徐蘊潮，祁良，王夢悅，徐磊，鄒月芬

長骨惡性腫瘤除了骨質(zhì)破壞，往往合并有鄰近骨髓的浸潤。如果術前沒有明確了解腫瘤鄰近骨髓的浸潤情況，手術范圍過小，可能導致腫瘤復發(fā)；而盲目地進行過大范圍的切除，可能影響患側(cè)肢體的功能[1-2]。因此，明確惡性骨腫瘤鄰近骨髓的浸潤情況對于選擇合理的手術范圍、提高患肢的功能及延長患者生命尤為重要。X線一般只能顯示骨腫瘤所致骨質(zhì)破壞的大致范圍，并不能顯示鄰近的骨髓情況；MRI具有良好的組織對比度，是目前顯示長骨惡性骨腫瘤是否合并骨髓浸潤的最有效的影像手段[3]。但是MRI檢查昂貴，并且存在一定禁忌證(金屬植入物、幽閉恐懼等)，對于無法長時間平臥配合掃描的患者也不適用(常見于合并嚴重骨痛、年老及患有精神疾病的患者)[4]。CT檢查具有成本低、檢查時間短、患者接受度高等優(yōu)點，但常規(guī)CT的軟組織對比度較低，顯示腫瘤周圍骨髓情況較為困難[5]。目前，已有大量文獻報道可利用雙能CT虛擬去鈣(virtual non-calcium，VNCa)技術檢測長骨外傷所致的骨髓水腫[6-7]，因此我們假設雙能CT-VNCa技術也可能有助于檢測長骨惡性骨腫瘤鄰近骨髓浸潤情況。本研究旨在評估雙能CT-VNCa技術對長骨惡性骨腫瘤骨髓浸潤范圍的診斷價值。

材料與方法

1.臨床資料

2018年1月-2019年12月連續(xù)納入57例在本院經(jīng)病理證實的惡性骨腫瘤患者，排除標準：①有創(chuàng)傷、感染、手術和其它浸潤性骨質(zhì)疾病病史；②妊娠期，或體內(nèi)有金屬植入物；③影像資料不完整或圖像質(zhì)量較差、影響評估診斷。最終共納入27例患者，年齡11～75歲，平均(47.0±16.7歲)。其中，男15例，年齡11～67歲，平均(45.67±16.34)歲；女12例，年齡28～75歲，平均(48.67±17.71歲)；發(fā)病部位：肱骨8例，股骨13例，脛骨6例；骨肉瘤5例，轉(zhuǎn)移瘤12例，黏液脂肪肉瘤1例，軟骨肉瘤4例，彌漫大B細胞淋巴瘤1例，白血病骨浸潤2例，惡性骨巨細胞瘤2例。所有患者均行雙能CT及MRI檢查，且兩次檢查的間隔時間不超過3天。

2.檢查方法

雙能CT檢查使用Siemens Somatom Force第三代雙能CT掃描儀?；颊呷⊙雠P位，掃描方向根據(jù)掃描部位而定，掃描范圍根據(jù)病灶所在的長骨確定。掃描參數(shù)：A球管為80 kV、330 mAs，B球管電壓為Sn150 kV、165 mAs，探測器寬度128×0.6 mm，螺距0.6，0.5 s/r。

MRI檢查使用Siemens Magnetom Skyra Trio 3.0T掃描儀及四肢專用16通道相控陣線圈。掃描序列和參數(shù)：橫軸面FSE T1WI(TR 430 ms，TE 11 ms，層厚4.0 mm，間距0.8 mm)；橫軸面FSE T2WI壓脂序列(TR 3500 ms，TE 54 ms，層厚4.0 mm，間距0.8 mm)；冠狀面FSE T1WI(TR 430 ms，TE 11 ms，層厚3.0 mm，間距0.6 mm)；冠狀面FSE T2WI壓脂序列(TR 3500 ms，TE 54 ms，層厚3.0 mm，間距0.6 mm)；矢狀面FSE T1WI(TR 430 ms，TE 11 ms，層厚3.0 mm，間距0.6 mm)；矢狀面FSE T2WI壓脂序列(TR 3500 ms，TE 54 ms，層厚3.0 mm，間距0.6 mm)。

