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血源性恶性肿瘤肌骨系统影像表现

 爱国影苑 2021-01-03

摘要

       血液恶性肿瘤包括一组有普遍性但临床表现各异的疾病,可以影响每一个器官。因为血液成分起源于骨髓,所以骨髓是原发或转移性血液肿瘤常累及的部位。血液恶性肿瘤在大部分影像技术上都会有所发现,包括平片,CT,锝99m(99mTc)亚甲基双膦酸(MDP)骨扫描,氟18(18F)氟代脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层成像(PET)/CT,以及磁共振成像(MR)。本组疾病临床和影像表现各异,准确诊断有挑战性,深刻理解疾病的病理生理改变和当前的各种治疗方法也让人感到困难。正常骨髓随着年龄改变或血液需求和治疗反应,成分会发生动态变化,在MR和FDG PET/CT上的正常表现也会随之改变,从而造成影像上的假阳性解释。本文作者回顾了骨髓的正常成熟过程和影像表现。重点关注淋巴瘤,白血病及多发性骨髓瘤累及骨肌系统的各种影像表现,以及当前放射医师可选的成像工具。作者讨论了治疗后骨髓的影像表现,回顾了常用的分期系统,以及就分期,管理,临床缓解影像评价一致性的建议。

简介

       血液恶性肿瘤包括多种疾病,例如霍基金和非霍基金淋巴瘤,急慢性淋巴细胞和髓系细胞白血病,以及多发性骨髓瘤,构成了一组有普遍性,但是临床表现各异的一类疾病,可以累及各个器官系统。血液成分起源于骨髓,因此原发和转移性血液恶性肿瘤都常常累及骨及相关组织。血液恶性肿瘤累及骨肌系统时,在大部分影像技术上都会有所发现,包括平片,CT,锝99m(99mTc)亚甲基双膦酸(MDP)骨扫描,氟18(18F)氟代脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层成像(PET)/CT,以及磁共振成像(MR)。这类疾病影像表现和临床表现各异,做出诊断和监测疾病进展情况都具有挑战性。例如影像表现轻微,可能会导致漏诊;没有特异性,可能会和感染或其他良性疾病混淆,导致误诊。

       想要深刻理解血液恶性肿瘤的病理生理改变和当前的各种治疗方法是困难的。在前文所述的血液恶性肿瘤的大类中,根据组织细胞学亚型,细胞遗传和分子分析以及受累解剖学部位进一步细分(表1),这些分型对临床行为及治疗有影响。此外,根据风险因素及年龄等变量,这些疾病可以划分入不同的流行病学组。

       尽管本文对个别病种进行了详细讨论,重点是临床或诊断相关的信息,但是本文完全是讨论血液恶性肿瘤多系统影像表现的,对其基因,病理生理,环境致病因子,预后,流行病学和治疗的详细回顾超出了本文范畴。但是在讨论影像表现和评价骨肌系统涉及的技术之前,首先回顾一下正常骨髓的解剖分布,成分,生理,成熟模式以及影像表现是有益的。

表1、常见血液恶性肿瘤的一般特征及治疗方案
特征
淋巴瘤
白血病
多发性骨髓瘤
举例
HL
NHL
B-或T-起源
ALL
CLL
AML
CML
浆细胞瘤(B细胞起源)
儿童组流行病学


成人组流行病学



风险因素








治疗选择


HL和NHL占所有儿童癌症的8%,好发于青少年

NHL占所有男性恶性肿瘤的约5%

NHL占所有女性恶性肿瘤的约4%

年龄增加(NHL)

免疫抑制调节剂

EB病毒

严重自身免疫状态

家族史(基于HLA亚型)

慢性HIV感染

慢性幽门螺旋杆菌感染

肥胖

NHL:化疗,放疗,靶向治疗(利妥昔单抗,阿伦单抗,替伊莫单抗),干细胞移植

HL:化疗,放疗,利妥昔单抗,干细胞移植,本妥昔单抗

白血病占所有儿童癌症的30%
ALL在20岁以前最常见
占男性恶性肿瘤的4%
占女性恶性肿瘤的3%


唐氏综合征(ALL)
辐射暴露
肥胖
家族史(CLL)
吸烟(AML)
化学物质暴露(AML)
HTLV-1感染


化疗
干细胞移植
伊马替尼(CML)
伊布替尼和艾代拉里斯(CLL)

小于30岁的患者罕见

患病率约4.3/100000

为第3常见的血液恶性肿瘤

男性

年龄增加

非裔美国人

辐射暴露

MGUS

化疗

放疗

干细胞移植

生物治疗

类固醇治疗

来源——参考文献1、2

注释——ALL=急性淋巴细胞白血病,AML=急性髓细胞白血病,CLL=慢性淋巴细胞白血病,CML=慢性髓细胞白血病,HIV=人类免疫缺陷病毒,HL=霍基金淋巴瘤,NHL=非霍基金淋巴瘤,HLA=人类白细胞抗原,HTLV-1=人类T细胞白血病毒1型,MGUS=意义不明的单克隆性球蛋白病。

