动态对比增强MRI对脊柱骨髓瘤和原发非霍奇金淋巴瘤的鉴别诊断

郎宁，张恩龙，苏敏英，袁慧书*



动态对比增强MRI对脊柱骨髓瘤和原发非霍奇金淋巴瘤的鉴别诊断

郎宁1，张恩龙2，苏敏英3，袁慧书1*

1.北京大学第三医院放射科，北京 100191； 2.北京大学国际医院放射科，北京 102206； 3.加利福尼亚大学欧文分校肿瘤功能成像中心，美国加利福尼亚 95101；

探讨动态对比增强MRI对脊柱浆细胞骨髓瘤（PCM）、骨的孤立性浆细胞瘤（SPB）和骨的原发性非霍奇金淋巴瘤（PNHLB）的鉴别诊断价值。对病理证实的11例PCM、12例SPB和13例PNHLB做动态对比增强MRI，比较各组信号强度-时间曲线类型、曲线最大上升线性斜率（Max Wash-in SE%）、曲线下降斜率（Wash-out SE%）及增强曲线下的初始面积（IAUC）等。11例PCM和12例SPB均为速降型曲线，1例PNHLB为速降型曲线，12例PNHLB为平台型曲线。PCM和SPB的Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC差异均无统计学意义（>0.05）。其中，以Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC分别为21.38%、148%、2.47作为诊断骨髓瘤（包括PCM和SPB）和PNHLB的阈值时，诊断敏感度、特异度分别为95.7%、84.6%；69.6%、69.2%；73.9%、76.9%。受试者工作特性（ROC）曲线分析Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC诊断骨髓瘤的曲线下面积分别为0.886、0.763、0.756。动态对比增强MRI可为脊柱造血系统肿瘤的鉴别诊断提供参考。

多发性骨髓瘤；浆细胞瘤；淋巴瘤，非霍奇金；脊柱；磁共振成像；图像增强；诊断，鉴别

脊柱骨髓瘤和恶性淋巴瘤均是起源于骨的造血系统肿瘤，发病年龄和临床症状无特异性。MRI信号、软组织肿块形态等征象可以为两者的鉴别提供依据[1-2]，但是如果表现不典型，则非常容易误诊，而两者治疗采用的化疗方案截然不同[3]。因此正确诊断对临床治疗方法的选择和预后判断尤为重要。本研究对两者的动态对比增强（dynamic contrast-enhanced，DCE）MRI特点进行初步研究，通过对信号强度-时间曲线及半定量参数进行分析，探讨其在两者鉴别诊断中的价值，为常规影像学难以鉴别的造血系统肿瘤提供一种简单、直观的鉴别方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取北京大学第三医院2009年3月—2016年4月经手术病理或穿刺活检证实的11例脊柱浆细胞骨髓瘤（plasma cell myeloma，PCM），其中男6例，女5例，平均年龄（56.7±8.5）岁；12例骨的孤立性浆细胞瘤（solitary plasmacytoma of bone，SPB），其中男5例，女7例，平均年龄（52.1±6.0）岁；13例骨的原发性非霍奇金淋巴瘤（primary non-Hodgkin lymphoma of bone，PNHLB），其中男8例，女5例，平均年龄（56.5±18.4）岁。回顾性分析患者的临床和影像学资料，所有患者在化疗和放疗前均进行脊柱或多部位的DCE-MRI检查，同时对患者进行穿刺活检或细胞学检查，并按PCM、SPB及PNHLB的诊断标准确诊[4-6]。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Trio 3.0T 超导型MR扫描仪。采用常规快速自旋回波序列，包括横断面、矢状位T2WI、矢状位T2WI压脂序列。采用高压注射器以2 ml/s注射钆喷替酸葡甲胺，剂量为0.1 mmol/kg。Siemens DCE-MRI序列参数设置：FLASH 3D VIBE序列，TR 4.1 ms，TE 1.5 ms，反转角10°，分辨率256×192，视野250 mm×250 mm，共采集30个层块；采集时间10~14 s，共采集12组，总时长120~168 s。

1.3 图像分析 由2名放射科副主任医师独立对图像进行分析，于强化最明显区域手动勾勒出0.5~1.2 cm2的感兴趣区，避开囊性病变、钙化、坏死和出血等区域。随后采用Siemens Sygno Mean Curve软件获得信号强度-时间曲线，曲线分为以下3种类型，①速降型：1 min左右到达峰值，此后信号下降超过10%；②平台型：在1 min以后，信号强度变化水平保持在10%以内；③持续上升型：1 min后信号持续增加超过10%[7]。由于时间分辨率略有不同，各研究对象的DCE数据采集点并非完全一致。根据公式（1）~（4）计算曲线最大上升线性斜率（Max Wash-in SE%）、曲线下降斜率（Wash-out SE%）、增强曲线下的初始面积（initial area under curve，IAUC）。