3.圖像重建和后處理

雙能CT掃描后得到3種圖像：80 kVp圖像，Sn150 kVp及加權平均圖像(由80 kVp圖像及Sn150 kVp圖像按1∶1的比例混合得到的120 kVp單能圖像)。使用Syngo Dual Energy VB10B后處理軟件，選擇“Bone Marrow”應用程序進行分析(主要原理是采用三種物質(zhì)分解法分離出紅骨髓、黃骨髓及鈣質(zhì))，得到骨髓VNCa偽彩圖。重建參數(shù)：Resolution 4，骨髓閾值100 HU，取值范圍：-100～800 HU。參照MRI層面和參數(shù)，重建常規(guī)CT圖像及矢狀面和冠狀面VNCa偽彩圖。選取腫瘤累及長骨縱徑最大的層面進行分析。

4.圖像分析

共有5位具有5年以上肌骨影像診斷經(jīng)驗的影像醫(yī)師參與圖像分析，在常規(guī)CT圖像上，以骨質(zhì)破壞區(qū)作為腫瘤本身，骨質(zhì)破壞范圍之外的骨質(zhì)密度異常視為髓腔浸潤區(qū)。在VNCa偽彩圖上，骨質(zhì)破壞范圍之外表現(xiàn)為綠色或黃色的區(qū)域視為髓腔浸潤區(qū)，正常骨髓則呈藍色或紫色。在MR圖像上，與正常髓腔對比，在T1WI上呈低信號或混雜信號而且在T2WI壓脂序列上呈高信號或者混雜信號的區(qū)域視為腫瘤累及髓腔的區(qū)域。

對患者的臨床病史、雙能CT-VNCa偽彩圖及MRI檢查結果不知情的兩位放射科醫(yī)師(A、B)，分別對常規(guī)CT圖像進行分析，觀察腫瘤是否有髓腔浸潤，若存在記為“1”，不存在記為“0”。當結果不一致時，由兩位觀察者共同商議決定。并且測量腫瘤累及范圍(骨質(zhì)破壞區(qū)+骨髓浸潤區(qū))的縱向最大徑。兩位醫(yī)師均重復測量3次取平均值，然后再取兩位醫(yī)師測量結果的平均值用于進一步統(tǒng)計分析。

由另外2位對患者的臨床病史、常規(guī)CT及MRI檢查結果不知情的放射科醫(yī)師(C、D)分別對雙能CT VNCa偽彩圖進行分析，觀察腫瘤是否有髓腔浸潤，若存在記為“1”，不存在記為“0”。當結果不一致時，由兩位觀察者共同商議決定。并且測量腫瘤累及范圍的縱向最大徑。然后以MRI圖像作為參照，在雙能CT-VNCa偽彩圖上選取對應的骨髓浸潤區(qū)域中央勾畫ROI，獲得骨髓浸潤區(qū)的VNCa-CT值，并在正常骨髓區(qū)勾畫ROI，獲得正常骨髓的VNCa-CT值。ROI大小0.1～0.2 cm2。每位醫(yī)師重復測量3次取平均值，然后計算兩者測量結果的平均值用于進一步統(tǒng)計分析。

由第5位放射科醫(yī)師(E)對MRI圖像進行閱片分析，記錄腫瘤有無骨髓浸潤并且測量腫瘤髓腔累及范圍的縱向最大徑，重復測量3次取平均值。

5.統(tǒng)計學分析

使用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析，以P<0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。采用配對卡方檢驗比較基于雙能CT-VNCa偽彩圖和常規(guī)CT圖像對骨髓浸潤的評估結果有無統(tǒng)計學差異，并且計算兩組圖像診斷惡性骨腫瘤骨髓浸潤的敏感度、特異度、陽性預測值(positive predictive value，PPV)、陰性預測值(negative predictive value，NPV)和診斷符合率。采用方差分析比較雙能CT-VNCa偽彩圖、常規(guī)CT和MRI圖像上參數(shù)測量值的總體差異性，如果差異有統(tǒng)計學意義，則采用SNK-q檢驗法進行組間兩兩比較。采用獨立樣本t檢驗比較VNCa偽彩圖上腫瘤髓腔浸潤區(qū)的CT值與正常髓腔區(qū)的CT值之間是否具有差異性，并進行ROC曲線分析，計算截斷值及診斷敏感度、特異度、PPV、NPV和診斷符合率。

結 果

在MRI圖像上，27例患者中共發(fā)現(xiàn)27個骨髓浸潤區(qū)。以MRI作為參照標準，在27例患者的雙能CT-VNCa偽彩圖上顯示26個真陽性區(qū)，檢出2個假陽性區(qū)域及1個假陰性區(qū)域；在常規(guī)CT圖像上顯示18個真陽性區(qū)，無假陽性區(qū)，但存在9個假陰性區(qū)。兩組圖像對骨髓浸潤區(qū)的診斷效能指標值見表1。雙能CT-VNCa偽彩圖和常規(guī)CT對病灶是否累及骨髓的診斷符合率之間的差異有統(tǒng)計學意義(P=0.002)。

