動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI對(duì)脊柱良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值

郎 寧

盧禹流LU Yuliu

袁慧書(shū)YUAN Huishu

作者單位

北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科 北京 100191

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI對(duì)脊柱良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值

郎 寧LANG Ning

盧禹流LU Yuliu

袁慧書(shū)YUAN Huishu

作者單位

北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科 北京 100191

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第11期：847-849，851

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 (11): 847-849, 851

目的探討早期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（DCE-MRI）對(duì)脊柱良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值。資料與方法收集2008年6月—2010年10月于北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科進(jìn)行檢查的脊柱病變患者66例。所有患者均行早期DCE-MRI掃描，并對(duì)其信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線的形態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅、最大上升線性斜率、達(dá)峰時(shí)間進(jìn)行分析。結(jié)果I型（速升-速降型）曲線的患者18例，惡性病變?yōu)?00%，II型（速升-平坦型）曲線患者18例，惡性病變率為38.3%。兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；良性病變的曲線上升期信號(hào)增加值為248.80± 105.02，低于惡性病變?cè)黾又禐?90.16±177.55，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t= －4.027，P<0.01）；良性病變的信號(hào)強(qiáng)度增幅為1.48±0.62，低于惡性病變?cè)龇?.97±1.04，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－2.198，P<0.05）；良性病變的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線最大上升線性斜率為10.14±5.15，低于惡性病變斜率18.60±9.99，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－4.451，P<0.01）；良性病變達(dá)峰時(shí)間（39.69±28.24）s，高于惡性病變達(dá)峰時(shí)間（28.57±9.40）s，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.988，P<0.01）。結(jié)論早期DCE-MRI對(duì)脊柱良惡性病變具有一定的鑒別診斷價(jià)值，為表現(xiàn)不典型且MRI檢查未能鑒別的良惡性病變提供一定的參考價(jià)值。

脊椎腫瘤；磁共振成像；圖像增強(qiáng)；診斷，鑒別

近年來(lái)，已有對(duì)于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（Dynamic Contrastenhanced MRI，DCE-MRI）在四肢良惡性病變應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道，但在脊柱病變的應(yīng)用多為骨髓病變[1]。由于脊柱骨質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與特殊性，脊柱良惡性病變的影像學(xué)表現(xiàn)與同一種疾病在四肢骨的表現(xiàn)不同，準(zhǔn)確診斷及術(shù)前判斷病變性質(zhì)均存在一定困難。目前臨床工作中脊柱病變的MRI診斷主要采用常規(guī)MR序列和靜態(tài)增強(qiáng)掃描，通過(guò)病變的形態(tài)及信號(hào)為診斷提供幫助，但對(duì)于脊柱病變的定性診斷、分級(jí)、治療效果監(jiān)測(cè)、復(fù)發(fā)評(píng)價(jià)等均存在一定限度。本文探討早期DCE-MRI對(duì)脊柱良惡性病變的診斷價(jià)值，為脊柱良惡性病變的鑒別診斷提供新依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2008年6月—2010年10月于北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科進(jìn)行檢查的患者66例，其中男30例，女36例；年齡7～88歲，平均（48.3±17.5） 歲。所有患者均簽署患者知情同意書(shū)。29例良性病變中包括嗜酸性肉芽腫7例、結(jié)核10例、動(dòng)脈瘤樣骨囊腫1例、非特異性炎癥4例、良性壓縮骨折3例、血管瘤4例；37例惡性骨腫瘤中轉(zhuǎn)移瘤16例、骨髓瘤10例、淋巴瘤2例、惡性外周神經(jīng)鞘瘤4例、惡性神經(jīng)外胚層腫瘤1例、惡性纖維組織細(xì)胞瘤1例、滑膜肉瘤1例、脊索瘤1例、軟骨肉瘤1例。病變發(fā)生于頸椎20例、胸椎21例、腰椎22例、骶椎3例。多發(fā)18例，單發(fā)48例。納入標(biāo)準(zhǔn)：疑似脊柱病變，DCE-MRI前未行穿刺活檢、手術(shù)及其他治療；于DCE-MRI檢查后1周內(nèi)行穿刺活檢或手術(shù)治療，或未行手術(shù)但根據(jù)臨床隨訪結(jié)果確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：曾行穿刺活檢、手術(shù)治療、腫瘤治療以及不能配合或拒絕接受MR增強(qiáng)檢查者。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Trio 3.0T超導(dǎo)型MR掃描儀，先行MRI常規(guī)平掃檢查，掃描序列包括橫軸位T2WI（TR 639 ms、TE 14 ms）、矢狀位T2WI（TR 2800 ms、TE 109 ms）、矢狀位T1WI（TR 550 ms、TE 11 ms）及脂肪抑制T2WI（TR 3100 ms、TE 98 ms）。檢查完成后再行DCE-MRI掃描，采用Ulrich（歐利奇）高壓注射器，按照0.2 mmol/kg通過(guò)肘正中靜脈注入釓噴替酸葡甲胺，流速2 ml/s，隨后推注20 ml生理鹽水沖洗管道。掃描序列為FLASH 3D VIBE序列，掃描參數(shù)：TR 4.1 ms，TE 1.5 ms，翻轉(zhuǎn)角10°，空間分辨率256×192，視野250 mm×250 mm，1個(gè)層塊，掃描層數(shù)為30層，層厚3 mm，采用體線圈，單次掃描13 s，動(dòng)態(tài)掃描時(shí)間156 s，第一次掃描結(jié)束即刻開(kāi)始注射造影劑。隨后采用T1WI脂肪抑制序列（TR 884 ms、TE 12 ms）進(jìn)行常規(guī)MR增強(qiáng)掃描。

