黃昭君, 吳巍, 裴宇, 覃媛媛, 馮朝燕, 劉棟△

1松滋市人民醫(yī)院放射科(湖北荊州 434200)； 2華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科(湖北武漢 430030)

近年來，隨著放射治療在盆腔腫瘤患者治療中的應用越來越廣泛，骨盆不全骨折(pelvic insufficiency fracture，PIF)的發(fā)生率呈上升趨勢[1]。PIF是應力性骨折的一個亞組，是正?；蛏響ψ饔糜谌趸趋蓝鸬腫2]。PIF易與骨轉(zhuǎn)移或骨轉(zhuǎn)移引起的病理性骨折易混淆，雖然骨掃描和PET/CT檢查有助于二者的鑒別診斷[3-5]，但存在輻射污染及檢查費用昂貴等缺點，目前臨床缺乏簡單易行、無創(chuàng)無輻射的有效鑒別診斷手段?！癏onda sign”被認為是雙側(cè)骶骨不全性骨折特征性的表現(xiàn)，然而薈萃分析顯示，只有42.7%的患者出現(xiàn)此征象[6]。CT可以顯示骨折線及骨質(zhì)硬化，但對骨髓水腫顯示不敏感，常規(guī)MRI對早期的骨髓水腫十分敏感，但對骨折線的顯示不及CT[7]。如果影像科醫(yī)生診斷經(jīng)驗不足，常規(guī)MRI顯示的PIF骨盆異常信號易被誤診為骨轉(zhuǎn)移，因此僅使用常規(guī)MRI難以準確識別骨轉(zhuǎn)移與PIF[5]。擴散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)是MRI功能成像技術(shù)之一，能夠根據(jù)水分子的擴散特性觀察生物組織的結(jié)構(gòu)，其定量參數(shù)表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)可定量反映水分子擴散運動的快慢[8]。已經(jīng)證實DWI在骨髓疾病的良惡性鑒別中起著重要作用[9]。本文旨在探討DWI對盆腔腫瘤放療后PIF與骨轉(zhuǎn)移的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2016年1月至2020年10月期間在華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科同時行盆腔常規(guī)MRI平掃及DWI掃描的869例盆腔腫瘤患者，總結(jié)分析其臨床及影像資料，根據(jù)以下納入和排除標準，最終納入50例經(jīng)隨訪或活檢證實為PIF或骨轉(zhuǎn)移的病例進行本研究。其中，PIF的納入依據(jù)為：放療過程中新出現(xiàn)骨盆病灶、但隨訪12個月無軟組織腫塊，或者CT隨訪有骨質(zhì)硬化區(qū)或可見骨折線，MRI可見骨髓水腫減退，病灶靜止或可見骨折線等[5]；骨轉(zhuǎn)移的診斷依據(jù)為：放療過程中新出現(xiàn)骨盆病灶、活檢證實為骨轉(zhuǎn)移，或者影像學資料隨訪12個月觀察到病變范圍逐漸擴大并伴有軟組織腫塊。排除標準：(1)患者有骨盆外傷史或放療前骨盆有病變；(2)患者有其他部位腫瘤病史；(3)隨訪12個月仍不能確定是骨轉(zhuǎn)移或不全性骨折；(4)盆腔MRI圖像質(zhì)量不能滿足診斷要求或圖像序列不完整。本研究已經(jīng)過華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會同意(TJ-IRB20220132)。

1.2 MRI常規(guī)及DWI掃描方案 所有受試者在3.0 T MRI掃描儀上行MRI檢查(Discovery 750；GE公司)，使用18通道腹部相控陣線圈?；颊呷⊙雠P位，腳先進。掃描范圍為髂棘至坐骨結(jié)節(jié)。盆腔常規(guī)MRI檢查包括：(1)軸位快速自旋回波T1加權(quán)成像(重復時間/回波時間=568/6.8 ms；視野=340 mm× 340 mm；矩陣=320×192；層厚4 mm；層間隔1 mm；帶寬=50 kHz)；(2)軸位脂肪飽和T2加權(quán)像(重復時間/回波時間=3 920/68 ms；視野=340 mm×340 mm；矩陣=320×256；層厚4 mm；層間隔1 mm；帶寬=62.5 kHz)。DWI掃描采用自由呼吸脂肪抑制單次激發(fā)平面回波序列(重復時間/回波時間=4 000/57 ms；視野=340 mm×340 mm；矩陣=128×160；層厚4 mm；層間隔1 mm；帶寬=250 kHz；b值=800 s/mm2)。