Max Wash-in SE%=（SI2-SI1）/SIinitial×100% （1）

Wash-out SE%= [（SIpeak–SIlast）/SIinitial]×100% （2）

Wash-out SE%= [（SI67sec–SIlast）/SIinitial]×100% （3）

IAUC=（SIn1+SIn2+ SIn3+···+SInn）/n/SIinitial（4）

其中，中SI2和SI1代表信号强度-时间曲线上升信号增幅最大的两点的信号强度，SIinitial代表注药前信号强度（下同），SIpeak为曲线达到峰值时的信号强度，SIlast为采集结束时的信号强度；如果曲线在最初的60 s内未出现峰值，则采用公式（3），SI67sec代表第67秒信号强度，SIlast代表采集结束时的信号强度。公式（3）中IAUC计算则取注药后至67 s或67 s后最近一个采集时间点的平均信号增强程度[7-8]，SIn1、SIn2、SIn3···SInn为注药后至67 s时或67 s后最近一个采集点的各时间点信号强度，n为信号采集次数。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB不同的DCE曲线类型的差异采用Fisher确切概率法；PCM、SPB和PNHLB的DCE参数的差异比较采用单因素方差分析，方差不齐时，采用Dunnett3法，满足方差齐性时，采用Bonferroni法。利用受试者工作特性（ROC）曲线确定各DCE参数对骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的最佳鉴别诊断阈值，并计算诊断的敏感度和特异度。<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DCE曲线特征 PCM、SPB和PNHLB的增强曲线类型和曲线参数见表1及图1~3。11例PCM与12例SPB患者均为速降型曲线。13例PNHLB患者中，1例为速降型曲线，12例为平台型曲线。骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的DCE曲线类型表现差异有统计学意义（<0.05）。

表1 PCM、SPB和PNHLB的DCE曲线类型和曲线参数

注：*含PCM和SPB

图1 男，53岁，PCM。T1WI矢状位，T12、L2、L5椎体骨质破坏，病变呈低信号（A）；T2WI脂肪抑制矢状位，病变呈高信号（B）；T1WI增强扫描，病变明显强化（C）；病变的信号强度-时间曲线呈速降型（D）

图2 男，48岁，SPB。T1WI矢状位，T9椎体骨质破坏，局部见软组织肿块影，椎体变扁（A）；T2WI脂肪抑制矢状位，病变呈高信号（B）；T1WI增强扫描，病变明显强化（C）；病变的信号强度-时间曲线呈速降型（D）

图3 女，79岁，PNHLB。T1WI矢状位，L2椎体骨质破坏，病变呈低信号（A）；T2WI脂肪抑制矢状位，病变呈高信号（B）；T1WI增强扫描，病变明显不均匀强化（C）；病变的信号强度-时间曲线呈平台型（D）

2.2 DCE曲线参数分析 PCM和SPB之间Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC差异无统计学意义（>0.05）；PCM和PNHLB之间Wash-out SE%差异有统计学意义（<0.05）；SPB和PNHLB之间3个参数差异均有统计学意义（<0.05），见表2。3种DCE曲线参数对骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的鉴别诊断最佳诊断阈值利用ROC法进行分析，其诊断效能见表3。

表2 PCM、SPB和PNHLB之间DCE曲线参数的比较

注：Wash-out SE%满足方差齐性，Max Wash-in SE%、IAUC方差不齐

表3 Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC对骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的诊断效能

3 讨论

起源于骨骼的造血系统肿瘤均非良性，既往病理分型中广义上分为骨髓瘤、淋巴瘤，而在2013版WHO骨肿瘤病理分类中，因骨髓瘤的多发性病变和孤立性病变预后不同，将来源于骨骼的造血系统肿瘤分为PCM、SPB、PNHLB三类[9]，将SPB从PCM中分列出来，并且重新定义。PCM又称为多发性骨髓瘤，分类中认为其为多中心性，常侵犯不同器官；而SPB则被定义为单中心性，无系统性损害，但是两者病理表现、免疫表型及遗传学特征一致，且均可表现为溶骨性、成骨性或混合性骨质破坏，以溶骨性破坏多见，T1WI上病变呈等或低信号，而在T2WI上的信号则报道不一，以往认为呈高信号，但是部分学者认为以低信号或等信号为主[1,10]。而骨骼的恶性淋巴瘤又称为PNHLB，其好发年龄为50~60岁，且好发于胸椎[2]，多呈虫蚀状骨质破坏，极少数可表现为成骨性改变或混合性改变。因肿瘤内部细胞成分较多，间质及水分含量相对较少，因此其在MR T1WI上多呈等、低信号，T2WI上多呈等信号[1,11]。脊柱的骨髓瘤和淋巴瘤常规MRI表现相似，单纯通过影像学表现鉴别较困难。治疗前一般需依靠血液检查和CT引导下病灶穿刺活检等有创操作确诊，如果能通过无创检查为治疗前提供准确诊断，则可给临床医师和患者带来巨大帮助。因此，本研究采用DCE-MRI鉴别诊断脊柱骨髓瘤和PNHLB，提高治疗前的诊断准确性。