對于腫瘤髓腔累及范圍的縱向最大徑，常規(guī)CT圖像上的測量值為0～18.18 cm，平均(6.00±4.53) cm；雙能CT上的測量值為2.46～25.18 cm，平均(8.68±5.92) cm；MRI上的測量值為2.62～27.69 cm，平均(9.12±6.4) cm。三種檢查方法測得的病灶縱向最大徑的差異具有統(tǒng)計學意義(F=15.74，P<0.001)。進一步進行組間兩兩比較，結果顯示：雙能CT-VNCa偽彩圖與常規(guī)CT圖像上測量值的差異具有統(tǒng)計學意義(q=3.13,P=0.002)；常規(guī)CT與MR圖像上測量值的差異具有統(tǒng)計學意義(q=7.91，P<0.001)；雙能CT-VNCa偽彩圖與MR圖像上測量值的差異有統(tǒng)計學意義(q=3.41,P=0.018)。雖然雙能CT-VNCa偽彩圖和常規(guī)CT圖像上的測量結果均與MRI之間有統(tǒng)計學差異，但雙能CT-VNCa偽彩圖上測得的病灶縱向最大徑平均值更接近MRI，僅比MRI測量值小0.4 cm左右，而常規(guī)CT圖像上的測量值比MRI上的測量值小3.1 cm(圖1)。

在雙能CT-VNCa偽彩圖上腫瘤浸潤區(qū)與正常骨髓區(qū)CT測量值分布的箱式圖見圖2。腫瘤髓腔浸潤區(qū)域的CT值為-118 .70～51.20 HU、平均(-0.91±34.00) HU，正常骨髓區(qū)的CT值為-176.00～-80.20 HU、平均(-124.94±28.99) HU，兩者間的差異有顯著統(tǒng)計學意義(t=14.31，P<0.001)。ROC曲線分析顯示，VNCa-CT值判別長骨惡性骨腫瘤有無骨髓浸潤的AUC為0.984(圖3)，截斷值取-65.10 HU時，診斷敏感度為96.3%，特異度為100%，PPV為100%，NPV為96.4%，符合率為98.2%。

討 論

在本項研究中，我們利用西門子第三代雙能CT的VNCa技術來評估長骨惡性骨腫瘤對鄰近骨髓的浸潤情況。以MRI為參照標準，在定性研究中，本組結果顯示：與常規(guī)CT相比，雙能CT-VNCa技術對長骨惡性骨腫瘤有無骨髓浸潤的診斷具有更高的準確性。如果使用VNCa偽彩圖上的CT值來判斷有無骨髓浸潤，準確性更高。在判斷腫瘤累及范圍方面，常規(guī)CT測得的腫瘤累及范圍與MRI比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，平均值相差約3.1 cm；而VNCa偽彩圖上的測量值更接近于MRI，兩者之間平均值僅相差約0.4 cm。

每一種物質(zhì)在不同X線能量下都具有特定的衰減系數(shù)。雙源CT具有兩個放射源，能產(chǎn)生兩束不同能量的X線從而達到鑒別不同物質(zhì)作用。西門子雙能CT-VNCa技術通過三種物質(zhì)分離方法，分離出紅骨髓、黃骨髓和鈣質(zhì)，然后去除鈣質(zhì)達到骨髓顯示的目的[8]。有文獻報道VNCa技術可以用來診斷外傷后的骨髓水腫[9]。也有文獻報道VNCa在檢測骨腫瘤方面有一定價值[10]。Kosmala等[11]使用VNCa技術評估多發(fā)性骨髓瘤對脊柱及骨盆的浸潤情況，結果表明相對于常規(guī)CT，雙能CT-VNCa技術對于多發(fā)性骨髓瘤的骨髓浸潤具有更高的診斷效能。Zheng等[12]利用雙能CT鑒別椎體轉(zhuǎn)移瘤與許莫氏結節(jié)，結果顯示椎體轉(zhuǎn)移瘤比許莫氏結節(jié)的含水量更高，故雙能CT能有效的鑒別這2種病變(P<0.001)。長骨惡性骨腫瘤除了骨質(zhì)破壞外，往往合并鄰近骨髓浸潤。因此我們假設雙能CT-VNCa技術可以用來診斷長骨惡性骨腫瘤是否存在鄰近骨髓浸潤，本研究中對此進行了分析。