1.3 圖像分析 由1名主治醫(yī)師和1名副主任醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行閱片，確定增強(qiáng)最明顯區(qū)域作為感興趣區(qū)，避開(kāi)壞死、囊變、鈣化和出血區(qū)。使用Siemens Sygno Mean Curve軟件在線生成信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線，記錄其形態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅、最大上升線性斜率及達(dá)峰時(shí)間。

信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線分為4型[2]：I型（速升-速降型）：上升期前30 s內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度增幅>30%，達(dá)峰后曲線呈下降趨勢(shì)；II型（速升-平坦型）：上升期前30 s內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度增幅>30%，達(dá)峰后曲線保持平穩(wěn)或緩慢升高；III型（緩升型）：上升期前30 s內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度增幅>10%且<30%，達(dá)峰后曲線逐漸下降、基本平穩(wěn)或緩慢升高；IV型（平穩(wěn)型）：上升期前30 s內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度增幅≤10%或無(wú)明顯信號(hào)強(qiáng)度增加。

根據(jù)下列公式計(jì)算早期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線上升期信號(hào)強(qiáng)度增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅和最大上升線性斜率。

公式（1）中SIΔ代表曲線上升期信號(hào)強(qiáng)度增加值；公式（2）中SIΔ'代表曲線上升期信號(hào)強(qiáng)度增幅，SIend代表曲線上升期結(jié)束時(shí)信號(hào)強(qiáng)度，SIbegin代表注藥前信號(hào)強(qiáng)度；公式（3）中SI-Smax代表曲線上升期的最大上升線性斜率，SI2和SI1代表信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線上升信號(hào)增幅最大的2點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 11.5軟件。對(duì)良惡性病變的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線分型進(jìn)行雙側(cè)Fisher確切概率法檢驗(yàn)；對(duì)良惡性病變的曲線上升期信號(hào)強(qiáng)度增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅、最大上升線性斜率進(jìn)行Kolomogorov-Smirnov Z檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DCE-MRI曲線分型 所有患者中I型曲線患者18例，惡性病變率為100%（圖1A），II型曲線患者18例，惡性病變率為38.3%（圖1B），兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。IV型曲線軟骨肉瘤患者1例（圖1C）。早期DCE-MRI曲線分型見(jiàn)表1。

