急性白血病骨髓MRI定性和定量診斷價(jià)值

1、急性白血病骨髓MRI定性和定量診斷價(jià)值    摘要 目的：通過觀察急性白血病治療前后骨髓的MRI表現(xiàn)和T1及對比度噪聲比（CNR）的測定，對照臨床、病理資料，探討急性白血病骨髓MRI定性和定量診斷價(jià)值。材料與方法：選擇經(jīng)臨床確診為急性白血病的患者38例，緩解組25例，對照組35例進(jìn)行MRI檢查及T1值和對比度噪聲比（CNR）的測定。結(jié)果：急性白血病T1WI ：治療前組38例,腰骶椎、髂骨及股骨近段均表現(xiàn)為信號降低；化療緩解組25例表現(xiàn)為不同程度的信號增高。 T2WI：38例治療前組和25例化療后組各椎體、髂骨、股骨上段呈等信號。外周血B%、骨髓B%、腰椎

2、T1值、腰椎/皮下脂肪CNR、股骨骨髓/皮下脂肪CNR于急性白血病治療前組與正常對照組、治療前組與緩解組間的差異均有顯著性（P<0.05），緩解組與正常對照組間的差異無顯著性（P>0.05），不同細(xì)胞類型間的差異無顯著性（ P>0.05）。腰椎T1值于不同性別、年齡組間的差異無顯著性（ P>0.05）。治療前組骨髓B%與腰椎T1值、與腰椎/皮下脂肪CNR，外周血B%與腰椎T1值、與腰椎/皮下脂肪CNR及腰椎T1值與腰椎/皮下脂肪CNR 之間成直線相關(guān)（P<0.05）。結(jié)論：急性白血病的檢查為一種無創(chuàng)性方法，MRI表現(xiàn)具有一定的特征性，在估計(jì)病情的嚴(yán)重程度及治療效果

3、的評價(jià)簡便實(shí)用，為避免多次重復(fù)骨髓穿刺檢查以及全面觀察急性白血病骨髓浸潤范圍和程度有著重要的臨床意義。關(guān)鍵詞：急性白血病 磁共振成像（MRI） 診斷 治療The Vale of MRI in acute leukemia naturally and quantitativelyAbstract objective To evaluate MRI diagnosis of bone narrow in acute leukemia by observing MRI appearance and calculating T1 value,CNR(ratio of contrast/noise) i

4、n patients before and after chemothrapy, contrasting to materials in clinic and pathology. Materials and methods Thirty-eight patients, with acute leukemia were examined. Twenty-five patients served as remission group. As control group ,35 healthy volunteers were performed MR examination with identi

5、cal methods. Serial MR studies include observation of MRI character and measurement of T1 value and CNR in all patients. Result Of all 38 cases of acute leukemia at the time of diagnosis compare with control group: Hypointense signal in T1WI by well-distribute were found in lumbosacral vertebral, il

6、iac, and femur approaching. Isointense signal in T2WI was found in all cases we done. The signal intensity in T1WI tended to normal in all 25 remission cases of acute leukemia. Isointense signal also found in T2WI in remission cases. The difference of T1 value in lumber, CNR in lumber/subcutaneous f

7、at and femur/subcutaneous fat, B% in blood and marrow were significant (P<0.05) among groups of diagnosis and control, diagnosis and remission; but they werent significant (p>0.05) between groups of control and remission, and cellulality among ALL, AML, ALL AML .Positive linear correlation was

8、 found among T1 value in lumber and B% in blood, T1 value in lumber and B% in marrow, CNR in lumber/subcutaneous fat and B% in blood, CNR in lumber/subcutaneous fat and B% in marrow, T1 value in lumber and CNR in lumber/subcutaneous fat. There were statistic Significant among them (P<0.05). Concl

9、ution MRI is a none-invasive method in check marrow in acute leukemia .The MRI appearance in acute leukemia was convenient and useful especially in estimating the state of illness and monitoring therapeutic efficacy .There was great clinical valuable in acute leukemia to avoid repetition marrow punc