正常骨髓

       骨髓包含干细胞,红细胞,巨噬细胞,髓细胞以及巨核细胞,背景基质包括脂肪细胞,网状细胞,原纤维细胞以及上皮细胞。骨髓细胞成分存在于一个由骨小梁构成的坚固结构内,外周由致密矿化的骨皮质包围。总的来说,骨髓的化学成分主要是脂肪。

       骨髓一般分成两类,红骨髓和黄骨髓。红骨髓主要负责造血。年轻成人的红骨髓主要成分包括40%的水,40%的脂肪,和20%的蛋白质。黄骨髓造血成分很少,但包含大量的脂肪,其成分15%为水,80%为脂肪,蛋白约5%。老龄可以引起红骨髓和黄骨髓比例的改变。熟悉红骨髓和黄骨髓的水脂成分构成,对放射科医师是有帮助的,可以作为理解MR上骨髓信号差异的基础。

       出生时,几乎所有中轴骨和附肢骨的骨髓都是红骨髓。随着时间改变,红骨髓以一个特征性的顺序转变为黄骨髓(图1)。骨髓转换始于外周骨,并向中央进展。对于长骨,骨髓转换始于骨骺,然后是骨干中部,最后是干骺端。大部分残留的红骨髓存在于中轴骨,但是一般情况下长骨近侧干骺端会残留少量红骨髓。例如15岁少年股骨包含大约50%的红骨髓,而25岁成人几乎全部转换为黄骨髓,仅在干骺端有少量残留。骨髓再转化的过程和骨髓成熟的过程顺序相反。

图1、从左向右是正常骨髓成熟过程,从右向左是骨髓再转化的顺序。成熟过程中,黄骨髓取代红骨髓始于骨干及骨骺中心,并向周围进展,干骺端最后被取代,残留岛状红骨髓。  

影像技术 

      骨肌系统的影像检查首选平片。血液恶性肿瘤放射学表现多种多样。某些病例,平片上征象隐匿,需要多种影像检查才能清晰显示(图2)。另外一些病例可能显示特征性的浸润性骨质破坏,特征部位的局灶性溶骨性骨质破坏,病理性骨折,骨质硬化或骨膜反应。

图2、59岁女性低级别淋巴瘤患者。a、前后位平片没有显示骨质疏松,局灶性骨质溶解,骨质硬化,皮质侵蚀,或者重要骨小梁可察觉的异常改变。b和c、骨盆冠状位脂肪饱和PDWI和FDG PET显示股骨近端和髋臼上方髂骨内高信号,以及相应区域FDG摄取活性。

       因为能够横断面显示的优势,CT在血液恶性肿瘤累及骨肌系统检查时特别有用。尽管骨髓在MR上的对比分辨率高于CT,但是CT上骨髓腔轻微的密度改变(测量HU)仍然能够提示骨髓病变(图3)。CT在显示骨盆病变方面也有用,这些病变可能在平片上不能显示或显示不好(特别是累及髋臼和髂骨翼的病变)。CT可以引导穿刺活检或介入,有助于术前手术方案的制订,也是FDG PET/CT的组成部分。

图3、74岁女性弥漫性大B细胞淋巴瘤患者。a、股骨前后位片显示小转子浸润性骨质破坏伴病理性骨折(白箭)。股骨干皮质受累(箭头)。b和c、股骨轴位CT平扫和T1WI图像显示髓腔受累(黑箭)。髓腔内CT值为49Hu,对侧正常骨髓CT值为-97Hu。MR图像上可见骨髓脂肪被取代。骨干皮质受累平片上表现为透亮度增高,CT上表现为CT值减少,MR上信号增高(箭头)。注意股骨干周围软组织肿块,主要累及大腿前间室(空箭,图a-c)。

       自从诞生以来,FDG PET/CT在淋巴瘤初始评价和后续治疗管理中获得了广泛的应用,作为淋巴瘤分期和治疗监测的主要工具,已经取代了镓闪烁成像。葡萄糖类似物18F-FDG更容易被葡萄糖需要量高的细胞摄取,就像大多数血液恶性肿瘤细胞一样。组织18F-FDG活性常以半定量的方式报告,即标准化摄取值(SUV)。SUV是衰减校正后的PET图像上某一感兴趣区(ROI)内18F-FDG活性和以体重标准化后的总注射剂量活性的比值。虽然特定ROI内的SUV值可以报告为SUVmean和SUVmax,但是SUVmax敏感性和可重复性更高。基于这些原因,在科学文献中更多的是测量SUVmax。

       正常骨髓的SUVmax为1。SUVmax≥4被证明能够区别骨髓良恶性肿瘤。18F-FDG PET/MRI是一个新出现的工具。在淋巴瘤和骨髓瘤临床试验中显示,FDG PET/MR表现和FDG PET/CT至少相当。但是这些试验都有范围和数量方面的局限。FDG PET/MR还没有得到广泛应用。

       MR成像,对整体水脂成分的改变敏感,是骨髓成像非常宝贵的检查手段。MR成像评价骨髓一般采用SE T1WI序列和液体敏感的序列,例如STIR序列和FSE FS-T2WI序列。因为正常的红骨髓在MR成像中,特别是液体敏感序列及增强后序列,会有寻常的表现,因此放射科医生必须能够识别红骨髓生理性的再转化并于骨髓疾病鉴别。

