘤3例，转移瘤1例，尤文肉瘤1例，脊索瘤2例，淋巴瘤2例。增强扫描良性组与恶性组骨髓及软组织水肿均呈晚期均匀强化。

3 讨论

3.1 骨髓与软组织水肿的发生机制

瘤周水肿的发生机制目前仍不清楚，但可以肯定的是，水肿并不是由单一因素造成的[4]。一些学者提出肿瘤周围的炎性反应，毛细血管渗出及肿瘤内部压力增高是产生水肿的主要原因[2-3，5]。Janzen等[5]研究在软骨肉瘤骨髓水肿内发现纤维组织和炎性反应，而Kroon等[3]术中发现骨髓水肿区域宏观表现正常，显微镜下也未见坏死组织、炎症和纤维化的迹象。Shinmura等[6]、王毅[7]研究发现，软骨母细胞瘤中环氧合酶-2(COX-2)的表达与瘤周水肿有关。Yamamura等[8]研究发现原发性骨肿瘤患者瘤周水肿与前列腺素水平显著相关。此前有报道炎性介质前列腺素水平与骨样骨瘤、成骨细胞瘤及转移瘤有关。

3.2 骨髓与软组织水肿的发生率

本研究结果表明，骨髓水肿发生率良恶性组间无明显差异，但恶性骨肿瘤软组织水肿发生率大于良性组。Kroon等[3]认为骨髓水肿发生率良性组大于恶性组，与本研究有所不同的原因可能与本组研究中良性组内肿瘤种类较多有关。本研究结果中，恶性骨肿瘤软组织水肿发生率大于良性组的原因可能为恶性骨肿瘤的骨质破坏更容易引起骨皮质中断并累及周围软组织，有更多的机会造成对周围软组织的刺激[1，9]。

3.3 骨髓与软组织水肿的大小

本研究结果表明，良性组骨髓水肿范围长径与肿瘤范围长径比值大于恶性组，与James等[10]的报道一致。良性骨肿瘤周围的骨髓水肿的范围相对较大，可能与炎性介质的释放有关。恶性骨肿瘤周围骨髓水肿的范围相对较小，可能与恶性骨肿瘤的免疫逃逸有关。良性组与恶性组间周围软组织水肿长径与肿瘤长径比值无明显差异，可能与周围软组织与骨内肿瘤本身相距较远，并隔有骨质有关。上述本研究结果中，良性骨肿瘤及肿瘤样病变周围的骨髓水肿的范围相对较大，对于良性骨肿瘤和肿瘤样病变与恶性骨肿瘤之间的鉴别诊断具有一定的价值。如果骨内的小病灶周围有大范围的骨髓水肿，良性骨肿瘤或肿瘤样病变的可能性大，反之，如果骨内较大的病灶而周围骨髓水肿相对较小，提示恶性骨肿瘤的可能性较大。

对于骨髓水肿最大径与肿瘤最大径之比，良性组大于恶性组，理论基础为一些良性骨肿瘤与肿瘤样病变，如骨样骨瘤、骨母细胞瘤、软骨母细胞瘤、Langerhans细胞组织细胞增生症，其病变本身会产生炎症介质前列腺素，造成周围骨髓和软组织的炎性反应并形成明显的周围水肿区。而恶性骨肿瘤的免疫逃逸机制会减少和抑制人体对肿瘤本身的免疫作用，反而造成周围的骨髓水肿程度较轻。

