骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)范圍的MARS磁共振與病理對照研究

王晗琦 蔣梅花 潘亞玲 陳彤彤 嚴(yán)福華 陸 勇

減金屬偽影技術(shù)(metal artifact reduction sequences， MARS)是一系列用于優(yōu)化金屬植入物附近圖像質(zhì)量的技術(shù)的統(tǒng)稱，可用于CT及磁共振成像，目前MARS磁共振已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于臨床影像學(xué)評估中[1-2]。骨肉瘤復(fù)發(fā)患者預(yù)后較差，明確骨肉瘤復(fù)發(fā)范圍有助于臨床醫(yī)師判斷預(yù)后和制定手術(shù)計(jì)劃。本研究擬評估骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)在MARS磁共振圖像上顯示的病變范圍與病理的一致性，從而進(jìn)一步探究MARS磁共振在骨肉瘤局部復(fù)發(fā)中的臨床應(yīng)用價值。

方 法

1.臨床資料

回顧分析了2014年6月—2018年9月在我院接受MARS磁共振檢查的75例骨肉瘤瘤段切除、關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者，以其中術(shù)后局部復(fù)發(fā)的22例病例作為研究對象。復(fù)發(fā)患者中，男性15例，女性7例，年齡范圍8～42歲，中位年齡17歲。所有患者確診為局部復(fù)發(fā)后均積極接受手術(shù)治療以切除復(fù)發(fā)腫瘤，且在復(fù)發(fā)手術(shù)前接受了MARS磁共振檢查。22例病例術(shù)后病理均證實(shí)為骨肉瘤復(fù)發(fā)。

2.MARS磁共振檢查

所有患者手術(shù)切除復(fù)發(fā)腫瘤前均在德國Siemens Magnetom Aera Erlangen 1.5 T超導(dǎo)MR掃描儀上行syngo WARP減金屬偽影序列掃描。采用體部包饒式柔線圈，行冠狀面FSE T1WI、短反轉(zhuǎn)時間恢復(fù)序列（short time inversion recovery，STIR）和橫斷面STIR掃描，掃描參數(shù)見表1。由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生單獨(dú)在PACS上進(jìn)行圖像分析，對復(fù)發(fā)腫瘤區(qū)、瘤緣、水腫區(qū)和周圍正常組織進(jìn)行區(qū)分，并在冠狀面和橫斷面顯示腫瘤最大范圍的層面上測量病灶的最大長徑以及與其垂直的短徑。記錄兩次測量結(jié)果并計(jì)算平均值，與病理大體標(biāo)本測量的復(fù)發(fā)腫瘤范圍作對比。

3.統(tǒng)計(jì)分析

組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，

ICC）評估MR圖像與病理測量骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)范圍的一致性（ICC＞0.75一致性較好，0.40～0.75一致性一般，＜0.40一致性較差）。將MR圖像測量結(jié)果與病理測量結(jié)果相減作為MR圖像測量誤差，Shapiro-Wilk檢驗(yàn)顯示冠狀面最大長徑和短徑在T1WI圖像（P最大長徑=0.023，P短徑 =0.004）和 STIR圖像（P最大長徑=0.011，P短徑＜0.001）上的測量誤差呈非正態(tài)分布，故采用Wilcoxon符號秩和檢驗(yàn)評估冠狀面最大長徑和短徑在T1WI圖像和STIR圖像上的測量誤差是否存在差異。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，使用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

結(jié) 果

1.一般情況

在22例骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)病例中，5例位于肱骨近端，1例位于肱骨中段，1例位于肱骨遠(yuǎn)端，1例位于骨盆，2例位于股骨近端，8例位于股骨遠(yuǎn)端，2例位于脛骨近端，1例位于脛骨中段，1例位于脛骨遠(yuǎn)端。在確診骨肉瘤術(shù)后復(fù)發(fā)后，13例（59.1%）接受截肢手術(shù)，9例（40.9%）接受保肢手術(shù)。

2.復(fù)發(fā)影像學(xué)表現(xiàn)

22例骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)病例中，17例行MR平掃檢查，5例行MR增強(qiáng)檢查。在減金屬偽影MR圖像上，骨肉瘤局部復(fù)發(fā)主要表現(xiàn)為信號異常的軟組織腫塊，成團(tuán)塊狀或分葉狀，位于假體一側(cè)或包繞假體生長，也可表現(xiàn)為假體周圍骨質(zhì)破壞（見表2）。腫瘤內(nèi)可出現(xiàn)囊變壞死以及出血，周圍軟組織可見明顯水腫表現(xiàn)。在5例增強(qiáng)掃描病例中，2例病灶可見不均勻強(qiáng)化，3病灶未見明顯強(qiáng)化。