       一般来说,红骨髓岛边缘呈羽毛状,不会出现在骨骺及骨突中,除非已经有严重的弥漫性的红骨髓再转化。正常黄骨髓T1WI信号比骨骼肌高,STIR或FS T2WI上与骨骼肌相比呈等或稍低信号。正常红骨髓T1WI信号比骨骼肌高,STIR或FS T2WI上呈等或稍高信号。红骨髓T1WI信号比黄骨髓低,STIR或FS T2WI上比黄骨髓信号高(图4)。STIR序列比FS T2WI脂肪抑制均匀,但是信噪比会下降。

图4、正常骨髓残留形态,患者为26岁男性怀疑前交叉韧带损伤。冠状位T1W(a)和脂肪饱和PDWI显示远侧股骨干骺端边界清楚,具有羽毛状边缘的红骨髓(R)。红骨髓T1WI信号比黄骨髓(Y)低,FS PDWI比黄骨髓信号高。红骨髓在各个序列信号都比骨骼肌高。

       病理改变引起骨髓浸润或替代在T1WI上信号比骨骼肌低,在STIR或FS T2WI上比骨骼肌高。尽管已知红骨髓转化及再转化的模式,但是典型或不典型部位的岛状红骨髓残留或再转化仍然会和骨髓浸润性疾病混淆。因为红骨髓相对黄骨髓血供丰富,红骨髓更容易发生肿瘤,从而增加了诊断的不确定性。基于这些原因,可选的MR成像技术,例如同反相位成像(in phase/out phase),弥散加权成像(DWI)以及对比增强图像能够有助于鉴别真正的骨髓疾病和少见的红骨髓分布。

       因为红骨髓仍然有40%的成分为脂肪,同反相位成像能够区别异常的红骨髓表现和病理改变。反相位成像会导致红骨髓体素内水脂信号抵消。而黄骨髓细胞成分少脂肪成分多,在反相位图像信号减低很少。病理情况下,正常骨髓和脂肪被取代,因为相对缺乏脂肪成分,反相位成像不会显示信号降低。

       DWI在骨髓成像中,也被证明是有用的。DWI对自由水分子运动敏感,通过不同b值(典型范围0-1000sec/mm2)多次成像,可以计算表观弥散系数(ADC)来定量这种运动。通过将高b值DWI图像和ADC图像比较,弥散受限诊断为DWI高信号,相应区域ADC图呈低信号。导致自由水分子受限的疾病包括细胞丰富的血液恶性肿瘤,特别是淋巴瘤和DLBCL。因为没有电离辐射,DWI全身背景抑制成像(DWIBS)在儿童淋巴瘤分期和评估方面有希望得到好的应用。

       MR成像时静脉注射钆螯合物对比剂有助于进一步区别正常和异常的骨髓。注射对比剂前应当首先行脂肪抑制T1WI平扫以便比较。恶性肿瘤细胞浸润骨髓一般会有对比增强。正常骨髓对比增强后强化不易察觉。动态对比增强(DCE)利用血液恶性肿瘤(包括淋巴瘤,多发骨髓瘤)新生血管的特点能够在脂肪饱和T1WI和T2WI明显显示病变之前显示骨髓受累,并且能用于监测临床进展。体素内不相干运动DWI(IVIM DWI)近来被证明在多发骨髓瘤中与动态对比增强MR成像的发现高度相关,成为一种不需要注射对比剂的可选成像方式。

       尽管有这些多种可选的成像技术,其可用性不尽相同,常常也不使用,鉴别血液恶性肿瘤早期骨髓改变和良性的骨髓改变仍然是非常困难的。当因为其他原因做检查,在MR上偶然发现意外的病变时,难题就会出现。这种情况下,前述MR技术的使用,影像随访,临床观察,以及骨髓活检都是可行的选择,取决于临床关注的程度和影像学表现。

血液恶性肿瘤骨肌影像表现

淋巴瘤

       淋巴瘤是由B淋巴细胞或T淋巴细胞(少见)构成的一组异质性的恶性肿瘤(图5)。世界卫生组织确认了50多种淋巴瘤。淋巴瘤的风险因素包括年龄(霍基金淋巴瘤常累及青少年和青年人,而非霍基金淋巴瘤诊断时的中位年龄是66岁)、免疫抑制药物、EB病毒、严重自身免疫疾病、家族史(人HLA抗原亚型、肥胖、以及慢性幽门螺杆菌感染(胃黏膜相关性淋巴组织淋巴瘤MALT)。霍基金淋巴瘤的组织学特征是R-S细胞,比NHL少见(图6)。在儿童组,NHL占所有恶性肿瘤的5%,而霍基金淋巴瘤占3%。霍基金淋巴瘤常累及青少年。