表1 66例脊柱良惡性病變的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線分布情況[n（%）]

圖1 男，55歲，信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線為I型，肝轉(zhuǎn)移癌（A）；女，64歲，信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線為II型，結(jié)核（B）；男，28歲，信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線為IV型，軟骨肉瘤（C）

2.2 DCE-MRI曲線參數(shù)分析 脊柱良惡性病變的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線上升期信號(hào)增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅、最大上升線性斜率、達(dá)峰時(shí)間見(jiàn)表2。

表2 脊柱良惡性病變的DCE-MRI曲線參數(shù)

3 討論

3.1 DCE-MRI的優(yōu)勢(shì)和在脊柱病變應(yīng)用的必要性MR靜態(tài)對(duì)比增強(qiáng)主要通過(guò)空間分辨率來(lái)反映組織解剖情況，與時(shí)間分辨率無(wú)關(guān)。病變組織的強(qiáng)化主要依賴造影劑的擴(kuò)散作用，靜態(tài)增強(qiáng)的強(qiáng)化方式主要與病變組織的血供、病變內(nèi)的基質(zhì)成分及其壓力有關(guān)。DCE-MRI是在快速注射造影劑后應(yīng)用快速成像序列進(jìn)行掃描，獲得造影劑在毛細(xì)血管網(wǎng)和組織間質(zhì)間隙分布情況的動(dòng)態(tài)信息。腫瘤是血管生成依賴性疾病，這些新生血管容易引起腫瘤血容積、灌注值及毛細(xì)血管通透性等變化，進(jìn)而引起血流模式的改變，這些因素構(gòu)成MR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的基礎(chǔ)[3-4]。MR早期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)可以提供比普通MR增強(qiáng)檢查更為準(zhǔn)確的病變血供信息，對(duì)骨骼系統(tǒng)良惡性腫瘤鑒別有較大幫助。

3.2 DCE-MRI信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線分型對(duì)脊柱良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值 I型、III型和IV型曲線對(duì)肌骨良惡性病變有較高鑒別價(jià)值。I型曲線多為惡性病變，III型和IV型曲線多為良性病變，而良惡性病變均可出現(xiàn)II型曲線[5]。van der Woude等[6]研究發(fā)現(xiàn)，I型曲線代表惡性腫瘤中細(xì)胞密集而間質(zhì)成分較少的部位。由于對(duì)比劑很少在細(xì)胞間隙中留存而迅速流出，造成曲線迅速下降，認(rèn)為I型曲線高度提示惡性病變。本研究中18例I型曲線患者均為惡性病變，47例II型曲線患者中29例為良性病變、18例為惡性病變；不同病變性質(zhì)間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與既往研究報(bào)道[5-6]相符，需結(jié)合其他信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線參數(shù)進(jìn)行鑒別。IV型曲線僅見(jiàn)于1例軟骨肉瘤，無(wú)明顯造影劑進(jìn)入，可能是由于腫瘤生長(zhǎng)緩慢、血流灌注較低所致。本研究中未見(jiàn)III型曲線患者，這可能與脊柱病變類型分布與四肢骨腫瘤的分布特點(diǎn)不同有關(guān)。