10、ture and observe the scope and level of infiltration.Key words acute leukemia; Magnetic resonance imaging (MRI); diagnosis; chemothyrapy.    既往，急性白血病定性及定量的檢查方法為骨髓穿刺涂片或活檢，為有創(chuàng)傷性的檢查。自從磁共振成像儀（MRI）問世并于1980年開始應(yīng)用于臨床以后，由于其能靈敏地反映骨髓組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的變化，故在一定程度上能從宏觀的圖象改變而反映骨髓微觀分子結(jié)構(gòu)的改變。至今，國外已有較多的研究12

11、，國內(nèi)只有少數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道3。本研究旨在結(jié)合本地的病例特點(diǎn)，采用大病例組，探討急性淋巴細(xì)胞性白血病（ALL）和急性髓細(xì)胞性白血?。ˋML）的MRI表現(xiàn)，并與臨床、病理聯(lián)系，系統(tǒng)而深入進(jìn)行定性和定量的研究，以期使MRI成為診斷本病和觀察其療效的一種重要手段。     材料與方法    搜集本院19971999年間住院經(jīng)骨髓穿刺涂片或活檢檢查確診為急性白血病且未經(jīng)化療的患者38例，男19例，女19例，年齡465歲，平均18±15 歲。其中ALL27例，AML11例。緩解組25例次，其中，10例只作了緩解后MRI檢

12、查，15例有化療前后MRI對比，9例化療后作了2次以上MRI追蹤復(fù)查。對照組35例，選擇年齡匹配的，無造血系統(tǒng)疾病史的正常志愿者。檢查使用Elscint公司生產(chǎn)的GYREX-V DLX型0.5T超導(dǎo)磁共振成像儀，所有病例均作了腰骶椎矢狀面和髂骨、股骨近段冠狀面的檢查。對腰椎，采用腰椎表面線圈作矢狀面T1WI(TR450/TE20,TR700/TE20ms)、T2WI(TR3600/TE80ms)；對骨盆（包括雙股骨上段），用體部線圈做冠狀面T1WI(TR450ms、TE20,TR700、TE20ms)、T2WI(TR3600ms、TE80ms)成像。層厚5mm，層距1mm，矩陣180×

13、;256。MRI信號的肉眼觀察分析方法：以MRI信號相對固定的脊髓為參照物，腰椎、骨盆及股骨近段的MRI信號與脊髓相等、高、低相應(yīng)設(shè)為等信號、高信號、低信號。T1值的測量是對T1WI的兩種序列(TR450/TE20,TR700/TE20ms)進(jìn)行T1-MAPS重建，取第一至第三腰椎正中矢狀面最大ROI測量三個(gè)椎體T1值，再求得三個(gè)椎體T1值的平均值代表本病例腰椎的T1值。股骨近段用與腰椎類似的方法，在兩側(cè)股骨轉(zhuǎn)子間測量T1值，其平均值代表本病例股骨近段的T1值。標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度的測量和計(jì)算：選擇腰椎及股骨近段的最大層面，選擇相同的ROI測量皮下脂肪，骨髓的信號強(qiáng)度S和標(biāo)準(zhǔn)差，按CNR=?S1-S

14、2?/（1-2）1/2來計(jì)算骨髓與皮下脂肪及骨髓與脊髓的（CNR）。    外周血檢查及骨髓穿刺或活檢取材時(shí)間與MRI檢查的間隔均在3天內(nèi)，均為本院病理教研室、血液病實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)科的檢查結(jié)果。急性白血病發(fā)病、部分緩解、完全緩解、復(fù)發(fā)時(shí)，骨髓原幼細(xì)胞百分比（骨髓B%）的細(xì)胞形態(tài)學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)分別為30%、5%20%、5%、20%4。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：不同組間的外周血B%、骨髓B%、腰椎T1、腰椎/皮下脂肪CNR、股骨/皮下脂肪CNR、股骨T1值的差異比較采用兩樣本均數(shù)比較的t檢驗(yàn)。評價(jià)外周血B%、骨髓B%、腰椎T1值、腰椎/皮下脂肪CNR之間的線性相關(guān)統(tǒng)計(jì)。均使用計(jì)