图5、参考修订的欧洲-美国淋巴样肿瘤分类中基于淋巴瘤细胞和组织学的淋巴瘤分型摘要。HL=霍基金淋巴瘤;NK=自然杀伤细胞。

图6、26岁女性霍基金淋巴瘤(结节硬化型)a、髋关节蛙氏位显示髋臼和股骨近端关节面骨皮质侵蚀(箭头)。b、关节造影后前位点片显示关节内充盈缺损的轮廓(箭)。c、轴位STIR显示关节积液(*),关节内软组织(箭),以及股骨头骨质侵蚀(箭头)。d、冠状位融合FDG PET/CT图像显示右髋关节和股骨近端、前纵隔18F-FDG摄取增加(箭)。

       淋巴瘤总体上最常见的细胞类型是弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)(图7)。最近发现一种侵袭性B细胞淋巴瘤的亚组不能可靠地归类为DLBCL或Burkitt淋巴瘤。其中一些病例被称为双打击淋巴瘤,指的是在MYC/8q24位点存在一个染色体断点,驱动细胞进入增殖状态,此外还存在另一个断点,通常是BCL2位点,导致细胞抗凋亡。对放射科医生来说,重要的是双打击淋巴瘤常显示骨髓和中枢神经系统受累,并且预后不佳(图8)。

图7、27岁男性DLBCL。胫骨近端(a)侧位平片和(b)冠状位CT重建图像显示边界不清的浸润性透亮影(a箭)和低密度区(b箭)破坏了胫骨近侧干骺端的正常骨小梁形态。c、99m Tc 二磷酸亚甲基酯(MDP)骨扫描正位冠状面图像显示右侧胫骨和左侧股骨近端摄取增加。

图8、67岁男性侵袭性双打击淋巴瘤。膝关节冠状位T1WI(a)和FSPDWI(b)显示髓质内边界不清的异常信号区(实箭),T1WI呈低信号,PDWI呈高信号。注意皮质被侵蚀,突破(空箭)以及周围的小软组织肿块(箭头)。后续的FDG PET/CT显示病变区内感兴趣的SUVmax为28.3。

       皮肤淋巴瘤,占所有NHL病例的3.9%,包括B细胞和T细胞型,能够长入皮下软组织。蕈样霉菌病及其更具侵袭性的白血病变异型塞扎利综合征被统称为皮肤t细胞淋巴瘤,约占所有皮肤t细胞淋巴瘤的一半。病变首先表现为浅表红斑,然后进展为皮肤斑块,最后成为肿瘤,容易累及皮下脂肪少,没有肌腱、韧带及骨性结构的区域(图9)。淋巴瘤关节内表现罕见,症状可以表现为疼痛。淋巴瘤也可以表现为四肢淋巴结的肿瘤(图10)。

图9、64岁男性皮肤T细胞淋巴瘤。(a)失状位和(b)轴位CT重建显示皮肤表面不规则及以皮肤为基底的软组织肿块(箭),皮肤和跟腱(箭头)之间的脂肪垫消失。(c)轴位融合FDG PET/CT显示病变区域FDG摄取增加(箭)。

图10、24岁男性滑车上淋巴结边缘带淋巴瘤。(a)冠状位T1WI和(b)增强后FST1WI显示肘关节内侧滑车上淋巴结病理性增大以及明显强化。

        大部分骨淋巴瘤都是继发于另一个原发性淋巴瘤的转移播散。原发性骨淋巴瘤占所有骨恶性肿瘤的比率小于5%,其中DLBCL和滤泡状淋巴瘤是最常见的类型。如果六个月以上骨是唯一的病变部位,可以归类为原发性骨淋巴瘤。因为原发性骨淋巴瘤比较罕见,对其分期没有达成共识,有些学者建议了一个分期系统将局限于单骨的病变分为一期,骨外部位受累的分为IV期。原发性骨的淋巴瘤同义词包括网织细胞肉瘤,骨恶性淋巴瘤及骨性淋巴瘤。

       原发性骨淋巴瘤一般累及四肢长骨骨干及干骺端或中轴骨的扁骨。转移或继发性骨淋巴瘤好累及中轴骨。不管是原发还是继发,NHL占所有病例的大部分。淋巴瘤骨髓受累的诊断可以通过骨髓活检确诊,活检部位通常是髂骨后部,或者在FDG PET/CT上在骨髓内看到局灶性或多灶性18-F-FDG活性的病变。

       淋巴瘤累及骨的放射学表现包括浸润性溶骨性骨质破坏,表现为骨内多灶性小透亮影以及正常骨和异常骨之间较宽的过渡带,或者溶骨和硬化混合型骨质破坏。放射学上最常见的类型是溶骨性骨质破坏,可见多发和骨长轴平行的隧道样骨质丢失。淋巴瘤侵犯的骨内偶可见死骨或者透亮影内的乏血供骨片。但是,死骨对淋巴瘤不是特异的,可见于其他疾病,例如骨髓炎,骨结核,或者放射性骨坏死,以及其他肿瘤,例如嗜酸性肉芽肿,纤维肉瘤(图11)。骨膜反应,如果有呈侵袭性,通常为层状。

图11、纤维肉瘤 39岁男性骨纤维肉瘤 a、胫骨远侧前后位平片显示胫骨远段侵袭性溶骨性骨质破坏(*),内侧和外侧均可见侵袭性的骨膜反应(箭)。另外可看到跟腱的异位骨化。b、c、冠状位T1WI和STIR显示胫骨远段骨髓腔内肿块,周围软组织内亦见肿块形成,其边缘呈低信号,提示出血成分(箭头)。距骨内的骨髓信号正常(*)。d、冠状位CT重建显示髓腔内死骨(箭)。