3.3 DCE-MRI曲線參數(shù)對(duì)于鑒別良惡性病變的價(jià)值 本研究29例良性病變與37例惡性病變的曲線上升期信號(hào)強(qiáng)度增加值、信號(hào)強(qiáng)度增幅、最大上升線性斜率、達(dá)峰時(shí)間之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。良性病變曲線上升期信號(hào)增加值低于惡性病變曲線上升期信號(hào)增加值；良性病變的信號(hào)強(qiáng)度增幅低于惡性病變的信號(hào)強(qiáng)度增幅；良性病變的最大上升線性斜率低于惡性病變的最大上升線性斜率；良性病變達(dá)峰時(shí)間平均值長(zhǎng)于惡性病變的達(dá)峰時(shí)間。信號(hào)強(qiáng)度增幅反映了骨髓血管的通透性以及血管外、細(xì)胞外間隙的容積，可以為良惡性病變的鑒別提供依據(jù)[7-8]。郎寧等[9]研究認(rèn)為最大上升線性斜率對(duì)良惡性病變的鑒別有意義，與本研究結(jié)果相符。Schlemmer等[10]報(bào)道腫瘤組織開(kāi)始強(qiáng)化到相鄰的正常組織強(qiáng)化的時(shí)間區(qū)間，高分化癌較低分化癌時(shí)間長(zhǎng)。惡性腫瘤血管化程度高、血流灌注豐富，早期快速?gòu)?qiáng)化，其動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線在較短的時(shí)間達(dá)到高峰，故達(dá)峰時(shí)間明顯比良性病變快，最大上升線性斜率也較大，與本研究結(jié)果相符。

本研究采用多層面多時(shí)相動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描方法，可以準(zhǔn)確選擇出增強(qiáng)最明顯的區(qū)域，以此獲得信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線；但由于本研究納入患者疾病范圍較廣，單一種類疾病患者有限，有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步深入研究。

早期DCE-MRI對(duì)脊柱良惡性病變具有一定的鑒別診斷價(jià)值。如常規(guī)MRI未能確定病變性質(zhì)，則行DCE-MRI檢查并對(duì)曲線參數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)術(shù)前確定病變的良惡性能夠提供一定的參考價(jià)值。

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（本文編輯 聞 浩）

Dynamic Contrast-enhanced MRI in Differentiation of Benign and Malignant Lesions in Spine

PurposeTo investigate the value of early dynamic contrast enhanced MRI in differential diagnosis between benign and malignant lesions in spine.Materials and MethodsSixty-six patients with benign or malignant spinal lesions underwent dynamic contrast enhanced MR scan at Department of Radiology, Peking University Third Hospital from June 2008 to October 2010. Type of signal intensity-time (SI-T) curves, signal increase and signal increase percentum in ascending phase, maximum slope of SI-T curves and time to peak were statistically compared between benign and malignant lesions.ResultsAll lesions with type I SI-T curves were malignant; 38.3% lesions with type II curves were malignant. There were obvious statistical difference in malignancy rate between lesions with type I and type II SI-T curves (P<0.01). The average value of signal increase of benign lesions in first pass period was significantly lower than that of malignant lesions (248.80±105.02 vs. 390.16±177.55, respectively, t=－4.027,P<0.01). The amplitude of signal increase of benign lesions was significantly lower than that of malignant lesion (1.48±0.62 vs. 1.97±1.04, respectively, t=－2.198,P<0.05); the average value of maximal slope of SI-T curves of benign lesions was significantly lower than that of malignant lesions (10.14±5.15 vs. 18.60±9.99, respectively, t=－4.451,P<0.01). The average value of time to peak of benign lesions was significantly higher than that of malignant lesions [(39.69±28.24) s vs. (28.57±9.40) s, respectively, t=2.988,P<0.01].ConclusionEarly dynamic contrast enhanced MRI is valuable in differential diagnosis between benign and malignant lesions in spine, especially when the manifestation is atypical or the differential diagnosis can not be made by routine MRI scan．

Spinal neoplasms; Magnetic resonance imaging; Image enhancement; Diagnosis, differential

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.11.011

袁慧書(shū)

國(guó)家自然科學(xué)基金（81471634）；北京自然科學(xué)基金（7164309）。

2016-07-13

2016-10-16

Department of Radiology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Address Correspondence to:YUAN HuishuE-mail: huishuy@sina.com

R445.2；R738.1