磁共振氫質(zhì)子波譜成像對原發(fā)性骨肉瘤的臨床應(yīng)用價值

李瑩，任翠萍，程敬亮，李貝貝，肖翠萍

（鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 磁共振科，河南 鄭州 450052）

骨肉瘤是兒童和青少年最常見的骨原發(fā)惡性腫瘤，好發(fā)于四肢長骨，起病時多無典型臨床癥狀。不同病理類型的骨肉瘤惡性程度不同，腫瘤對周圍組織的侵犯及病變血供的豐富程度也不一樣，直接決定了患者的治療方案及預(yù)后[1-2]。磁共振氫質(zhì)子波譜成像（1H-magnetic resonance spectroscopy, 1H-MRS）作為一種無創(chuàng)的補(bǔ)充檢查手段，能夠從分子水平檢測病變的組織細(xì)胞代謝和病理生理學(xué)信息。目前，1H-MRS在腦腫瘤和前列腺癌的臨床應(yīng)用較多，對于骨肌系統(tǒng)腫瘤的研究相對較少[3-4]，且設(shè)備、參數(shù)設(shè)置及研究對象不同，導(dǎo)致結(jié)果也不相同。本研究旨在探討1H-MRS對原發(fā)性骨肉瘤惡性程度判定的臨床應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2014年1月-2016年3月在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的18例骨肉瘤患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料完整；②行MRS掃描前未做過手術(shù)或病理穿刺；③未行放療、化療等治療手段；④2周內(nèi)經(jīng)病理檢查證實(shí)。其中，女性7例，男性11例；年齡7～24歲，中位年齡15歲。參照2013年WHO骨腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)，分為高度惡性組14例（骨母細(xì)胞型骨肉瘤2例、軟骨母細(xì)胞型骨肉瘤4例、纖維母細(xì)胞型骨肉瘤6例、小細(xì)胞惡性骨肉瘤2例）、低度惡性組4例（髓內(nèi)高分化骨肉瘤2例、皮質(zhì)旁骨肉瘤2例）。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)MRI平掃 使用Magnetom Trio Tim 3.0T超導(dǎo)MRI掃描儀（德國西門子公司），序列包括冠狀位 T1加權(quán)成像（T1weighted imaging, T1WI）、T2加權(quán)成像（T2weighted imaging, T2WI）、脂肪抑制T2WI和橫軸位脂肪抑制T2WI，必要時加掃矢狀位脂肪抑制T2WI，視野（field of view, FOV）360 mm×380 mm，層厚4 mm，層數(shù)根據(jù)病變大小而定，以病變最大層面為中心定位。T1WI：重復(fù)時間（time of repetition, TR）500 ms，回波時間（time of echo, TE）20 ms，激勵次數(shù)1次；T2WI：TR 4 200 ms，TE 100 ms，激勵次數(shù)1次。

1.2.2 MRS掃描 采用1H-MRS單體素激發(fā)回波序列，掃描參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 135 ms，采集次數(shù)128次，矩陣1 024×1 024。掃描時間約264 s。波譜體素定位時需結(jié)合平掃圖像選擇病變均勻的實(shí)質(zhì)區(qū)，避開出血、鈣化骨化及液化壞死區(qū)；波譜的感興趣容積（volume of interest, VOI）應(yīng)＜1.5 cm3；腫瘤伴有軟組織腫塊形成時，選擇實(shí)性軟組織腫塊區(qū)域。行MRS檢查前需行嚴(yán)格的水抑制和自動勻場。

1.3 圖像后處理

利用工作站的Spectroscopy軟件自動完成數(shù)據(jù)及信號的分析，根據(jù)之前選擇的VOI生成譜線，以表格形式導(dǎo)出相關(guān)測量指標(biāo)，包括膽堿復(fù)合物（Choline,Cho）、 肌 酸（Creatine, Cr）、 脂 質(zhì)（lipids, Lip） 及Cho/Cr、Lip/Cr值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件，Cho/Cr值以中位數(shù)和四分位數(shù)間距M（P25～P75）表示，比較用秩和檢驗(yàn)，繪制ROC曲線，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

