良恶性骨肿瘤的MRI鉴别诊断

陈海松，韩燕，耿青，冯卫华，林吉征

良恶性骨肿瘤的鉴别诊断具有重要的临床意义，因为两者临床治疗方法及外科处理方式完全不同。MRI具有很高的软组织分辨率，因而对良恶性骨肿瘤的鉴别诊断(较X线和CT)具有独特的作用。笔者通过分析其MRI表现，并与病理学对照，寻找良恶性骨肿瘤的MRI鉴别诊断征象，旨在提高MRI对骨肿瘤的术前诊断正确率，为手术提供有临床意义的指导。

1 材料与方法

病例来源：回顾手术病理证实典型的良恶性骨肿瘤156例，其中良恶性骨肿瘤各78例，(已剔除良恶性交界性肿瘤或侵袭性肿瘤，如韧带样纤维瘤、骨巨细胞瘤等)。其中，男85例，女71例；年龄13岁～81岁，平均40岁。恶性骨肿瘤中，骨肉瘤13例，软骨肉瘤11例，恶性纤维组织细胞瘤8例，骨转移瘤13例， Ewing瘤11例，多发性骨髓瘤12例，原始神经外胚层肿瘤6例，骨恶性淋巴瘤4例。良性骨肿瘤中，骨母细胞瘤12例，软骨母细胞瘤11例，骨软骨瘤6例，软骨瘤10例，骨样骨瘤15例，非骨化性纤维瘤10例，骨化性纤维瘤3例，软骨黏液样纤维瘤4例，骨血管瘤7例。

检查方法：采用GE公司Signa HDX 3.0T磁共振扫描仪，全部156例患者均行MR平扫检查，81例患者进行了MR常规增强扫描，行横轴面、冠状面、矢状面成像。MR平扫序列参数：SE T1WI(TR 500ms，TE 20ms)，T2WI及T2WI脂肪抑制序列(TR 4000ms，TE 80ms)。DWI TR 10000ms，TE 100ms，取b值 700s/mm2。层厚5.0mm，层间隔1.0mm。增强扫描采用常规T1WI序列(参数同上)，对比剂使用Gd-DTPA，剂量15 ml，手推注射器肘前静脉团注，在5～10s 内完成。

分析方法：2名高年资MRI肌骨专业医师在PACS系统中共同对影像进行评价，进行MRI征象及病理学征象回顾，统计骨骼为中心的软组织肿块、肿瘤边界、DWI高信号、肿瘤周围水肿、放射状骨膜反应与骨膜三角、增强扫描明显强化征象分别在良恶性骨肿瘤中出现的例数，以研究上述异常征象对良恶性的鉴别作用。意见不同时，协商取一致意见。软组织肿块定义为有明确边界的异常实性区域，T1WI信号高于水或积液的信号，T2WI或其脂肪抑制序列信号低于水或积液信号；且以清楚的边界和局限的区域区别于软组织水肿或软组织肿胀。

统计方法：对各种征象在良恶性骨肿瘤中的出现率做统计学分析。采用样本率的u检验进行统计学分析，以P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

骨骼为中心的软组织肿块65例(图1)。其中64例(98.5%)为恶性肿瘤(恶性纤维组织细胞瘤7例，骨转移瘤10例，软骨肉瘤11例，骨肉瘤13例，Ewing瘤10例，多发性骨髓瘤5例，原始神经外胚层肿瘤6例，骨恶性淋巴瘤2例)。1例(1.5%)为良性骨肿瘤(骨母细胞瘤1例)。两者有显著性差别(u=2.98，P<0.01)。

肿瘤边界清楚者82例(图2)。其中39例(47.6%)为良性骨肿瘤(骨母细胞瘤5例，软骨母细胞瘤6例，骨软骨瘤5例，软骨瘤6例，骨样骨瘤5例，非骨化性纤维瘤5例，骨化性纤维瘤3例，软骨黏液样纤维瘤2例，骨血管瘤2例)。43例(52.4%)为恶性肿瘤(恶性纤维组织细胞瘤4例，骨转移瘤7例，软骨肉瘤6例，骨肉瘤8例， Ewing瘤7例，多发性骨髓瘤6例，原始神经外胚层肿瘤3例，骨恶性淋巴瘤2例)。两者无显著性差别(u=1.45，P>0.05)。

