MRI弥散加权成像在骨肌肿瘤良恶性鉴别与诊断中的应用

许卫红，葛英辉（1.新乡医学院（河南省人民医院放射科)，郑州453000；2.滑县中医院，河南安阳456400；3.河南省人民医院放射科，郑州450003）

骨肌系统包括骨、关节及关节所支配的骨骼肌等，骨肌肿瘤是生长于骨骼、横纹肌及其周边组织的肿瘤，具有类型多样、组织学类型复杂等特点[1]。骨肌肿瘤的定性诊断是目前临床研究的难点与热点。磁共振成像（MRI）检查对骨肌系统中的软组织具有较高的分辨率与诊断效率，能显示病灶位置与形态，可用于临床诊断，但由于常规MRI检查对病灶性质与肿瘤性质的判断缺乏较高的准确性，对治疗方式的选择、患者预后等具有较大影响[2]。弥散加权成像（DWI）较MRI形态学序列在肿瘤特性的发现与显示方面具有更好的效果，基于表观扩散系数（ADC）值对组织中水分子扩散进行量化分析，有助于区分正常组织、良性组织与恶性组织[3]。本研究对滑县中医院收治的43例骨肌肿瘤患者的术前良恶性诊断情况进行了分析，探讨了DWI对骨肌肿瘤鉴别与诊断效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年2月至2018年5月滑县中医院收治的43例骨肌肿瘤患者作为研究对象，其中男 25例，女 18例；年龄 25～75岁，平均（41.23±9.45）岁。所有患者均经病理学检查确诊为骨肿瘤、软组织肿瘤等；检查前均未接受任何治疗；均经常规MRI、MRI动态对比增强扫描（MRI-DCE）、DWI检查。

1.2 方法

1.2.1 检查方法 采用西门子MAGNETOM Spectra 3.0 T进行扫描，8通道相控阵表面线圈，检查前空腹4～6 h，患者取仰卧位，平静呼吸屏气，扫描T2WI轴位、T1WI轴位、脂肪抑制序列（FS）T2WI轴位、FS T2WI冠状位，层厚 5.0～8.0 mm，层间距 1.5 mm，矩阵 320×192，视野（FOV）300.0 mm×300.0 mm。T2WI轴位/FS T2WI设置：重复时间（TR）4 000.0 ms，回波时间（TE）60.0 ms；T1WI轴位设置：TR 660.0 ms，TE 8.3 ms。先用冠状位FS T2WI进行扫描，获得清晰的肿瘤整体图像后再确定轴位扫描范围。

1.2.2 DWI扫描方法 常规平扫后并行采集空间敏感性编码技术匀场，T2WI横断位扫描为单激发平面回波序列加脂肪抑制设置，b值分别设定为400、600、800、1 000 s/mm2，横断面扫描，TR 1 600.0 ms，400 s/mm2下TE 65.0 ms，600 s/mm2下 TE 77.2 ms，800 s/mm2下 TE 77.9 ms，1 000 s/mm2下 TE 82.8 ms，层厚 5.0～8.0 mm，层间距 0.8 mm，FOV 300.0 mm×300.0 mm，矩阵 128×128；T1WI横断位扫描为快速自旋回波序列，TR 500.0 ms，TE 12.5 ms，固定病灶部位避免出现运动伪影，采集时间 32～48 s。

1.2.3 MRI-DCE扫描方法 8通道TORSOPA相控阵表面线圈，三维扰相快速梯度回波序列，并行采集空间敏感性编码技术匀场后扫描，TR 4.3 ms，TE 2.0 ms，翻转角 10°，FOV 300.0 mm×300.0 mm，矩阵 320×192，带宽62.5 kHz，叠加次数1，扫描整个病灶，层厚5.0～8.0 mm，层间距1.0～3.0 mm，根据病灶大小设定层厚与层间距，时间分辨率为17 s，每时相扫描20层，尽量保证20层能囊括整个病灶。高压注射器经肘静脉注射钆喷酸葡胺0.1 mL/kg，注射速率3 mL/s，之后用15 mL生理盐水冲洗管道，注射前采集1时相图像，注射同时采集大于或等于15时相图像，动态采集时间 255～320 s，第 1 次扫描延迟 20～25 s，之后每次间隔1 s。

1.2.4 图像处理 采用ADC图像输入系统工作站测量ADC值，测量时选择病灶中央大小相同的2～4个感兴趣区域，同时，避开出血病灶、囊变病灶、钙化病灶、坏死病灶与骨化区，计算不同b值下的ADC值，取平均值。动态增强图像进入工作站后同样避开出血病灶、囊变病灶、钙化病灶、坏死病灶与骨化区，选择病灶中心感兴趣区域与病变边缘区域2个，拟合时间-信号强度区域（TIC）。TIC类型包括4型：（1）Ⅰ型为快升快降型，早期为陡直上升线，平行于动脉增强曲线第1相，到达高峰后快速下降；（2）Ⅱ型为快升平坦型，早期为与动脉增强曲线第1相平行上升段，之后呈稳定状态或缓慢上升状态；（3）Ⅲ型为慢升型，早期为不与动脉增强曲线各时相平行的非陡直上升线，之后缓慢上升，强化扫描后无高峰；（4）Ⅳ型为平坦型，曲线平坦或稍微缓慢上升，接近正常肌肉曲线。由2名高年资MRI医生采用双盲法分析图像，出现分歧时进行科室会诊获得最终意见。