15、算機(jī)軟件 SPSS for Windows 7.52進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果    一MRI表現(xiàn)：    1.正常對照組：    腰椎T1WI表現(xiàn)：分為二組，年齡<20歲25例，均為椎體中間部出現(xiàn)條帶狀高信號，其余為均勻稍高信號。年齡>20歲10例，表現(xiàn)為椎體內(nèi)不均勻斑片狀高信號。髂骨35例中T1WI表現(xiàn)為稍高信號背景中僅在髖臼中上部見不規(guī)則斑片狀高信號灶或并有髂骨不規(guī)則小斑片狀高信號灶。股骨近段T1WI表現(xiàn)，年齡>20歲的10例均表現(xiàn)為較均勻高信號；年齡為10-20

16、歲的14例表現(xiàn)為稍高信號背景下可見斑點(diǎn)、斑片狀高信號相互交錯(cuò)分布；年齡<10歲的11例均表現(xiàn)為較均勻的稍低信號。腰椎、骨盆及股骨上段T2WI表現(xiàn)均為均勻的等信號（見圖1、2）。    2.急性白血病組：    T1WI ：治療前組38例：腰骶椎38例所有椎體均表現(xiàn)為均勻的信號降低，比相鄰的椎間盤和脊髓的信號均明顯降低；髂骨38例均表現(xiàn)為低信號，其中3例于髖臼旁見斑片狀高信號殘留；股骨近段信號降低38例，其中8例股骨頭、股骨大轉(zhuǎn)子見斑片狀高信號殘留，且此8例均有骨骺板存在?；熅徑饨M25例：所有椎體、髂骨、股骨

17、頭、股骨大轉(zhuǎn)子及骨干均表現(xiàn)為不同程度的信號增高，達(dá)完全緩解者（21例）比部分緩解者（4例）更接近相應(yīng)的正常骨髓信號。（見圖3、4）。其中9例還作了治療后追蹤觀察，第一次為化療1療程結(jié)束5天內(nèi)并經(jīng)臨床及骨髓穿刺認(rèn)為完全緩解時(shí)行MRI檢查，第二次為2周4周內(nèi)經(jīng)骨髓穿刺后行MRI檢查。6例兩次經(jīng)骨髓穿刺檢查均為完全緩解，但第二次MRI檢查椎體信號比第一次略為增高。（見圖5）。復(fù)發(fā)的3例中，2例再次緩解，經(jīng)MRI檢查，其骨髓信號重新升高。    T2WI：38例治療前組和25例緩解組（包括3例復(fù)發(fā)）各椎體、髂骨、股骨頭、股骨大轉(zhuǎn)子及骨干信號改變不大，為等信號，與

18、正常組所見大致相同，但6例化療緩解后第一次復(fù)查5例可見斑片狀高信號，第二次復(fù)查均為等信號。    所有病例腰骶椎、髂骨、股骨近段的形態(tài)、大小均無改變。二、急性白血病定量測定1、 急性白血病治療前組、化療緩解組和正常對照組的外周血B%、骨髓B%、腰椎T1值、腰椎/皮下脂肪CNR、股骨骨髓/皮下脂肪CNR的測定結(jié)果及比較分析見表1。     表1    治療前組、正常組及緩解組定量測定的結(jié)果比較診斷    例數(shù)  

19、60; 血B%    骨髓B%    腰T1    腰/皮脂CNR    股骨/皮脂CNR治療前組    38    48.5±22.1 83.1±12.4    972.5±316.5    3.78±2.7 

20、0;  4.36±2.70正常組    35    0    1.2±1.4    366.8±44.1    6.43±3.39    1.63±0.95緩解組    25    0  &

21、#160; 2.1±1.9    445.8±120.5    5.71±2.57    2.09±2.29t-test(P)        <0.01    <0.01    <0.01    <0.01

22、        <0.01    <0.01    <0.05    <0.05        >0.05    >0.05    >0.05    >

23、0.05    表1結(jié)果顯示：急性白血病治療前組與正常對照組、治療前組與緩解組的血B%、骨髓B%、腰椎T1值、腰椎/皮下脂肪CNR、股骨骨髓/皮下脂肪CNR的差異均有顯著性（P<0.01、0.05 ）。急性白血病緩解組與正常對照組的血B%、骨髓B%、腰椎T1值、腰椎/皮下脂肪CNR、股骨骨髓/皮下脂肪CNR的差異均無顯著性（P>0.05）。2、 急性白血病治療前組骨髓B%與腰椎T1值、骨髓B%與腰椎/皮下脂肪CNR、血B%與腰椎T1值、血B%與腰/皮脂CNR、腰椎T1值與腰椎/皮下脂肪CNR的相關(guān)性分析，見表2。  

