動態(tài)對比增強(qiáng)MRI對脊柱骨髓瘤和原發(fā)非霍奇金淋巴瘤的鑒別診斷

郎寧，張恩龍，蘇敏英，袁慧書*

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動態(tài)對比增強(qiáng)MRI對脊柱骨髓瘤和原發(fā)非霍奇金淋巴瘤的鑒別診斷

郎寧1，張恩龍2，蘇敏英3，袁慧書1*

1.北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科，北京 100191； 2.北京大學(xué)國際醫(yī)院放射科，北京 102206； 3.加利福尼亞大學(xué)歐文分校腫瘤功能成像中心，美國加利福尼亞 95101；

探討動態(tài)對比增強(qiáng)MRI對脊柱漿細(xì)胞骨髓瘤（PCM）、骨的孤立性漿細(xì)胞瘤（SPB）和骨的原發(fā)性非霍奇金淋巴瘤（PNHLB）的鑒別診斷價值。對病理證實的11例PCM、12例SPB和13例PNHLB做動態(tài)對比增強(qiáng)MRI，比較各組信號強(qiáng)度-時間曲線類型、曲線最大上升線性斜率（Max Wash-in SE%）、曲線下降斜率（Wash-out SE%）及增強(qiáng)曲線下的初始面積（IAUC）等。11例PCM和12例SPB均為速降型曲線，1例PNHLB為速降型曲線，12例PNHLB為平臺型曲線。PCM和SPB的Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（>0.05）。其中，以Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC分別為21.38%、148%、2.47作為診斷骨髓瘤（包括PCM和SPB）和PNHLB的閾值時，診斷敏感度、特異度分別為95.7%、84.6%；69.6%、69.2%；73.9%、76.9%。受試者工作特性（ROC）曲線分析Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC診斷骨髓瘤的曲線下面積分別為0.886、0.763、0.756。動態(tài)對比增強(qiáng)MRI可為脊柱造血系統(tǒng)腫瘤的鑒別診斷提供參考。

多發(fā)性骨髓瘤；漿細(xì)胞瘤；淋巴瘤，非霍奇金；脊柱；磁共振成像；圖像增強(qiáng)；診斷，鑒別

脊柱骨髓瘤和惡性淋巴瘤均是起源于骨的造血系統(tǒng)腫瘤，發(fā)病年齡和臨床癥狀無特異性。MRI信號、軟組織腫塊形態(tài)等征象可以為兩者的鑒別提供依據(jù)[1-2]，但是如果表現(xiàn)不典型，則非常容易誤診，而兩者治療采用的化療方案截然不同[3]。因此正確診斷對臨床治療方法的選擇和預(yù)后判斷尤為重要。本研究對兩者的動態(tài)對比增強(qiáng)（dynamic contrast-enhanced，DCE）MRI特點進(jìn)行初步研究，通過對信號強(qiáng)度-時間曲線及半定量參數(shù)進(jìn)行分析，探討其在兩者鑒別診斷中的價值，為常規(guī)影像學(xué)難以鑒別的造血系統(tǒng)腫瘤提供一種簡單、直觀的鑒別方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取北京大學(xué)第三醫(yī)院2009年3月—2016年4月經(jīng)手術(shù)病理或穿刺活檢證實的11例脊柱漿細(xì)胞骨髓瘤（plasma cell myeloma，PCM），其中男6例，女5例，平均年齡（56.7±8.5）歲；12例骨的孤立性漿細(xì)胞瘤（solitary plasmacytoma of bone，SPB），其中男5例，女7例，平均年齡（52.1±6.0）歲；13例骨的原發(fā)性非霍奇金淋巴瘤（primary non-Hodgkin lymphoma of bone，PNHLB），其中男8例，女5例，平均年齡（56.5±18.4）歲?；仡櫺苑治龌颊叩呐R床和影像學(xué)資料，所有患者在化療和放療前均進(jìn)行脊柱或多部位的DCE-MRI檢查，同時對患者進(jìn)行穿刺活檢或細(xì)胞學(xué)檢查，并按PCM、SPB及PNHLB的診斷標(biāo)準(zhǔn)確診[4-6]。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Trio 3.0T 超導(dǎo)型MR掃描儀。采用常規(guī)快速自旋回波序列，包括橫斷面、矢狀位T2WI、矢狀位T2WI壓脂序列。采用高壓注射器以2 ml/s注射釓噴替酸葡甲胺，劑量為0.1 mmol/kg。Siemens DCE-MRI序列參數(shù)設(shè)置：FLASH 3D VIBE序列，TR 4.1 ms，TE 1.5 ms，反轉(zhuǎn)角10°，分辨率256×192，視野250 mm×250 mm，共采集30個層塊；采集時間10~14 s，共采集12組，總時長120~168 s。