1.3 圖像分析 由2名分別有5年、15年MRI診斷工作經(jīng)驗的醫(yī)師聯(lián)合閱片，采用5分法對整體圖像質(zhì)量進行評價(1分=差，2分=不足，3分=中等，4分=良好，5分=優(yōu))。在滿足診斷要求的情況下(圖像質(zhì)量≥3分)。分別記錄每個患者病灶的位置、數(shù)量，并評估是否有骨折線、骨髓水腫、軟組織腫塊及是否有彌散受限。骨折線在T1WI、T2WI圖像上表現(xiàn)為線樣低信號；PIF相關的反應性骨髓水腫表現(xiàn)為均勻彌漫的T1WI低信號，T2WI高信號，而沒有軟組織腫塊；如果病灶在DWI圖像上顯示的信號強度高于同層面的肌肉信號，而在ADC圖像上顯示的信號強度低于周圍的肌肉信號，則認為彌散受限。

DWI原始圖像經(jīng)過GE工作站(AW462)后處理得到ADC參數(shù)圖。同時在工作站上將軸位T2WI與ADC參數(shù)圖配準，在軸位T2WI序列上選取病灶最大層面作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，由2名醫(yī)師分別獨立測量每個病灶的ADC值，取兩者測量的平均值進行統(tǒng)計分析。平均ROI面積大小取80 mm2，ROI的選取避免壞死、鈣化、出血區(qū)域及骨折線。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件，計量資料以平均值±標準差表示，采用兩獨立樣本t檢驗進行分析。分類資料采用2檢驗或Fisher確切率檢驗進行分析。通過受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線定量分析ADC診斷PIF和骨轉(zhuǎn)移的曲線下面積(area under curve，AUC)、敏感度、特異度。計算組內(nèi)相關系數(shù)(interclass correlation coefficient，ICC)以評估觀察者間ADC測量的可靠性(≤0.40差，0.41～0.75一般到良好，0.76～1很好)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床特征 50例患者中，32例為PIF，18例為骨轉(zhuǎn)移。32例PIF患者，男2例，女30例，其中絕經(jīng)前4例，絕經(jīng)后26例；年齡(55.50±9.29)歲，14例無明顯臨床癥狀，18例有腰部及下背部、下肢疼痛癥狀。18例為骨轉(zhuǎn)移，男4例，女14例，其中絕經(jīng)前3例，絕經(jīng)后11例；年齡(55.00±11.76)歲，8例無明顯臨床癥狀，10例有腰部及下背部、下肢疼痛癥狀。PIF組中，宮頸癌患者22例，直腸癌8例，子宮內(nèi)膜癌2例，其中10例僅行單純根治性放療，22例行根治性手術(shù)后放療。骨轉(zhuǎn)移組中，宮頸癌患者11例，直腸癌6例，子宮內(nèi)膜癌1例，其中6例僅行單純根治性放療，12例行根治性手術(shù)后放療。兩組之間的性別、年齡、絕經(jīng)狀態(tài)、臨床癥狀、腫瘤類別和治療方式均差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 PIF和骨轉(zhuǎn)移患者臨床特征比較 例

2.2 影像學特征 50例PIF和骨轉(zhuǎn)移患者，從病灶數(shù)量上來看，PIF單發(fā)11例，多發(fā)21例共64個病灶；骨轉(zhuǎn)移單發(fā)11例，多發(fā)7例共19個病灶。兩組間的病灶數(shù)量差異無統(tǒng)計學意義(P=0.068)。從病灶位置來看，PIF和骨轉(zhuǎn)移均好發(fā)于骶骨，PIF占69.3%(52/75)，骨轉(zhuǎn)移占56.7%(17/30)，但PIF更多見于骶骨翼，32例患者均可見，其中雙側(cè)20例。骨轉(zhuǎn)移則多見于骶骨體，兩組之間的病灶位置差異有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。