24、60;  表2    急性白血病治療前組B%與T1值、CNR的直線相關(guān)比較    項(xiàng)目    直線相關(guān)    P值    相關(guān)系數(shù)R    檢驗(yàn)方法骨髓B%與腰椎T1值    <0.05    0.454    P.*骨髓B

25、%與腰/皮脂CNR     <0.05    0.413    P.血B%與腰椎T1值     <0.05    0.494    P.血B%與腰/皮脂CNR    <0.05    0.453    P.腰椎T1值與腰/

26、皮脂CNR    <0.05    0.398    SP.* * P.?Pearsons 線性相關(guān)統(tǒng)計(jì)    *SP.?Spearmans 線性相關(guān)統(tǒng)計(jì)表2結(jié)果表明：急性白血病治療前骨髓B%與腰椎T1值、骨髓B%與腰椎/皮下脂肪CNR、血B%與腰椎T1值、血B%與腰椎/皮下脂肪CNR、腰椎T1值與腰椎/皮下脂肪CNR 之間成直線相關(guān)（P<0.05）。    3、不同臨床類型、性別及年

27、齡的骨髓病理材料與MRI表現(xiàn)、T1值、對比度噪聲比的比較和分析：本實(shí)驗(yàn)對治療前的（ALL）27例、(AML)11例及ALL AML38例的血B%、骨髓B%、腰T1值、腰/皮脂CNR、股骨/皮脂CNR的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行兩兩比較，結(jié)果不同細(xì)胞類型的急性白血病它們的差異均無顯著性（P>0.05）。年齡<20歲,20例, 腰T1值1012.4±308.1； 年齡>20歲,18例, 腰T1值897.5±346.8, 兩年齡組間腰椎T1值的差異無顯著性（P>0.05）。男性，19例, 腰T1值997.3±388.1；女性，19例, 腰T1值943.8

28、77;408.9,不同性別腰椎T1值的差異無顯著性（P>0.05）。        討論一、正常和白血病骨髓的分布、轉(zhuǎn)換與其MRI表現(xiàn)的關(guān)系正常骨髓依據(jù)其造血功能可分為黃骨髓和造血性的紅骨髓。人體不同部位、不同年齡和性別，其黃骨髓和紅骨髓的含量及比例是不同的。胎兒期全部骨髓均為紅骨髓，出生后即按一定規(guī)律由紅骨髓向黃骨髓生理性轉(zhuǎn)換，約25歲后，紅骨髓主要集中在中軸骨及扁骨，少量在四肢長骨近端（即股骨和肱骨上1/3段），其余為黃骨髓13。正常成人腰椎紅骨髓中造血細(xì)胞約55%與脂肪細(xì)胞約45%，即各占一半左右，而且

29、其分布相互交錯(cuò)，極不均勻5。MRI主要根據(jù)組織特性（化學(xué)結(jié)構(gòu)與成分）來決定其信號強(qiáng)度的變化。由于骨髓內(nèi)富含脂肪、蛋白質(zhì)和細(xì)胞水，MRI能夠一定程度地從宏觀上直接反映脂肪和造血細(xì)胞成分的量的變化，這就是MRI能夠從宏觀上無創(chuàng)地研究骨髓成分的基礎(chǔ)。T1WI像上，黃骨髓呈現(xiàn)非常高的信號，紅骨髓為等信號，比黃骨髓信號明顯低。T2WI像上，紅黃骨髓信號強(qiáng)度相差不大。    在急性白血病，正常骨髓中造血細(xì)胞與脂肪細(xì)胞的比例發(fā)生變化，骨髓中主要由異常增生的白血病細(xì)胞代替了正常的黃骨髓，尤其是混雜在造血性紅骨髓中的脂肪細(xì)胞首先發(fā)生逆轉(zhuǎn)，隨后才沿正常骨髓轉(zhuǎn)換的反方向逆轉(zhuǎn)3