1.3 圖像分析 由2名放射科副主任醫(yī)師獨立對圖像進(jìn)行分析，于強(qiáng)化最明顯區(qū)域手動勾勒出0.5~1.2 cm2的感興趣區(qū)，避開囊性病變、鈣化、壞死和出血等區(qū)域。隨后采用Siemens Sygno Mean Curve軟件獲得信號強(qiáng)度-時間曲線，曲線分為以下3種類型，①速降型：1 min左右到達(dá)峰值，此后信號下降超過10%；②平臺型：在1 min以后，信號強(qiáng)度變化水平保持在10%以內(nèi)；③持續(xù)上升型：1 min后信號持續(xù)增加超過10%[7]。由于時間分辨率略有不同，各研究對象的DCE數(shù)據(jù)采集點并非完全一致。根據(jù)公式（1）~（4）計算曲線最大上升線性斜率（Max Wash-in SE%）、曲線下降斜率（Wash-out SE%）、增強(qiáng)曲線下的初始面積（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代表信號強(qiáng)度-時間曲線上升信號增幅最大的兩點的信號強(qiáng)度，SIinitial代表注藥前信號強(qiáng)度（下同），SIpeak為曲線達(dá)到峰值時的信號強(qiáng)度，SIlast為采集結(jié)束時的信號強(qiáng)度；如果曲線在最初的60 s內(nèi)未出現(xiàn)峰值，則采用公式（3），SI67sec代表第67秒信號強(qiáng)度，SIlast代表采集結(jié)束時的信號強(qiáng)度。公式（3）中IAUC計算則取注藥后至67 s或67 s后最近一個采集時間點的平均信號增強(qiáng)程度[7-8]，SIn1、SIn2、SIn3···SInn為注藥后至67 s時或67 s后最近一個采集點的各時間點信號強(qiáng)度，n為信號采集次數(shù)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB不同的DCE曲線類型的差異采用Fisher確切概率法；PCM、SPB和PNHLB的DCE參數(shù)的差異比較采用單因素方差分析，方差不齊時，采用Dunnett3法，滿足方差齊性時，采用Bonferroni法。利用受試者工作特性（ROC）曲線確定各DCE參數(shù)對骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的最佳鑒別診斷閾值，并計算診斷的敏感度和特異度。<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DCE曲線特征 PCM、SPB和PNHLB的增強(qiáng)曲線類型和曲線參數(shù)見表1及圖1~3。11例PCM與12例SPB患者均為速降型曲線。13例PNHLB患者中，1例為速降型曲線，12例為平臺型曲線。骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的DCE曲線類型表現(xiàn)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。

表1 PCM、SPB和PNHLB的DCE曲線類型和曲線參數(shù)

注：*含PCM和SPB

圖1 男，53歲，PCM。T1WI矢狀位，T12、L2、L5椎體骨質(zhì)破壞，病變呈低信號（A）；T2WI脂肪抑制矢狀位，病變呈高信號（B）；T1WI增強(qiáng)掃描，病變明顯強(qiáng)化（C）；病變的信號強(qiáng)度-時間曲線呈速降型（D）

圖2 男，48歲，SPB。T1WI矢狀位，T9椎體骨質(zhì)破壞，局部見軟組織腫塊影，椎體變扁（A）；T2WI脂肪抑制矢狀位，病變呈高信號（B）；T1WI增強(qiáng)掃描，病變明顯強(qiáng)化（C）；病變的信號強(qiáng)度-時間曲線呈速降型（D）

圖3 女，79歲，PNHLB。T1WI矢狀位，L2椎體骨質(zhì)破壞，病變呈低信號（A）；T2WI脂肪抑制矢狀位，病變呈高信號（B）；T1WI增強(qiáng)掃描，病變明顯不均勻強(qiáng)化（C）；病變的信號強(qiáng)度-時間曲線呈平臺型（D）

2.2 DCE曲線參數(shù)分析 PCM和SPB之間Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC差異無統(tǒng)計學(xué)意義（>0.05）；PCM和PNHLB之間Wash-out SE%差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）；SPB和PNHLB之間3個參數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05），見表2。3種DCE曲線參數(shù)對骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的鑒別診斷最佳診斷閾值利用ROC法進(jìn)行分析，其診斷效能見表3。

表2 PCM、SPB和PNHLB之間DCE曲線參數(shù)的比較

注：Wash-out SE%滿足方差齊性，Max Wash-in SE%、IAUC方差不齊

表3 Wash-out SE%、Max Wash-in SE%、IAUC對骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的診斷效能