当然，不能单靠骨髓水肿的大小鉴别骨肿瘤与肿瘤样病变的良恶性。目前，病灶本身形态学征象是良性骨肿瘤及肿瘤样病变与恶性骨肿瘤的主要鉴别点。张晓莉等[11]研究发现，体素内不相干运动和扩散峰度成像在良恶性骨肿瘤的鉴别诊断中也有一定价值。因此，在临床影像诊断工作中，首先要依靠其他征象如骨质破坏的形态与边缘、骨膜反应的形态与程度、骨质硬化的边缘与程度、是否合并软组织肿块等来判断是否是肿瘤与肿瘤样病变[12]，然后再参考病变的体素内不相干运动及扩散峰度成像参数、周围骨髓与软组织水肿的程度等来进一步判断良恶性。病变周围骨髓水肿的程度可以作为良性骨肿瘤与肿瘤样病变与恶性骨肿瘤的鉴别征象之一。本文的研究结果表明，良性骨肿瘤和肿瘤样病变一旦出现周围骨髓水肿，其程度往往较恶性肿瘤周围骨髓水肿更为明显。此结果的意义在于，周围明显的骨髓水肿不是一种恶性征象，反之，可能是提示良性的一种征象。如果对此认识不足，很容易造成良恶性的误诊。笔者在临床工作中也发现不少的良性骨病变因为病灶周围的明显水肿而被误诊成恶性肿瘤。比如Langerhans细胞组织细胞增生症、骨母细胞瘤在MR上表现的病灶周围明显的骨髓和软组织水肿经常被当成恶性征象而误诊成恶性肿瘤。

评价周围水肿对于骨肿瘤与肿瘤样病变的良恶性的鉴别诊断可以起到补充作用，更重要的是减少周围水肿征象对良恶性鉴别诊断的误导作用。正是出于减少误诊的临床目的，笔者开展了此项研究，这也是本文的临床意义和价值所在。

增强扫描良性组与恶性组瘤周水肿均呈均匀晚期强化，与姜前等[13]报道一致，多数恶性肿瘤增强扫描呈早期不均匀强化，此征象有助于区分肿瘤本身及瘤周水肿。肿瘤组织具有高灌注及高渗透性，随血管系统分布的对比剂在局部浓度增加并且快速渗入细胞外间隙，同时由于水肿组织的扩散或渗透作用的增强，SE T1加权增强扫描中，在较长的成像时间内因对比剂在水肿组织中的渗透而使水肿组织得以强化，这种强化主要是晚期强化[14-16]。对于周围水肿的强化，骨肿瘤与肿瘤样病变良恶性组间未发现有明显不同，鉴别诊断意义不大。

3.4 本研究可能的局限性

首先，本研究中骨髓及软组织水肿均为影像学上的表现，恶性骨肿瘤周围的水肿区可能包括微观浸润区[17-18]，因为水肿区内靠近肿瘤实质部位的边缘区可以散在少量的肿瘤细胞(称之为微观浸润区)，但在MR平扫上包括微观浸润区在内的水肿区域在MR压脂像上均表现水肿样的片状高信号而归于MR表现中的水肿区域。这并不影响本文的结果，因为微观浸润区就在水肿区内，本文的目的是通过水肿区的大小为鉴别良恶性提供一些有用的信息，而不在于确定肿瘤的真正边缘和边界。当然恶性骨肿瘤的确切边界可以另文研究。本研究结果表明，MR表现的恶性肿瘤的周围骨髓水肿区(可能包括病理上的微观浸润区)小于良性肿瘤的周围骨髓水肿区，如果能够去掉广义的水肿区内的微观浸润区，恶性骨肿瘤周围的单纯水肿区范围就更小，也只能表明恶性肿瘤的周围骨髓水肿范围更小于良性肿瘤与肿瘤样病变的周围骨髓水肿，不影响甚至更支持本文的结果。其次，增加病种特别对于良性骨肿瘤和肿瘤样病变，会降低周围水肿的出现率，但也并不会影响本文的研究结论。

总之，正确认识瘤周水肿有重要意义。在临床工作中往往由于骨内病变周围的明显水肿，而将良性骨肿瘤或肿瘤样病变误诊成恶性骨肿瘤[19]。虽然两者周围都可以出现骨髓与软组织的水肿，但良性骨肿瘤周围若出现骨髓水肿，其范围和程度一般较恶性骨肿瘤更为明显。正确认识这一点，有助于良恶性鉴别诊断和减少误诊。

利益冲突：无。