圖1 21歲男性，軟骨母細(xì)胞型骨肉瘤（高度惡性）

圖2 24歲男性，低級別中心性骨肉瘤（低度惡性）

18例骨肉瘤患者的MRS譜線穩(wěn)定，均出現(xiàn)Cho峰（見圖1、2），3例未出現(xiàn)Lip峰。高、低度惡性骨肉瘤的Cho/Cr值分別為3.54（2.703，4.883）和1.56（1.045，2.695），經(jīng)秩和檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Z=-2.445，P=0.014）。以Cho/Cr值作為診斷指標(biāo)，繪制ROC曲線，曲線下面積為0.718，特異性為66.7%，敏感性為 72.2%（95%CI：0.549，0.886），最佳診斷界值為Cho/Cr=2.3（見圖3）。

圖3 Cho/Cr值對骨肉瘤惡性程度分級的ROC曲線

3 討論

MRS是利用磁共振化學(xué)位移成像技術(shù)，得到某些代謝產(chǎn)物的波譜信息并進(jìn)行定量分析，從微觀分子水平上反映活體組織內(nèi)的病理生理變化和代謝情況[5-6]。2004年WANG等[7]首次使用1H-MRS來鑒別骨肌系統(tǒng)腫瘤的良、惡性。FAYAD等[8]的研究表明，正常骨肌組織的1H-MRS代謝物主要包括Cho、Lip及Cr。Cho是細(xì)胞膜磷脂的主要代謝物之一，峰值位于3.22 ppm，主要參與細(xì)胞膜的合成和運(yùn)輸，磷脂的代謝功能和細(xì)胞增生影響其含量[9]。Cho在正常肌骨組織中含量很低，而骨肉瘤中由于細(xì)胞膜代謝旺盛和腫瘤細(xì)胞異常增殖造成含量較高。對于Lip峰，其出現(xiàn)多提示腫瘤組織的凝固性壞死，骨肉瘤可造成Lip峰明顯降低，被認(rèn)為是惡性腫瘤的特征性代謝物。但國內(nèi)外的研究，由于設(shè)備、參數(shù)設(shè)置及研究對象的不同，峰值出現(xiàn)位置尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)報道有雙峰也有單峰[8-9]。Cr峰位于3.03 ppm，常作為對照值來衡量其他代謝物。本研究采用經(jīng)典的、數(shù)據(jù)穩(wěn)定的1H-MRS單體素波譜成像，主要測定骨肉瘤內(nèi)Cho的含量及Cho/Cr值。國內(nèi)一些學(xué)者將1H-MRS單體素波譜應(yīng)用于骨與軟組織腫瘤的良惡性鑒別，由于設(shè)備、參數(shù)設(shè)置及研究對象的不同，所得結(jié)果也各不相同[10-13]。齊滋華等[10]研究結(jié)果顯示，惡性肌骨腫瘤的Cho峰值明顯升高，良、惡性肌骨組織腫瘤的Cho/Cr值有差異，Cho/Cr=1.79可作為鑒別良、惡性腫瘤的參考界值。郭會利等[11]研究表明，Cho/Cr=1.5可用來鑒別骨肌系統(tǒng)的良、惡性病變。李振峰等[12]的研究結(jié)果顯示，Cho/Cr=2可作為骨肉瘤惡性程度分級的標(biāo)準(zhǔn)。而ZHANG等[13]則通過定量分析Cho/Lip值，鑒別骨腫瘤的良、惡性；通過ROC曲線分析得出，當(dāng)Cho/Lip=0.2時，鑒別骨腫瘤良、惡性的敏感性和特異性最高，分別為76%和88%。本研究結(jié)果顯示，高度惡性組的Cho峰值較高，高、低度惡性組的Cho/Cr值有差異，Cho/Cr=2.3可用來行高、低度惡性骨肉瘤的分級，其敏感性、特異性分別為72.2%和66.7%。分析其可能由于樣本量較小、病理組織學(xué)類型特殊、病灶的形狀及大小、病灶內(nèi)復(fù)雜成分的干擾、掃描時患者移動、病灶太靠近胸壁或皮膚等原因造成敏感性和特異性較低[14]。

本研究的不足：①病例樣本量較少，尤其是低度惡性骨肉瘤的例數(shù)，因此做統(tǒng)計學(xué)分析時會存在一定的誤差；②本組骨肉瘤病理類型較多且特點(diǎn)各不一樣，不能保證病理取材的部位與MRS觀察部位一致，因此無法將病理與影像一一對應(yīng)。本研究結(jié)果表明，1H-MRS對骨肉瘤惡性程度的分級有一定臨床意義。