3 討論

起源于骨骼的造血系統(tǒng)腫瘤均非良性，既往病理分型中廣義上分為骨髓瘤、淋巴瘤，而在2013版WHO骨腫瘤病理分類中，因骨髓瘤的多發(fā)性病變和孤立性病變預(yù)后不同，將來源于骨骼的造血系統(tǒng)腫瘤分為PCM、SPB、PNHLB三類[9]，將SPB從PCM中分列出來，并且重新定義。PCM又稱為多發(fā)性骨髓瘤，分類中認(rèn)為其為多中心性，常侵犯不同器官；而SPB則被定義為單中心性，無系統(tǒng)性損害，但是兩者病理表現(xiàn)、免疫表型及遺傳學(xué)特征一致，且均可表現(xiàn)為溶骨性、成骨性或混合性骨質(zhì)破壞，以溶骨性破壞多見，T1WI上病變呈等或低信號，而在T2WI上的信號則報道不一，以往認(rèn)為呈高信號，但是部分學(xué)者認(rèn)為以低信號或等信號為主[1,10]。而骨骼的惡性淋巴瘤又稱為PNHLB，其好發(fā)年齡為50~60歲，且好發(fā)于胸椎[2]，多呈蟲蝕狀骨質(zhì)破壞，極少數(shù)可表現(xiàn)為成骨性改變或混合性改變。因腫瘤內(nèi)部細(xì)胞成分較多，間質(zhì)及水分含量相對較少，因此其在MR T1WI上多呈等、低信號，T2WI上多呈等信號[1,11]。脊柱的骨髓瘤和淋巴瘤常規(guī)MRI表現(xiàn)相似，單純通過影像學(xué)表現(xiàn)鑒別較困難。治療前一般需依靠血液檢查和CT引導(dǎo)下病灶穿刺活檢等有創(chuàng)操作確診，如果能通過無創(chuàng)檢查為治療前提供準(zhǔn)確診斷，則可給臨床醫(yī)師和患者帶來巨大幫助。因此，本研究采用DCE-MRI鑒別診斷脊柱骨髓瘤和PNHLB，提高治療前的診斷準(zhǔn)確性。

以往DCE-MRI研究中常將DCE曲線類型應(yīng)用于良、惡性病變的鑒別，既往研究發(fā)現(xiàn)，速降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)為速降型曲線高度提示惡性病變[12]。本研究，結(jié)果顯示，11例PCM及12例SPB的DCE曲線類型表現(xiàn)一致，均為速降型曲線，13例PNHLB患者中，1例為速降型曲線，12例為平臺型曲線。骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB的DCE曲線類型表現(xiàn)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。因此，DCE曲線類型的結(jié)果提示如果是速降型曲線應(yīng)首先考慮骨髓瘤，如果是平臺型曲線則應(yīng)主要考慮PNHLB，DCE曲線類型可以為兩者的鑒別提供很好的參考。既往研究中充分肯定了DCE-MRI半定量參數(shù)對良、惡性病變的鑒別價值[12-13]，并且少數(shù)研究也將其應(yīng)用于惡性病變之間的鑒別，Schlemmer等[14]研究證實，腫瘤組織開始強(qiáng)化到相鄰的正常組織強(qiáng)化的時間區(qū)間，高分化癌較低分化癌時間長。本研究通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行半定量分析，顯示的結(jié)果與相應(yīng)的DCE曲線類型一致，造影劑進(jìn)入和流出的曲線參數(shù)Max Wash-in SE%、IAUC、Wash-out SE%在PCM及SPB之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（>0.05），這與兩者的病理學(xué)特點相符，而Wash-out SE%在骨髓瘤（含PCM和SPB）和PNHLB間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05），可能與兩者腫瘤血管及組織學(xué)差異有關(guān)。

骨髓瘤細(xì)胞之間的間質(zhì)成分少，富含新生的毛細(xì)血管樣的微血管，且微血管密度較高，結(jié)構(gòu)多不完整，管腔不規(guī)則、壁薄，走行紊亂，動、靜脈區(qū)別不明顯，部分血管壁內(nèi)皮細(xì)胞缺失，極少見到肌層和外膜[9]，這種病理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致造影劑會很快進(jìn)入骨髓瘤組織，早期強(qiáng)化明顯、快速，并且造影劑不易留存，而快速回流到血管中被清除掉；而PNHLB病理上由細(xì)胞成分單一的瘤細(xì)胞構(gòu)成，瘤細(xì)胞核大，形態(tài)不規(guī)則，核仁明顯，胞質(zhì)嗜堿性，細(xì)胞邊界清晰，瘤細(xì)胞之間常有纖細(xì)網(wǎng)狀纖維，既往稱為“網(wǎng)織細(xì)胞肉瘤”，這種不同程度的纖維化可能是造成PNHLB造影劑存留的原因[9]。因此，骨髓瘤的DCE曲線顯示在比較短的時間信號強(qiáng)度即達(dá)到高峰，Max Wash-in SE%、Wash-out SE%也較大。其中，IAUC是對比劑注射后多個時間點下的平均信號強(qiáng)度，是最能反映最初上升期信號強(qiáng)度增加速度的參數(shù)[8]，同樣證實了骨髓瘤與PNHLB之間的組織學(xué)差異。

總之，DCE-MRI獲得的Max Wash-in SE%、Wash-out SE%、IAUC對脊柱骨髓瘤和PNHLB具有一定的鑒別診斷價值，如果常規(guī)MRI鑒別困難，可以參考MRI增強(qiáng)曲線參數(shù)為鑒別診斷提供依據(jù)，為臨床選擇治療方法提供更多的信息，同時，DCE-MRI也為兩者的鑒別診斷提供了一種簡單易行的方法。本研究樣本量較少，有待今后增加樣本量進(jìn)一步驗證結(jié)論。

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（本文編輯 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

國家自然科學(xué)基金（81701648，81471634）；北京市自然科學(xué)基金（7164309）

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

*Address