以往DCE-MRI研究中常将DCE曲线类型应用于良、恶性病变的鉴别，既往研究发现，速降型曲线代表恶性肿瘤中细胞密集而间质成分较少的部位，由于对比剂很少在细胞间隙中留存而迅速流出，造成曲线迅速下降，认为速降型曲线高度提示恶性病变[12]。本研究，结果显示，11例PCM及12例SPB的DCE曲线类型表现一致，均为速降型曲线，13例PNHLB患者中，1例为速降型曲线，12例为平台型曲线。骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的DCE曲线类型表现差异有统计学意义（<0.05）。因此，DCE曲线类型的结果提示如果是速降型曲线应首先考虑骨髓瘤，如果是平台型曲线则应主要考虑PNHLB，DCE曲线类型可以为两者的鉴别提供很好的参考。既往研究中充分肯定了DCE-MRI半定量参数对良、恶性病变的鉴别价值[12-13]，并且少数研究也将其应用于恶性病变之间的鉴别，Schlemmer等[14]研究证实，肿瘤组织开始强化到相邻的正常组织强化的时间区间，高分化癌较低分化癌时间长。本研究通过对数据进行半定量分析，显示的结果与相应的DCE曲线类型一致，造影剂进入和流出的曲线参数Max Wash-in SE%、IAUC、Wash-out SE%在PCM及SPB之间差异均无统计学意义（>0.05），这与两者的病理学特点相符，而Wash-out SE%在骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB间差异均有统计学意义（<0.05），可能与两者肿瘤血管及组织学差异有关。

骨髓瘤细胞之间的间质成分少，富含新生的毛细血管样的微血管，且微血管密度较高，结构多不完整，管腔不规则、壁薄，走行紊乱，动、静脉区别不明显，部分血管壁内皮细胞缺失，极少见到肌层和外膜[9]，这种病理结构导致造影剂会很快进入骨髓瘤组织，早期强化明显、快速，并且造影剂不易留存，而快速回流到血管中被清除掉；而PNHLB病理上由细胞成分单一的瘤细胞构成，瘤细胞核大，形态不规则，核仁明显，胞质嗜碱性，细胞边界清晰，瘤细胞之间常有纤细网状纤维，既往称为“网织细胞肉瘤”，这种不同程度的纤维化可能是造成PNHLB造影剂存留的原因[9]。因此，骨髓瘤的DCE曲线显示在比较短的时间信号强度即达到高峰，Max Wash-in SE%、Wash-out SE%也较大。其中，IAUC是对比剂注射后多个时间点下的平均信号强度，是最能反映最初上升期信号强度增加速度的参数[8]，同样证实了骨髓瘤与PNHLB之间的组织学差异。

总之，DCE-MRI获得的Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC对脊柱骨髓瘤和PNHLB具有一定的鉴别诊断价值，如果常规MRI鉴别困难，可以参考MRI增强曲线参数为鉴别诊断提供依据，为临床选择治疗方法提供更多的信息，同时，DCE-MRI也为两者的鉴别诊断提供了一种简单易行的方法。本研究样本量较少，有待今后增加样本量进一步验证结论。

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（本文编辑 周立波）

Dynamic Contrast-enhanced MRI in Differential Diagnosis of Spinal Myeloma and Primary Non-Hodgkin Lymphoma

LANG Ning1, ZHANG Enlong2, SU Minying3, YUAN Huishu1*

To explore the value of dynamic contrast-enhanced MRI in differential diagnosis of spinal plasma cell myeloma (PCM), solitary plasmacytoma of bone (SPB) and primary non-Hodgkin lymphoma of bone (PNHLB).Eleven PCM, 12 SPB and 13 PNHLB confirmed by pathology received dynamic contrast-enhanced MRI. Signal intensity-time curve, the steepest wash-in SE% during the ascending phase (Max Wash-in SE%), the wash-out SE% and the initial area under enhanced curve (IAUC) and other parameters were compared.Both 11 PCM and 12 SPB showed the wash-out pattern. One PNHLB was the wash-out pattern and 12 PNHLB were the plateau pattern. Difference of Max Wash-in SE%, Wash-out SE% and IAUC of PCM and SPB was of no statistical significance (>0.05), among which sensitivity and specificity of diagnosis were 95.7% and 84.6%, 69.6% and 69.2%, 73.9% and 76.9% respectively when taking 21.38% Wash-out SE%, 148% Max Wash-in SE% and 2.47 IAUC as the threshold value for diagnosing myeloma (including PCM and SPB) and PNHLB. The area under curve of Wash-out SE%, Max Wash-in SE% and IAUC when diagnosing myeloma was 0.886, 0.763 and 0.756 respectively according to ROC analysis.Dynamic contrast-enhanced MRI can provide reference for the differential diagnosis of spinal hematopoietic neoplasms.

Multiple myeloma; Plasmacytoma; Lymphoma, non-hodgkin; Spine; Magnetic resonance imaging; Image enhancement; Diagnosis, differential

R445；R738.1

10.3969/j.issn.1005-5185.2018.02.014

2017-10-15

2018-01-18

国家自然科学基金（81701648，81471634）；北京市自然科学基金（7164309）

Chinese Journal of Medical Imaging, 2018, 26 (2): 135-139

*Address