DWI高信号者126例，其中65例(51.6%)为恶性骨肿瘤(骨肉瘤12例，软骨肉瘤10例，恶性纤维组织细胞瘤4例，骨转移瘤12例，Ewing瘤8例，多发性骨髓瘤9例，原始神经外胚层肿瘤6例，骨恶性淋巴瘤4例)。61例(48.4%)为良性骨肿瘤(骨母细胞瘤12例，软骨母细胞瘤11例，软骨瘤9例，骨样骨瘤14例，非骨化性纤维瘤4例，软骨黏液样纤维瘤4例，骨血管瘤7例)。两者无显著性差别(u=1.27，P>0.05)。

图1 男，32岁，恶性纤维组织细胞瘤。A： MR冠状面T2WI脂肪抑制序列显示以股骨中段为中心的明显高信号肿块累及骨内外。B：MR 横轴面T1WI 显示股骨中段髓腔内软组织肿块延伸至骨外。C：病理切片(HE ×200)显示高度多形性的瘤细胞，部分区域呈席纹状排列，核深染 图2 男，43岁，软骨肉瘤。A：MR 冠状面T2WI 脂肪抑制序列显示胫骨上端类圆形高信号，边界清楚锐利，其内可见多发点条状及弧形低信号。B：MR冠状面T1WI显示胫骨上端类圆形低信号，边界清楚锐利。C：病理切片(HE ×200)见部分瘤细胞呈空泡征，周围是高度多形性的肉瘤样间质 图3 男，15岁，软骨母细胞瘤。A：MR冠状面、B横轴面 T2WI 脂肪抑制序列显示胫骨上端骨骺内类圆形高信号病灶(箭)，边缘见低信号环，周围见明显水肿高信号。C：病理切片(HE ×200)显示片状及散在分布的形态较一致的软骨母细胞 图4 男，19岁，骨肉瘤。A：MR横轴面 T1WI，股骨下段及其周围软组织肿块内可见放射状骨膜反应(箭)。B：病理切片(HE ×100)，示明显异型性的肿瘤细胞及其产生的骨样基质及不成熟或不规则异型的骨小梁Fig.1 Male, 32 years old.Malignant fi brous histiocytoma.A: MR T2WI with fat suppression, shows high signal mass in and outside the centre part of the femur.B: MR axial T1WI displays the mass in the middle part of left femur extending from medullary canal to the outside.C: Pathological slice (HE ×200)demonstrates pleomorphic tumor cell, with striate –like arrangement in some area and darkstained nucleus.Fig.2 Male, 43 years old.Chondrosarcoma.A:MR coronal T2WI with fat suppression, shows oval high signal in the upper end of tibia with clear margin and multiple dot or stripe-like low signal inside.B: MR coronal T1WI demonstrates oval low signal in the upper end of tibia with clear margin.C: Pathological slice (HE ×200) demonstrates vocule sign in some tumor cell surrounded by multi-formed sarcomatoid interstitial.Fig.3 Male, 15 years old.Chondrosarcoma.A MR coronal, B axial T2WI with fat suppression, shows oval high signal in the upper epiphysis of tibia with low signal ring and surrounded by high signal edema (arrow).C: Pathological slice (HE ×200) demonstrates scattered chondroblastic cell with similar size.Fig.4 Male, 19 years old.Osteosarcoma.A: MR T1WI axial, shows radial periosteal reaction in the soft tissue mass around the lower part of femur (arrow).B: Pathological slice (HE ×100) demonstrates tumor cells with atypia,osteoid stroma and immature or irregular bone trabecula.