骨轉(zhuǎn)移在常規(guī)MRI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀、斑片狀等或稍長T1稍長T2信號改變，DWI呈稍高信號、ADC呈等或稍低信號(圖1)，6例伴周圍軟組織腫塊形成。PIF在常規(guī)MRI表現(xiàn)為彌漫反應性骨髓水腫，T1WI呈低信號而T2WI則呈高信號，PIF組32例均可見，DWI呈等或稍高信號、ADC呈稍高信號，極少病例可見掩蓋在骨髓水腫中的骨折線(圖2～3)。兩組之間的T1WI信號強度(P=0.218)、T2WI信號強度改變(P=0.217)差異無統(tǒng)計學意義。見表2。

表2 PIF和骨轉(zhuǎn)移患者的影像學特征比較 例

PIF組的平均ADC值為(1.261±0.291)×10-3mm2/s，骨轉(zhuǎn)移組的平均ADC值為(0.722±0.164)×10-3mm2/s，兩組差異有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。兩個觀察者之間ADC值的測量具有良好的一致性(ICC=0.858，P=0.000)。ROC分析顯示，ADC值區(qū)分PIF和骨轉(zhuǎn)移的曲線下面積(area under curve，AUC)為0.946(P=0.000)，ADC區(qū)分PIF和骨轉(zhuǎn)移的最佳閾值為0.901×10-3mm2/s，敏感度90.5%，特異度85.7%。見圖4。

注：A：軸位T1WI; B：T2WI; C：DWI; D：ADC，病灶在ADC圖上用紅色虛線勾畫

注：A：軸位T1WI，紅色箭頭示病灶位置；B：T2WI；C：DWI；D：ADC，病灶在ADC圖上用紅色虛線勾畫

3 討論

盆腔放療是治療盆腔腫瘤的標準治療方法之一，近年來隨著放療技術(shù)在盆腔腫瘤治療中的廣泛應用，PIF的發(fā)生率也隨之增加。PIF是盆腔腫瘤放療后的遠期并發(fā)癥，臨床極易誤診為骨轉(zhuǎn)移或骨轉(zhuǎn)移引起的病理性骨折，從而導致不必要的活檢或過度治療。本文通過比較盆腔腫瘤放療后PIF和骨轉(zhuǎn)移的影像學特征，發(fā)現(xiàn)PIF多發(fā)生于骶骨翼，不同于骨轉(zhuǎn)移常見于骶骨體；同時，PIF典型的DWI表現(xiàn)為等或稍高信號，其定量參數(shù)圖ADC對于盆腔腫瘤患者放療后PIF和骨轉(zhuǎn)移的鑒別診斷具有重要價值。

PIF好發(fā)于骶骨翼且多為雙側(cè)，發(fā)生在骶骨的骨折線多垂直或略微傾斜于腰椎外緣[10]，并可累及骨盆其他組成骨如髂骨、髖臼和股骨頭。骶骨、骶髂關節(jié)及髂骨內(nèi)側(cè)部是人體重要的負重結(jié)構(gòu)，而骶骨是脊柱負重轉(zhuǎn)移力量的直接部位。放療時，骨盆及下腰椎位于照射野內(nèi)，故骶骨翼是放療后PIF好發(fā)的部位[6]。研究表明，放療患者PIF發(fā)生率明顯高于未接受者[11]。目前放療輻射對骨骼重構(gòu)的影響機制尚不完全清楚，但輻射可直接導致骨基質(zhì)生成障礙和成骨細胞數(shù)量減少，從而導致骨質(zhì)密度減低、容易發(fā)生骨折；同時，輻射后期可損傷成熟骨的微血管導致微循環(huán)障礙，使得骨折風險進一步增加[12]。