3.MR圖像評估局部復(fù)發(fā)范圍的準(zhǔn)確性

骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)病灶的冠狀面最大長徑和短徑在 T1WI圖像（n=22）上分別為（7.67±0.93）cm和（5.09±0.62）cm，在STIR圖像（n=22）上分別為（7.87±0.94）cm 和（5.39±0.70）cm，病理測量結(jié)果為（7.86±0.93）cm 和（5.54±0.73）cm。腫瘤橫斷面最大長徑和短徑在STIR圖像（n=19）上分別為（5.79±0.72）cm 和（4.21±0.55）cm，病理測量結(jié)果為（6.02±0.79）cm 和（4.52±0.63）cm。對于復(fù)發(fā)腫瘤冠狀面最大長徑和短徑的測量結(jié)果，T1WI圖像與病理的ICC分別為0.976、0.912，STIR圖像與病理的ICC分別為0.984、0.938。對于腫瘤橫斷面最大長徑和短徑的測量結(jié)果，STIR圖像與病理的ICC分別為0.968、0.953。MARS磁共振掃描得到的T1WI和STIR圖像顯示骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)的病灶范圍與病理的一致性好。

圖1 右肱骨近端骨肉瘤局部復(fù)發(fā)患者，男性，27歲。A～C. syngo WARP減金屬偽影冠狀面T1WI、冠狀面STIR、橫斷面STIR圖像，右肱骨近端假體（箭頭所示）后方可見一軟組織腫塊（白箭所示）。D～F. 四肢關(guān)節(jié)常規(guī)序列冠狀面T1WI、冠狀面脂肪抑制T2WI、橫斷面脂肪抑制T2WI圖像，可見假體周圍圖像扭曲、信號缺失較（星號所示）嚴(yán)重，無法準(zhǔn)確顯示復(fù)發(fā)腫瘤形態(tài)及范圍。

表1 syngo WARP減金屬偽影序列掃描參數(shù)

表2 骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)的影像學(xué)表現(xiàn)

腫瘤冠狀面最大長徑和短徑在T1WI圖像上 的 測 量 誤 差 分 別 為（0.79[0.38，1.79]）cm、（1.14[0.46，1.71]）cm，在 STIR 圖像的測量誤差分別 為（0.52[0.19，1.52]）cm、（0.86[0.57，1.32]）cm。橫斷面最大長徑和短徑在STIR圖像上的測量誤差分別為（0.62[0.34，1.34]）cm、（0.98[0.33，1.47]）cm。在T1WI與STIR圖像上，冠狀面最大長徑的測量誤差存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.038），而冠狀面短徑的測量誤差無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.230）。

討 論

骨肉瘤好發(fā)于青少年的發(fā)育高峰期，是最常見的原發(fā)性骨腫瘤。復(fù)發(fā)患者預(yù)后較差，局部骨肉瘤患者手術(shù)切除病灶合并化療后的5年無事件生存率約為70%，而轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)患者的總生存率則小于20%[3]。對于骨肉瘤復(fù)發(fā)患者，術(shù)前明確病灶范圍有助于臨床醫(yī)師判斷預(yù)后、完整切除病灶，以及延長生存期。Takeuchi等人的研究證明復(fù)發(fā)病灶的大小是骨肉瘤的獨(dú)立預(yù)后因素，且大范圍手術(shù)切除復(fù)發(fā)病灶有助于改善預(yù)后[4]。Loh等人亦發(fā)現(xiàn)骨肉瘤復(fù)發(fā)后生存情況與切除復(fù)發(fā)腫瘤的手術(shù)切緣有關(guān)，切緣≥1cm的患者復(fù)發(fā)后生存期較切緣不足1cm或陽性切緣的患者更長[5]。

MRI對軟組織分辨率高，可用于評估肌骨腫瘤范圍。Thévenin-Lemoine等人發(fā)現(xiàn)化療后MRI可正確評估尤文肉瘤的范圍，從而幫助制定手術(shù)計(jì)劃[6]。Putta及其同事的研究證實(shí)MRI可有效評估肌骨腫瘤邊界，尤其是T1加權(quán)序列[7]。Thompson等人發(fā)現(xiàn)與病理標(biāo)本測得的病灶大小相比，新輔助化療后MRI可較準(zhǔn)確的評估兒童原發(fā)性骨肉瘤的范圍[8]。而對于骨肉瘤關(guān)節(jié)置換術(shù)后局部復(fù)發(fā)患者，由于金屬材質(zhì)的人工關(guān)節(jié)與人體組織的磁化強(qiáng)度不同，可產(chǎn)生金屬偽影，在MR圖像上表現(xiàn)為圖像扭曲、信號丟失、信號堆積，以及脂肪抑制失敗，從而不能準(zhǔn)確顯示復(fù)發(fā)腫瘤病灶。