        溶骨硬化混合型更多见于继发性淋巴瘤或治疗干预后(图12)。对于硬化性的椎体病变或象牙椎,淋巴瘤是鉴别诊断之一。用平片诊断淋巴瘤是比较困难的,因为早期表现轻微,没有特异性或根本不明显。此外骨淋巴瘤可以通过哈佛氏管和沃克曼管经骨皮质侵入周围软组织,形成显著的软组织肿块,看起来和平片上的骨质改变不成比例。

图12、33岁男性T细胞淋巴瘤。a,b骶骨斜冠状位T1WI和STIR显示骶骨、髂骨、以及下位腰椎弥漫性的骨髓替代,呈T1WI一致性低信号,STIR混杂高信号(箭)。c、PET冠状位最大密度投影(MIP)显示多灶性的骨质18F-FDG摄取增高。d、CT显示骶骨和髂骨斑片状的骨质硬化区。

        是否有骨髓受累在淋巴瘤治疗中是非常关键的。例如,DLBCL病例如果初诊时有骨髓受累,需要预防性使用鞘内注射化疗。25%-40%高级别NHL患者以及5%-14%的霍基金淋巴瘤患者有骨髓受累。霍基金淋巴瘤骨髓受累提示为IV期疾病。

       FDG PET/CT对检测骨髓受累敏感,综合荟萃分析敏感度约88.7%,可以用于需要活检的霍基金淋巴瘤或NHL患者的分层。FDG PET/CT和骨髓活检(一般是在髂后上棘)的符合率在更加具有侵袭性的淋巴瘤亚型中更高。在更加惰性的淋巴瘤中,和骨髓活检相比,FDG PET/CT对骨髓受累的阳性预测值较低。FDG PET/CT的广泛接受,为淋巴瘤分期骨髓活检提供了新的前景。但是关于DLBCL早期骨髓受累,骨髓活检是否比FDG PET/CT更敏感仍然存在争议。因此,DLBCL患者即使FDG PET/CT呈阴性可能也要求活检。

       根据2011年Lugano分类的推荐(当时来自临床试验和癌症中心的医生构成的工作组修订了淋巴瘤的分期和检查标准),FDG PET/CT应当作为淋巴瘤的起始检查。与传统CT相比,FDG PET/CT会提高霍基金淋巴瘤和NHL的分期。霍基金淋巴瘤细胞和NHL细胞都是18F-FDG活性的。一般来说,淋巴瘤是18F-FDG活性的,一项包含766人的研究显示,总体上94%的淋巴瘤是18F-FDG活性的,显著例外的是外周T细胞淋巴瘤(90%),小淋巴细胞淋巴瘤(84%),肠病型肠道T细胞淋巴瘤(67%),脾脏边缘带淋巴瘤(67%),粘膜相关淋巴组织(MALT)边缘带淋巴瘤(54%),淋巴瘤样丘疹病(50%)以及原发性皮肤间变性大T细胞淋巴瘤(40%)。对于DLBCL,局灶性和弥漫性骨髓受累的敏感性和特异性分别是94%和100%。

       对于淋巴瘤,FDG PET/CT上,在弥漫性骨髓摄取的背景下,局灶性或多灶性18F-FDG摄取应当视为骨髓受侵阳性。另一方面,完全的弥漫性的摄取(非局灶性)是非特异性的,可能代表了对细胞因子的造血反应,特别是患者已经开始治疗的情况下。霍基金淋巴瘤在FDG PET/CT上最常显示多灶性的骨髓摄取增加。高SUV和更具侵袭性的病变相关。但是活动性病变,例如感染、骨折,或者巨细胞瘤等SUV代谢水平有显著的重叠,限制了PET鉴别良恶性骨病变的能力。骨髓受侵的SUV阈值没有共识存在。需要特别注意的是,累及骨皮质的病变治疗后需要很长时间修复,可能会导致临近骨的应力性反应,从而造成非恶性18F-FDG摄取增加时间延长。

       Lugano分类鼓励使用FDG PET/CT用于18F-FDG活性的淋巴瘤亚型的反应评估,但不鼓励疾病缓解后用于常规监测研究。尽管临床实践中广泛接受,临时使用FDG PET/CT做治疗效果评价是有争议的,因为存在以下一些问题,例如多久做一次检查?如何最小化检查方案和观察者之间差异的不一致性?以及什么样的病例适合临时使用FDG PET/CT?有学者推荐除非是处于某个临床试验中,不应当临时使用FDG PET/CT。

       对于需要全身成像来分期以及随访的淋巴瘤患者,临床上有兴趣采用全身磁共振来代替FDG PET/CT以减少辐射,特别是对于儿童患者。全身磁共振采用STIR,DWI以及T1WI在检测骨髓受侵方面比骨髓活检、CT、或者闪烁成像更敏感,但是对评价治疗反应可能特异性较差。MR成像软组织对比分辨力更高,可以直接看到骨髓信号的改变,而不像FDG PET/CT仅能看到代谢活性的改变。