1.3 统计学处理 应用SPSS20.0统计软件进行数据分析，计量资料以表示，计数资料以率或构成比表示，采用χ2检验、方差检验等。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 病理学确诊结果 43例患者均经穿刺活检或手术切除组织病理学检查确诊，其中良性肿瘤28例（65.12%），包括血管瘤7例，骨巨细胞瘤5例，神经鞘瘤4例，软骨母细胞瘤3例，腱鞘巨细胞瘤2例，肌性周细胞瘤2例，脂肪瘤、内生软骨瘤、神经纤维瘤、朗格汉斯组织细胞瘤、硬纤维瘤各1例；恶性肿瘤15例（34.88%），包括骨肉瘤7例，软骨肉瘤3例，骨尤文肉瘤2例，转移瘤、滑膜肉瘤、恶性骨母细胞瘤各1例。

2.2 良恶性肿瘤常规MRI影像学、MRI-DCE表现比较 恶性肿瘤周围水肿比例、液化坏死灶比例、不均匀强化比例均明显高于良性肿瘤，差异均有统计学意义（P＜0.05）；良恶性肿瘤其他MRI影像特征比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。恶性肿瘤TICⅠ、Ⅱ型比例明显高于良性肿瘤，Ⅲ型比例则明显低于良性肿瘤，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表 1。

2.3 良恶性肿瘤、正常肌肉在不同b值下的ADC值比较 良恶性肿瘤、正常肌肉在b值为600、800、1000s/mm2时ADC值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。在各个b值下，良性肿瘤与恶性肿瘤的ADC值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.4 不同b值下ADC阈值的诊断效能 b值为300s/mm2时 ADC 阈值为 1.91×10-3s/mm2；b值为 600 s/mm2时ADC 阈值为 1.48×10-3s/mm2；b 值为 800 s/mm2时 ADC阈值为 1.36×10-3s/mm2；b 值为 1 000 s/mm2时 ADC 阈值为1.30×10-3s/mm2；b值为600 s/mm2时诊断灵敏度、特异度、准确度最高。见表3。

表1 良恶性肿瘤常规MRI影像学、MRI-DCE表现比较[n（%）]

表2 良恶性肿瘤、正常肌肉在不同b值下的ADC值比较（±s，×10-3s/mm2）

表2 良恶性肿瘤、正常肌肉在不同b值下的ADC值比较（±s，×10-3s/mm2）

注：-表示无此项

b值（s/mm2）组别n良性肿瘤恶性肿瘤正常肌肉28 15 43 F P- -300 2.39±0.65 1.88±0.60 2.06±0.57 2.928 0.069 600 2.04±0.51 1.39±0.59 1.79±0.38 4.386 0.015 800 1.81±0.56 1.33±0.48 1.66±0.31 4.643 0.005 1 000 1.69±0.58 1.15±0.41 1.49±0.27 6.246 0.000

表3 不同b值下ADC阈值的诊断效能

3 讨 论

常规MRI检查诊断具有较大主观性，且准确率欠佳。本研究结果显示，良恶性肿瘤在信号高低分布、病灶直径、边界清晰度、增强扫描强化状态等方面比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），而在周围水肿、液化坏死、TIC类型等方面比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），但良恶性病变均存在不同情况的坏死、囊变区域，采用影像特征的差异进行定性分析容易增加主观性，降低诊断准确率。

目前，MRI-DCE、DWI等MRI新技术在骨肌肿瘤中的应用在不断扩大。DWI属无创性检查，是基于对活体组织中的水分子弥散运动成像方法进行检查，利用分子水平分析组织间水分子交换情况与组织空间构成信息。DWI目前已广泛用于肝脏、前列腺、颅脑、乳腺、脊髓与骨髓等部位的检查[4]。

生物体本身的扩散系统值受呼吸、肢体移动、脉搏、组织颤动等多种因素影响，很难进行精确测量，因此，一般采用ADC值替代真实扩散系数进行分析。DWI的图像权重会随b值增加而增强，有助于检测灵敏度的提高，减少肿瘤血流灌注的影响，但b值过高（超过1 000 s/mm2）时会因与指数模型的偏离，降低图像信噪比，影响诊断灵敏度[5]。

一般认为，恶性肿瘤实性部分组织细胞活跃性强、体细胞排列较为紧密，异常增殖会使细胞外间隙明显减小，导致水分子扩散运动显著受阻，DC值降低，当细胞膜与细胞内间隔完整时会使细胞内外水分子扩散运动均受到明显限制，进一步降低ADC值，因此，肿瘤恶性程度越高，对水分子扩散运动的限制越大，ADC值的减小越明显[6]。

本研究结果显示，恶性骨肌肿瘤更倾向于低ADC值，良性肿瘤则更倾向于高ADC值，与吕金纯等[4]、石爱军等[5]和崔雪娥等[7]研究结果相似。

ADC值作为DWI检测的主要评估指标，易受血流灌注与细胞外水分子运动的影响，因此，选择血流灌注影响更小的b值有助于提高ADC值的诊断效能[8]。目前认为，b值超过500 s/mm2时就能消除血流灌注的影响[9]。本研究结果显示，b值为600 s/mm2时诊断效能最佳。冷晓明等[1]研究表明，MRI-DCE与DWI联合诊断的特异度与准确度更高，提示可以在定性判断较难的情况下采用联合诊断，以提高诊断准确率[10]。

综上所述，DWI为无创性检查，ADC值有助于骨肌系统良恶性肿瘤的定量分析、定性诊断，具有较高灵敏度、特异度与准确度，当b值为600 s/mm2时诊断效能最佳。对无法获得理想质量的DWI图像患者，可考虑联合采用MRI-DCE进行检测，以提高诊断准确率。