圖4 ADC值鑒別骨盆不全性骨折與骨轉(zhuǎn)移的ROC曲線

對于PIF的診斷，MRI已被證明是最敏感的影像檢查手段[13]。反應性骨髓水腫是PIF最主要也是最早的表現(xiàn)，本研究中反應性骨髓水腫在所有PIF病例中均有記錄，與以往報道一致，即PIF的反應性骨髓水腫發(fā)生率接近100%[13]。骨折線是PIF的一個特征性表現(xiàn)，但MRI對于骨折線的顯示不敏感，骨折線的可見性在很大程度上取決于觀察者的主觀判斷，據(jù)報道，MRI的骨折線檢出率僅在79.7%～87.0%之間[10]，究其原因除了觀察者間的差異，還可能是常規(guī)MRI序列采集較少使用FS-T2WI冠位成像，而冠位顯像對骨盆骨折線尤其是骶骨骨折有優(yōu)勢。雖然MRI有助于發(fā)現(xiàn)軟組織腫塊，但骨轉(zhuǎn)移中的成骨性轉(zhuǎn)移因沒有軟組織腫塊形成，且與PIF的表現(xiàn)相似，常規(guī)MRI難以鑒別[14]?？梢?，常規(guī)MRI對于骨折和沒有軟組織腫塊形成的骨轉(zhuǎn)移診斷價值有限。

近年來，DWI已被廣泛應用于骨髓疾病的定性診斷，在常規(guī)MRI中加入DWI可以提高診斷性能[15]。Zhong等[16]在常規(guī)MRI中加入DWI可顯著提高宮頸癌放療后PIF和骨轉(zhuǎn)移的敏感性(92.5%)。ADC值受細胞密度和細胞外空間體積影響，可定量反映水分子擴散運動的快慢。骨轉(zhuǎn)移病灶因腫瘤細胞浸潤，細胞增殖旺盛導致細胞密度增高，再加上生物膜的限制，使細胞內(nèi)外的空間狹窄，水分子在其中的擴散能力下降，因而在DWI上表現(xiàn)為彌散受限，ADC值降低；而在反應性骨髓水腫中，水分子擴散能力并未下降，因此ADC值較高[8]。定量ADC在良、惡性椎體壓縮性骨折中的鑒別價值已得到證實，惡性骨折的ADC值明顯低于良性病變[17-20]。最近一項薈萃分析表明，定量ADC評估鑒別良性與惡性壓縮性骨折的敏感度為92%，特異度為91%[18]。同樣，我們也評估了定量ADC在PIF和骨轉(zhuǎn)移中的鑒別診斷價值，發(fā)現(xiàn)PIF組平均ADC值明顯高于骨轉(zhuǎn)移組，與Sung等[17]的研究一致。因此，我們認為在常規(guī)MRI中加入DWI以區(qū)分骨轉(zhuǎn)移和PIF是必要的。

當骨折累及兩側(cè)骶骨翼和骶骨體的水平部分，PIF骨掃描顯像呈典型的“Honda sign”即“H”征。然而當沒有典型“H”征時或惡性腫瘤患者表現(xiàn)出“H”征或類似“H”征時，骨掃描的特異性明顯降低，病理攝取值的增加易被誤認為是骨轉(zhuǎn)移[21]。18F-FDG-PET-CT對PIF顯像特征類似MRI上水腫信號特征，表現(xiàn)為平行于骶髂關節(jié)的彌漫性線性吸收模式，SUVmax值低于骨轉(zhuǎn)移組，其敏感度83.2%，特異度98.5%[3，22-23]；但PET顯像取決于骨折的分期，攝取強度也受到諸多因素影響如PET檢查與骨折發(fā)生的間隔、患者的年齡、骨折穩(wěn)定性、骨折部位等。最重要的是，骨掃描與PET-CT檢查均存在輻射污染及檢查費用昂貴等缺點，而DWI及定量ADC參數(shù)圖簡便易行、無創(chuàng)無輻射且可重復，更適用于盆腔放療患者的長期隨訪監(jiān)測。

本研究存在以下不足之處：第一、本研究是回顧性研究，樣本的選擇可能存在選擇偏差；第二、PIF和骨轉(zhuǎn)移的年齡差異可能影響ADC值，老年患者(PIF組)較低的骨密度和較高的脂肪含量可能導致ADC值減低?？傊覀兊某醪窖芯勘砻?，DWI及其定量參數(shù)圖ADC對于盆腔腫瘤患者放療后PIF和骨轉(zhuǎn)移的鑒別具有重要價值。

利益相關聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻說明：黃昭君、劉棟實施研究并撰寫論文，吳巍、裴宇、覃媛媛、馮朝燕設計并指導本研究。