MARS磁共振可顯著減少金屬植入物偽影面積，優(yōu)化圖像質(zhì)量，清晰顯示人工關(guān)節(jié)周圍的軟組織結(jié)構(gòu)[9]。Jiang等人的研究發(fā)現(xiàn)MARS磁共振對骨腫瘤患者關(guān)節(jié)置換術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的診斷準(zhǔn)確性很高[10]。Jungmann等人亦發(fā)現(xiàn)VAT或SEMAC減金屬偽影序列對腫瘤型假體置換術(shù)后并發(fā)癥的診斷置信水平高，可有效診斷肌骨腫瘤復(fù)發(fā)[11]。本研究進(jìn)一步探索了磁共振syngo WARP減金屬偽影序列在骨腫瘤中的應(yīng)用價值，通過syngo WARP序列掃描，發(fā)現(xiàn)骨肉瘤局部復(fù)發(fā)病灶在冠狀面T1WI、STIR以及橫斷面STIR（P=0.490）上測量得到的范圍與病理結(jié)果一致性良好，從而證實(shí)磁共振MARS圖像可較為準(zhǔn)確的評估骨肉瘤局部復(fù)發(fā)的病灶大小。

盡管統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為一致性較好，但本研究發(fā)現(xiàn)MR圖像對復(fù)發(fā)腫瘤范圍的顯示與病理結(jié)果存在測量誤差。造成測量差異的原因可能如下：①選擇MR圖像測量徑線的層面與病理標(biāo)本不吻合；②骨肉瘤復(fù)發(fā)病灶大多為軟組織腫塊，在T1WI上信號與肌肉等周圍軟組織相似，有時清晰辨別腫塊邊界，而在STIR圖像上病灶的高信號部分與周圍軟組織水腫難以區(qū)分，因此無法準(zhǔn)確從一邊界測量至另一邊界。此外，冠狀面最大長徑在T1WI和STIR圖像上的測量誤差存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.038），表明在STIR圖像上測量冠狀面最大長徑可能較T1WI圖像更精確，因此當(dāng)需要在冠狀面MR圖像上評估骨腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)病灶的最大長徑時，STIR圖像的參考價值或許更大。

納入本研究的22例病例中，13例接受截肢手術(shù)，9例接受保肢手術(shù)，保肢率為40.9%。目前治療骨肉瘤局部復(fù)發(fā)的手術(shù)方式主要取決于病灶部位和大小，對于較小的復(fù)發(fā)病灶，通常進(jìn)行復(fù)發(fā)腫瘤局部切除，較大的復(fù)發(fā)病灶則需要截肢[12]，在術(shù)前使用磁共振MARS檢查明確復(fù)發(fā)腫瘤大小有助于手術(shù)方案的制訂。而保肢手術(shù)相較截肢手術(shù)能夠更好地保留患肢功能，提高患者生活質(zhì)量，且尚無研究證明兩種手術(shù)方案的預(yù)后存在顯著差異[13]，因此磁共振MARS如果能在早期檢出較小的復(fù)發(fā)腫瘤，則有利于患者保肢，對維持患者肢體功能、生活質(zhì)量和心理健康意義重大。

本研究尚有一定的局限性。這是一項(xiàng)回顧性研究，病例數(shù)較少（22例），進(jìn)一步研究時應(yīng)考慮擴(kuò)大樣本。研究中未對所有患者進(jìn)行MR增強(qiáng)掃描，目前結(jié)論僅使用于MR平掃圖像，而診斷腫瘤復(fù)發(fā)一般需進(jìn)行MR增強(qiáng)掃描?；颊呓邮躆R檢查到復(fù)發(fā)切除的時間跨度亦不相同，從而可影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，在磁共振常規(guī)序列上，雖然距離人工關(guān)節(jié)較近的復(fù)發(fā)腫瘤受金屬偽影影響無法對其范圍進(jìn)行準(zhǔn)確測量，但部分距人工關(guān)節(jié)較遠(yuǎn)的復(fù)發(fā)腫瘤的顯示不受金屬偽影影響，進(jìn)一步展開研究可比較常規(guī)序列與syngo WARP減金屬偽影序列顯示骨腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)范圍的準(zhǔn)確性。

綜上所述，磁共振MARS圖像可較準(zhǔn)確地評估骨肉瘤術(shù)后局部復(fù)發(fā)的病灶范圍，有利于臨床醫(yī)師判斷預(yù)后、決定手術(shù)方案以及病灶的完整切除。對于該技術(shù)能否顯示較小復(fù)發(fā)病灶從而早期診斷并對患者預(yù)后產(chǎn)生影響，未來仍需進(jìn)行深入研究。