在定性分析中，本組結果顯示VNCa技術對診斷長骨惡性骨腫瘤有無鄰近骨髓浸潤具有較高的敏感度(96.30%)、特異度(92.59%)、PPV(92.86%)、NPV(96.15%)和符合率(94.44%)。其中敏感度、符合率和NPV陰性預測值均高于常規(guī)CT。由于常規(guī)CT圖像上無假陽性發(fā)現(xiàn)，使得其PPV及特異度達到了100%，但常規(guī)CT的總體診斷符合率低于雙能CT(83.33% vs. 94.44%)，因此其診斷價值有限。在本項研究中，VNCa圖像有2例的診斷結果為假陽性，主要原因為部分病灶靠近關節(jié)面或者骨皮質(zhì)，關節(jié)面硬化或者骨皮質(zhì)較厚導致去鈣不完全，或者受到了關節(jié)腔內(nèi)液體信號的影響，從而出現(xiàn)假陽性；還有1例為假陰性，其浸潤區(qū)在MR T2WI壓脂像上信號較低，提示其含水量較低，而且范圍較小，故較難診斷。在VNCa偽彩圖上測量病灶的CT值，如果使用-65.10 HU作為截斷值來判斷有無骨髓浸潤，診斷效能最高。因此對于一些形態(tài)學上不能確定的診斷，可以通過測量CT值來提高診斷準確性。

在評估長骨惡性骨腫瘤累及范圍方面，雙能CT-VNCa偽彩圖上測得的病灶縱向最大徑的平均值為8.68 cm，而常規(guī)CT上為6.00 cm，兩者相差約2.6 cm，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。雖然兩者與MRI測量值(平均值約9.12 cm)之間的差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，但是VNCa偽彩圖上的測量結果較常規(guī)CT更接近MRI測得的結果，兩者相差僅約0.4 cm，明顯小于常規(guī)CT與MRI測量值的差值(3.1 cm)。Kawaguchi等[13]對837例骨和軟組織肉瘤患者進行研究后認為：對于術前未經(jīng)治療或者治療無效的高級別肉瘤，手術切緣距離腫瘤浸潤邊界的距離應大于3 cm，若術前經(jīng)過有效治療，此距離可縮短至2 cm；對于低級別肉瘤，手術切緣應適當擴大。因此，對于不能行MRI檢查的患者，若僅使用常規(guī)CT來評估手術范圍，可能無法將腫瘤完全切除干凈，導致術后腫瘤易復發(fā)。因此，對于不能行MRI檢查的患者，雙能CT可作為有效替代方法。我們可以在雙能CT-VNCa偽彩圖測得結果的基礎上，適當擴大切除范圍，減小腫瘤復發(fā)機會。此外，本研究中部分惡性骨腫瘤的MR圖像上測得的縱向最大徑要小于雙能CT-VNCa偽彩圖，可能由于病灶靠近關節(jié)面、關節(jié)面硬化導致去鈣不完全，或者由于關節(jié)積液的影響，使VNCa-CT值增高，從而誤認為是腫瘤浸潤區(qū)。

本項研究有一定的局限性：①由于部分腫瘤患者處于腫瘤晚期，僅進行了病理穿刺檢查，未行手術完整切除，因此本文中定義的腫瘤浸潤區(qū)無法經(jīng)病理檢查進行證實，我們也無法區(qū)分單純骨髓水腫與微觀腫瘤浸潤區(qū)。②樣本量較少。③本研究僅納入了四肢長骨骨腫瘤患者，對于脊柱、骨盆等不規(guī)則骨尚需今后進一步研究。④惡性腫瘤的種類較少。⑤未考慮年齡等相關因素，不同年齡階段長骨內(nèi)紅黃骨髓的比例存在差異[14]，從而可能影響雙能CT-VNCa偽彩圖的測量結果，有待今后納入不同年齡段的樣本進行對比分析。⑥在測量腫瘤累及范圍的縱向最大徑過程中，可能存在層面選擇不一致的問題，但是我們在常規(guī)CT和VNCa圖像重建的過程中，所選擇的層面參數(shù)盡可能與MRI測量層面一致，從而減小測量誤差。

綜上所述，雙能CT-VNCa圖像能夠有效地發(fā)現(xiàn)惡性骨腫瘤是否存在骨髓浸潤。但是對于腫瘤累及長骨的范圍，雖然比常規(guī)CT有優(yōu)勢，但是與MRI比較，還有一定差異，但是這種差異較小。因此，對于不能行MRI檢查的長骨惡性骨腫瘤患者，在雙能CT-VNCa偽彩圖上測量數(shù)據(jù)的基礎上，我們建議病灶的手術清理范圍應適當擴大。