30、，6。本組急性白血病38例治療前骨髓原幼細(xì)胞均在6598%間，提示大量的病理性造血細(xì)胞浸潤骨髓。 由于白血病細(xì)胞具有延長T1馳豫時(shí)間的特性，因此白血病骨髓的MRI信號發(fā)生變化，表現(xiàn)為T1加權(quán)像信號降低。本組急性白血病38例T1WI均表現(xiàn)為椎體、髂骨及股骨上段骨髓信號均降低，但降低的程度不一，其與性別、年齡、臨床分型的關(guān)系不大，而與外周血或骨髓原幼細(xì)胞的百分比成正相關(guān)。T2WI信號變化不明顯。這一結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道相一致7-8。根據(jù)骨髓病理學(xué)，白血病骨髓改變?yōu)橹饕谠煅M織中白血病細(xì)胞異常增生和浸潤，其特點(diǎn)為：造血組織均有不同程度的明顯增生，這可解釋為什么不同白血病病例骨髓MRI信號均有不同程度的降

31、低。白血病細(xì)胞可呈片狀、團(tuán)塊狀或彌散浸潤，則可造成骨髓MRI信號不均勻或均勻降低。紅髓中的脂肪細(xì)胞和黃髓中的脂肪細(xì)胞也有不同，黃髓的脂肪細(xì)胞耐饑餓，而紅髓的脂肪細(xì)胞則不能；即白血病發(fā)生時(shí)，脂肪細(xì)胞被動(dòng)員，造血髓的擴(kuò)展的方向?yàn)檠?髂骨-股骨頭-大轉(zhuǎn)子-股骨上段，即腰椎骨髓內(nèi)的脂肪已完全被動(dòng)員后，髂骨和股骨近段骨髓內(nèi)的脂肪可能尚未完全被動(dòng)員。由于各部位骨髓轉(zhuǎn)換有差異，本組急性白血病38例所有腰椎均表現(xiàn)為均勻的信號降低，髂骨、股骨近段除有38例表現(xiàn)為斑片狀信號降低外，其余病例亦表現(xiàn)為均勻的信號降低。選擇骨髓檢查的部位時(shí)，由于椎體和髂骨一生均有造血，也是白血病首先浸潤的部位，故此部位可用作MRI檢查

32、。本組急性白血病的腰椎、髂骨、股骨近段MRI觀察及定量測定相一致，故MRI可指導(dǎo)臨床穿刺部位的選擇。    二、T1值的變化及其在白血病診斷中的應(yīng)用價(jià)值。    1.白血病細(xì)胞的骨髓浸潤，使椎體骨髓的T1弛豫時(shí)間明顯延長，為972.5±316.5ms，明顯高于正常組椎體的平均T1值（366.8±44.1ms）（P<0.01）。治療后完全緩解25例，骨髓原幼細(xì)胞均小于5%，外周血找不到原幼細(xì)胞，其T1值趨于正常，平均為445.8±120.5ms，與治療前組的T1值比較有顯著性差異（

33、P<0.05），而與正常組間的T1值的差異無顯著性（P>0.05）。本文結(jié)果提示，T1值可作為白血病的診斷及治療后病情改變的一個(gè)無創(chuàng)性而客觀的評價(jià)指標(biāo)。當(dāng)T1值明顯延長，結(jié)合椎體骨髓低信號改變，可協(xié)助白血病的診斷1,9-11。對治療后病例的MRI掃描，如果由原來延長的T1值變?yōu)門1值縮短，尤其是縮短到接近正常椎體T1值時(shí)，而外周血找不到原幼細(xì)胞，則客觀地提示病情好轉(zhuǎn)，可減少不必要的骨髓穿刺進(jìn)行復(fù)查1,11-12。    2. B%的多少與腰椎T1值的長短有一定關(guān)系12。本組白血病治療前骨髓B%均大于65%（平均83.1±12.4 %），外周血B%也大于25%（平均48.5±22.1%），經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)分析示，骨髓B%與腰椎T1值成線性相關(guān)（P<0.