       淋巴瘤骨髓受累的MR表现包括T1WI低信号(通常和肌肉组织或椎间盘信号比较),T2WI高信号。对比增强病变可见强化。T2WI或液体敏感序列可见瘤周水肿。淋巴瘤骨髓受侵可以是局灶性的也可以是弥漫性的。

       全身DWI评价淋巴瘤淋巴结和骨髓受侵进行分级有效性和CT相同,不过CT和MR在有效性和可及性方面都不如FDG PET/CT。但是全身DWI在霍基金淋巴瘤和DLBCL分期,监测和检测治疗反应方面敏感性类似FDG PET/CT。最近有一项研究显示淋巴瘤分期方面,FDG PET/CT和FDG PET/MR比较一致性达96.4%。18F-FDG PET增加了全身MR检查阳性淋巴结的敏感性。当前由于更大的可及性,PET/CT更加广泛的使用,不过更多的研究可能会证明PET/MR的有效性,特别是对于需要减少额外辐射的妇女儿童。

       根据分期和组织学分级,霍基金淋巴瘤治疗往往需要放化疗联合治疗。NHL的治疗方案包括多种,例如放疗,化疗,靶向药物治疗(例如利妥昔单抗)以及骨髓或外周血干细胞移植。钇90标记的替莫昔单抗是一种产生β射线的放射性药物,能够有效辅助化疗和自体干细胞移植治疗某些特定的难治性NHL病例。钇90标记的替莫昔单抗与CD20表面抗原结合,后者出现在成熟B淋巴细胞而不出现在前体细胞,从而选择性的β放射诱导细胞死亡。

白血病

       白血病是一组血液和骨髓中的白细胞肿瘤性增生所致的恶性疾病。白血病分为急性白血病和慢性白血病两个大类。未治疗的急性白血病呈侵袭性,快速致死性,但是对治疗的反应比慢性白血病好。白血病占儿童癌症的30%。急性淋巴细胞性白血病(ALL)是最常见的类型,影响20岁以下的孩子。成年男性白血病占所有癌症的4%,女性占3%,其中以慢性淋巴细胞性白血病(CLL)和急性髓系白血病(AML)最常见。

       白血病的风险因素包括染色体异常例如唐氏综合征,辐射暴露,肥胖,致癌病毒例如人类T细胞白血病病毒I型(HTLV-1),吸烟,家族史以及化学制剂暴露。白血病治疗措施包括化疗,骨髓或外周血干细胞移植,抗体介导的药物治疗,例如伊马替尼治疗慢性髓系白血病(CML),伊鲁替尼,艾代拉里斯治疗CLL。

       白血病肌骨影像表现和正常骨髓被肿瘤单克隆细胞复制有关。白血病骨髓浸润最常见的影像学表现是骨质减少,然而,x线片往往是阴性的,甚至在已知白血病患者的回顾性分析中。其他表现包括干骺端的透亮带(儿童患者典型),骨膜反应以及骨小梁增粗(图13-15)。白血病骨髓浸润在椎体塌陷时也是一个鉴别诊断(扁平椎)。

图13、9岁B细胞淋巴母细胞白血病男童。a、胫腓骨前后位平片放大像显示弥漫性骨膜反应(箭头)。b和c轴位T1WI和对比增强FST1WI显示板层状骨膜反应(箭头)以及局部骨质侵蚀临近软组织肿块形成(白箭)。在腓骨可见正常的脂肪性骨髓(图b黑箭),而胫骨内可见异常的骨髓强化(图c黑箭)。

图14、8岁ALL男童。a、冠状位对比增强FST1WI显示右胫骨骨髓弥漫性异常强化(实心箭),左胫骨骨髓局灶性异常强化(实心箭)。右胫骨骨骺受累(空箭),伴软组织肿块形成(箭头)。b、轴位CT显示胫骨周围软组织肿块(箭头),以及胫骨局部混合性的骨质破坏(箭)。c、轴位PET显示胫骨周围软组织肿块摄取增加(箭)。

图15、14岁白血病男性患儿。冠状位CT重建显示股骨近端和髋臼上缘边界清楚的多灶性溶骨性骨质破坏。

       白血病磁共振影像表现一般包括骨髓浸润的征象,T1WI信号减低,脂肪饱和T2WI或STIR序列信号增高,钆对比增强弥漫性强化。尽管在骨髓活检前DWI成像能够检测出白血病,但是对于采用MR检查,例如DWI、定量MR成像(很少做)和定性MR成像等新技术进行白血病分期,文献中尚无一致性意见。MR成像已经证明可以显示白血病骨浸润,甚至在活检阴性的情况下。

       FDG PET/CT在白血病中的研究不像淋巴瘤那样广泛。白血病患者骨髓浸润在FDG PET/CT或FDG PET/MR上可能有局灶性或弥漫性18F-FDG高摄取。虽然如此,将其作为分期工具使用,还需要有更多的研究支持。18F-FDG摄取没有特异性,因为化疗后或注射粒细胞集落刺激因子也可以出现骨髓18F-FDG摄取增加。有证据显示白血病治疗后,骨髓18F-FDG摄取会减少。