有肿瘤周围水肿者90例(图3)。其中60例(66.7%)为恶性肿瘤(骨肉瘤12例，软骨肉瘤8例，恶性纤维组织细胞瘤7例，Ewing瘤9例，骨转移瘤10例，多发性骨髓瘤7例，原始神经外胚层肿瘤5例，骨恶性淋巴瘤2例)。30例(33.3%)为良性骨肿瘤(骨样骨瘤14例，骨母细胞瘤7例，软骨母细胞瘤9例)。两者有显著性差异(u=2.65，P<0.05)。

出现放射状骨膜反应与骨膜三角者48例(图4)。其中45例(93.8%)为恶性骨肿瘤(骨肉瘤10例，软骨肉瘤7例，恶性纤维组织细胞瘤5例，Ewing瘤6例，骨转移瘤7例，多发性骨髓瘤2例，原始神经外胚层肿瘤5例，骨恶性淋巴瘤3例)。3例(6.2%)为良性骨肿瘤(骨血管瘤2例，骨母细胞瘤1例)。两者有显著性差异(u=2.83，P<0.01)。

病变区域明显强化者69例，其中49例(71.0%)为恶性骨肿瘤(骨肉瘤7例，软骨肉瘤8例，恶性纤维组织细胞瘤8例，骨转移瘤7例， Ewing瘤8例，多发性骨髓瘤7例，原始神经外胚层肿瘤2例，骨恶性淋巴瘤2例)。20例(29.0%)为良性骨肿瘤(骨母细胞瘤5例，软骨母细胞瘤4例，软骨瘤2例，骨样骨瘤6例，软骨黏液样纤维瘤1例，骨血管瘤2例)。两者有显著性差别(u=2.33，P<0.05)

3 讨论

MRI不是利用X线成像，成像原理完全不同于X线平片和CT，所以传统的骨肿瘤的X线表现如骨质破坏，骨质硬化，瘤骨，钙化等在MRI上有不同的表现。但MRI软组织分辨率更高，且对骨髓异常的显示明显优于CT和X线片，因而对骨肿瘤有更高的检出率。但由于骨肿瘤的MRI信号复杂，及对MRI表现的认识经验不足，会造成定性的误诊，包括对良恶性的诊断错误。所以，有必要对骨肿瘤良恶性的鉴别诊断进行研究和讨论。

研究表明MRI虽然能显示肿块内的某些组织成分，但良恶性肿块的信号特征有很大重叠性，不能依此区分良恶性[1]。当然，MRI上的一些表现可以强烈提示恶性病变，而一些征象并不像想象的那样对良恶性有鉴别意义。

软组织肿块很少见于良性骨肿瘤，因为后者生长缓慢，要么病变很难突破骨皮质，要么在骨质吸收后有足够时间反应性成骨形成包壳包绕病变区域，因而很少见到肿瘤突破骨皮质向周围软组织内延伸或侵犯形成软组织内肿块。当然，一些侵袭性的良性肿瘤或良恶性交界的肿瘤，如骨巨细胞瘤，可以形成骨皮质的穿破或形成周围软组织的明显肿块，这些肿瘤的类型中有些被归于恶性肿瘤的范畴如骨巨细胞瘤III级或恶性骨巨细胞瘤，易引起概念上的混淆，所以被剔除于本研究中在外。MRI有很高的的软组织分辨率，常规的T1WI和T2WI就可清晰显示起源于骨的恶性肿瘤在骨内的浸润和骨外侵犯并形成软组织肿块[2](图1)。本研究显示，骨骼为中心的软组织肿块98.5% (64/65)为恶性肿瘤，表明此为可靠的恶性征象。

肿瘤的边界清楚与否，常被用来判断骨肿瘤的良恶性。良性骨肿瘤因生长缓慢，呈膨胀性生长，可表现边界清楚，但有些骨良性肿瘤，如骨血管瘤，呈浸润性生长，无包膜形成，边界显示不清。恶性骨肿瘤呈浸润性生长，故有些恶性骨肿瘤在病理和MRI上边界模糊不清楚；但有些恶性骨肿瘤周围常有假包膜形成[3]，加之T1WI上肿瘤组织侵犯的骨髓失去正常黄骨髓的高信号而表现为信号减低，脂肪抑制序列上脂肪信号被抑制而瘤体信号提高，与正常骨髓有良好的对比，因而恶性骨肿瘤亦可表现边界清晰[4](图2)。本研究表明，肿瘤边界清楚者47.6%为良性，52.4%为恶性，两者无显著性差别。