       除了骨髓浸润,白血病还可以其他方式累及骨肌系统。虽然罕见,白血病复发可以浸润眼外肌或四肢肌肉,可以形成肿块。病灶CT增强可以有强化,MR T1WI与肌肉组织相比呈等低信号,T2WI呈高信号。骨髓复发也可以表现为边界清楚的结节,而不像边界欠清的治疗后改变,如应力性骨折和骨质坏死。

       在化疗和疾病缓解后的磁共振成像中,ALL和AML患者的股骨骨髓信号强度一般恢复正常。然而,在AML中,有报道称,治疗后STIR图像的持续异常预示无病生存期明显缩短。在治疗后的小儿白血病病例中,骨髓MR成像可显示除复发外的其他表现,如骨坏死值得注意的是,绿色瘤,也称为粒细胞或髓样肉瘤,是急性髓性白血病中发现的局限性髓外肿瘤。在MR成像中,T2加权图像上,绿色瘤通常与肌肉相比呈高信号,并显示明显的对比增强(图16)。

图16、11岁男童绿色瘤。轴对比增强FST1WI MR图像显示右侧颞骨为中心的外生性肿块(箭),延伸至中颅窝硬膜外间隙。

多发性骨髓瘤

       多发骨髓瘤是B细胞来源的浆细胞恶性肿瘤性克隆增生所致的疾病。这导致免疫球蛋白的过量产生和多种全身影响,包括高钙血症、肾功能衰竭、血液性恶液质、病理性骨折和骨痛。多发性骨髓瘤在30岁以下的患者中很少见,但却是成人中第三常见的血癌,据报道发病率为每10万人4.3例。多发性骨髓瘤的危险因素包括男性、年龄增加、非裔美国人的种族、辐射暴露和意义不明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)。MGUS是多发性骨髓瘤谱系的一部分;MGUS患者无血钙水平升高、肾衰竭、贫血或骨病变等表现,常常是多发性骨髓瘤的先兆。

       一种罕见的症候群,如多神经病、器官肿大、内分泌疾病、免疫球蛋白水平增高以及皮肤病变被称为POEMS综合征,或Crow-Fukase综合征或Takatsuki病。POEMS综合征也有浆细胞克隆性增生,但是比多发性骨髓瘤增生水平低。POEMS综合征的影像学表现包括器官肿大和硬化性骨病变,可与正常骨有相同的18 F-FDG活性。骨硬化性骨髓瘤是一种罕见的多发性骨髓瘤变异,可能与POEMS综合征有关。骨硬化性骨髓瘤x线可显示硬化性或混合性骨质破坏,患者的临床表现与通常多发性骨髓瘤不同,包括年龄更小,周围神经病变,很少有肾衰竭、高钙血症或贫血。多发性骨髓瘤谱系的其他疾病包括孤立性浆细胞瘤和郁积型骨髓瘤。

       浆细胞瘤定义为浆细胞单克隆增生形成的单个肿瘤。发现后,应当进行全身影像检查,以明确是否有其他部位累及。一项对最初诊断为孤立性浆细胞瘤的患者的研究发现,在胸椎和腰骶椎的MR影像筛查中,有三分之一的病例存在额外的髓内病变。这很重要,因为这些病例最初被认为只有一个病灶。郁积型多发性骨髓瘤在临床上表现为血清或尿单克隆蛋白和/或骨髓中单克隆浆细胞增殖异常,但无多发性骨髓瘤明确的病症,包括高血钙,肾衰竭,贫血,骨病损及淀粉样物质沉积(表2)。

表2、多发性骨髓瘤及相关疾病
疾病
定义

多发性骨髓瘤

MGUS

孤立性浆细胞瘤

郁积型骨髓瘤

浆细胞单克隆增生-明确有骨髓瘤CRAB病症;

浆细胞单克隆性增生-没有明确的骨髓瘤CRAB病症;

单克隆性浆细胞增生表现为孤立性肿瘤;

骨髓中浆细胞单克隆性增生和/或血清/尿单克隆蛋白水平异常。

CRAB=高钙血症,肾衰竭,贫血,或骨病损。

        对于有症状的患者,磁共振成像被推荐来评估早期中轴骨骼的骨髓浸润,并帮助区分良性骨折和病理性骨折。发现一个直径大于5mm的骨髓病变会改变患者骨髓瘤的状态,使其从郁积型骨髓瘤变为需要治疗的症状性骨髓瘤;可疑或小的病变应启动(3-6个月)磁共振成像随访评估,发现有进展时也需要治疗。国际骨髓瘤工作组建议对所有临床表现为郁积型多发性骨髓瘤和孤立性浆细胞瘤的患者进行FDG PET/CT、低剂量全身CT、全身和/或脊柱MR成像;MR成像不推荐用于MGUS的常规检查。多发性骨髓瘤的治疗选择包括化疗-,类固醇治疗,干细胞移植,生物治疗,放射治疗和随访观察。器官衰竭的证据被认为是开始全身治疗的指征。

       多发性骨髓瘤放射学表现包括局灶性或弥漫性骨质疏松。多发骨髓瘤可以累及任何骨,包括颅骨,脊柱,骨盆,肋骨,近端长骨。骨溶解性病变涉及长骨,往往表现为髓侧皮质侵蚀的迹象,称为骨内膜皮质扇贝状压迹。病理性骨折,特别是椎体压缩性骨折,在多发性骨髓瘤中很常见。多发性骨髓瘤的其他表现包括颅部小的、界限清楚的、穿凿状溶骨性病变(图17)。

图17、42岁男性多发性骨髓瘤患者。(a)颅骨侧位片显示颅骨特征性的边界清楚的,穿凿样骨质破坏(箭)。(b)骨盆冠状位T1加权MR图像显示骨盆和下腰椎弥漫性骨髓信号强度降低,右侧髋臼内侧(箭头)出现轻度膨胀性病变。下腰椎压缩性骨折也可以看到(箭)。

       CT显示边界清晰,有时呈膨胀性皂泡状骨病变,与正常骨过度带窄。这种病变CT值40-80Hu,类似于软组织。FDG PET/CT对多发性骨髓瘤病变有较高的敏感性和特异性,尤其能很好地显示髓外病变(图18)。FDG PET/CT可用于监测治疗反应,因为随着治疗成功,骨性病变对18 F-FDG的摄取将减少。多发性骨髓瘤通常没有成骨细胞活性,因此99m Tc骨扫描通常呈阴性。

图18、60岁男性髂骨浆细胞瘤。(a)骨盆轴位增强t1加权脂肪饱和MR图像显示一个中心位于右侧髂骨的增强肿块(箭),软组织延伸至髂窝和臀窝。(b)轴位CT图像显示膨胀性溶骨性骨质破坏,残留骨皮质变薄(箭头)。右侧骶骨翼也受累(箭)。(c)轴位PET图像显示病灶内可见明显的18 F-FDG摄取(箭)。

       多发性骨髓瘤骨髓受累MR成像可表现为弥漫性或局灶性,T1WI低信号,T2WI高信号。对比增强MR有助于检测弥漫性骨髓受侵,有异常者临床医生可据此制定治疗方案。在多发性骨髓瘤中,弥漫性骨髓增殖可能先于灶性浆细胞克隆增殖替代。骨髓早期或低度骨髓瘤浸润在MR成像上可能显示正常的骨髓信号强度,提示结合临床的重要性,包括实验室检查和骨髓活检。

       多发骨髓瘤有两个广泛使用的分期系统:国际分期系统和Durie-Salmon系统。国际分期系统使用两种血清标志物:b2 -微球蛋白和血清白蛋白。修订的国际分期系统利用间期荧光原位杂交和血清乳酸脱氢酶水平纳入了染色体异常,I - III期有不同的预后。Durie-Salmon系统是另一个三分期系统,制订于1975年。一般采用联合x线平片检查和血红蛋白、血清钙和单克隆蛋白水平进行分期。

       尽管x线平片检查广泛应用,磁共振成像已被证明在评估多发性骨髓瘤患者中的有用性;考虑到MR成像和FDG PET/CT在识别骨髓浸润方面增加的敏感性,国际骨髓瘤工作组在2003年制订了Durie-Salmon Plus系统。Durie-Salmon Plus系统用MR成像和FDG PET/CT取代了x线平片检查,包括基于血清肌酐水平的a和b两个亚群,并消除了对血红蛋白和血清钙水平的考虑。用FDG PET/CT或MR成像评估骨髓病变,I期= 0 ~ 4个病变,II期= 5 ~ 20个病变,III期=大于20个病变。III期预后最差。磁共振成像、FDG PET/CT或X线平片的使用根据机构对多发性骨髓瘤分期和处理的偏好而有所不同。

治疗相关改变

       由于恶性血液病患者经常接受化疗和/或放射治疗,了解与治疗相关的一些特征性的骨髓影像学改变是有益的。放疗后,骨髓内脂肪增多,导致与治疗前相比,MR T1WI骨髓信号增加。放射治疗后可能发生放射性骨炎,最好通过x线摄影或CT检查。这种病例的骨质减少可能在放射治疗后的1年内发生,在接下来的2年内发生骨修复和硬化。衰竭骨折在接受过放射治疗的病人中常见。磁共振成像可诊断治疗后骨坏死,长骨t2加权脂肪饱和图像上显示为特征性的蛇形低信号和高信号交替的线(常被称为双线征)。骨坏死常发生在皮质类固醇治疗后。放射治疗后也可发生骨梗死。

       治愈中的多发性骨髓瘤病灶在MR影像上可能显示病灶周围骨髓内脂肪晕形成。在治疗后的多发性骨髓瘤中,即使在临床完全缓解的情况下,磁共振成像也可以显示骨髓病变,因为治疗后的骨髓瘤病变信号可能会在数年内保持异常,因此不推荐用于评估缓解。恶性血液病患者也可能接受骨髓刺激因子以减轻治疗相关贫血和白细胞减少,这会导致MR上T1WI信号减低,18F-FDG活性增加。

参考文献略译自radiographics 2017

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