磁共振扩散加权成像(DWI)反映的是水分子的扩散运动。水分子扩散的限制越明显，DWI信号越高。DWI信号强度不仅与细胞密度有正比关系，而且与组织的血流灌注和T2穿透效应有关。当受检组织的T2值明显增高，可能造成扩散受限的假阳性表现。良恶性肿瘤内部都可有出血坏死和细胞毒性水肿，细胞致密程度及血流灌注多少均可不一致，造成了良恶性肿瘤的DWI信号有很大重叠，DWI高信号并非恶性肿瘤的特异性征象[5]。正如本研究显示，51.6%出现于恶性骨肿瘤，48.4%出现于良性骨肿瘤，两者无显著性差别。DWI高信号对良恶性骨肿瘤无明显鉴别作用。

恶性骨肿瘤向周围浸润可引起周围组织血流灌注及细胞通透性的改变[6]。良性肿瘤如骨样骨瘤、软骨母细胞瘤、骨母细胞瘤能产生前列腺素，引起周围骨及软组织非特异性炎性反应，这种情况也可见于Langerhans细胞组织细胞增生症等肿瘤样病变。虽然机理不同，良恶性骨肿瘤均可引起周围骨组织及周围软组织内的水肿[7](图3)。本研究中66.7%的水肿由恶性肿瘤引起，33.3%出现于良性骨肿瘤，周围骨髓及软组织水肿多见于恶性骨肿瘤。

骨膜反应是骨肿瘤的一个重要征象。骨膜较为坚韧，对病变有一定的阻挡作用，对于生长较为缓慢的病变，在骨膜被穿破之前，受刺激的骨膜不断成骨，在骨质破坏的周围形成层状的连续的骨膜反应或新生骨并逐渐增厚形成膨胀的包壳样外观[8]。而对于增长迅速的病变，增厚的骨膜被病理组织抬起、穿破中断呈现三角形断端而形成骨膜三角，骨膜周围的血管亦被掀起而垂直于骨干，沿血管分布的新生骨垂直行呈现放射状骨膜反应或骨针(图4)。这些快速进展的病变可以是恶性肿瘤，如常见的骨肉瘤，也可以是其他恶性肿瘤如骨转移瘤、恶性纤维组织细胞瘤、原始神经外胚层肿瘤等[9]。少数情况下急性进展的良性病变如急性骨髓炎、颅骨血管瘤、骨母细胞瘤，和一些贫血性病变在颅骨的表现也可分别显示骨膜三角、放射状骨膜反应和骨针。本研究中放射状骨膜反应与骨膜三角者93.8%为恶性骨肿瘤，仅6.2%为良性骨肿瘤，因而有较好的良恶性鉴别诊断作用。

顺磁性对比剂Gd-DTPA，通过改变局部磁场环境而间接缩短病变组织的Tl、T2弛豫时间，肌骨系统肿瘤强化主要与对比剂在毛细血管内的灌注和在肿瘤组织内的扩散有关，而后者与肿瘤内毛细血管通透性有关[10]，换言之，肌骨肿瘤的强化程度与其血供和毛细血管壁的成熟程度或完整性有关。多数恶性骨肿瘤血供丰富，其新生毛细血管及其管壁发育不成熟，通透性增加，因而强化明显，但一些良性肿瘤，如骨母细胞瘤、血管瘤等同样有此现象，不过这种现象更多见于恶性骨肿瘤。本研究中，病变区域明显强化者，71.0%出现于恶性骨肿瘤，29.0%出现于良性骨肿瘤，两者有显著性差别。

从以上的研究可以看出，骨内病变合并周围软组织肿块是骨肿瘤可靠的恶性征象。骨膜三角及放射状骨膜反应强烈提示恶性骨肿瘤，少数情况下也可见于良性病变。异常信号边界清楚与否、DWI高信号对骨肿瘤良恶性鉴别意义不大。病变明显强化征象、周围骨髓及软组织水肿多见于恶性骨肿瘤。

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