目的:探讨磁共振弥散张量成像(DTI)及弥散峰度成像(DKI)评价软组织肉瘤浸润边界的可行性及其应用价值。材料与方法:一、病例资料收集大连医科大学附属第二医院2018年8月至2019年12月期间行MRI检查,并经病理证实为软组织肉瘤患者20例,共21个病灶(1例患者含有2个独立病灶)。入组标准:(1)四肢及躯干软组织肉瘤患者;(2)未经任何治疗并有计划手术的患者(MRI检查后1周内行手术切除);(3)签署知情同意书。排除标准:(1)肿瘤实性成分可测直径<1.0cm;(2)胸腔、腹腔及盆腔内肿瘤;(3)无法进行MRI扫描或MRI图像质量差,无法对病灶进行有效分析。所有病例中男9例,女12例,年龄28-85岁,平均年龄60.38岁,发病部位分别为下肢12例,背部6例,臀部3例。其中脂肪肉瘤9例(粘液样脂肪肉瘤4例、多形性脂肪肉瘤2例、去分化脂肪肉瘤2例、高分化脂肪肉瘤1例),未分化多形性肉瘤2例,平滑肌肉瘤2例,粘液样纤维肉瘤1例,恶性外周神经鞘瘤1例,血管肉瘤1例,恶性腱鞘巨细胞瘤1例,隆突性皮肤纤维肉瘤4例。二、MRI设备与技术(—)扫描方法采用美国GE Discovery 750W 3.0T超导MRI扫描仪,根据肿瘤位置的选择16通道相控阵列腹部线圈、大柔线圈等,配置GE-ADW4.7工作站,工作站自带Functool软件,常规MRI检查采用快速自旋回波序列。扫描序列包括T1WI、T1WI-FS、T2WI、T2WI-FS、DTI、DKI。(二)图像分析与后处理方法将所有病例的DTI及DKI原始数据导入GE ADW4.7后处理工作站,使用Functool软件对原始图像进行后处理,获得FA值、ADC值、MK值、MD值及纤维示踪图。ROI选取方法:2名放射科医师根据常规T1WI、T2WI及增强图像、DTIFTI判断肿瘤周围是否存在浸润,选择感兴趣层面的肌肉部分,避开骨头及血管等区域,在肿瘤DTI及DKI图感兴趣肌肉部分分别手动选取3个ROI,勾画面积30-50mm2,取平均值,获得软组织肉瘤近端肌肉的各参数值;再选择远离肿瘤的正常肌肉部分(>3cm)选择3个ROI,勾画面积30~50mm2,取平均值获得软组织肉瘤远端肌肉的各参数值。两者都以T2WI为参照,ROI尽量保持一致。对2人测量结果进行一致性分析,最终取2人的平均值进行统计学分析。病理测量瘤周肌肉浸润最大径(软组织肉瘤肿瘤外缘到浸润最远点的垂直线)的方法,首先由病理医师对瘤周肌肉是否浸润进行诊断,选出阳性浸润的病例;在显微镜下用黑色记号笔标出浸润的区域,最后用刻度尺测量浸润的最大径。以浸润最大径作为诊断浸润边界的依据。三、影像-病理对照方法采用本课题组MRI-病理对照研究方法,步骤如下:(1)MRI检查前触诊肿物,在肿物体表最明显处画一条垂直于人体长轴的横线为肿物体表标志线,并在该线上粘附3颗维生素AD胶丸。进行MRI扫描,找到维生素AD胶丸层面为影像定位面。(2)术中做与体表标志线垂直的切口,暴露肿物,并在与肿物体表标志线重叠的肿物暴露面系三条手术标记线(左、中、右),再于肿物上方系一条手术标记线用于辨别肿物上下位置。(3)沿着手术标记线切开肿物得到病理取材面。将影像定位面根据肿瘤实际大小1:1纸质打印,并在该面选取感兴趣区域,完整扣除打印纸上的感兴趣区域形成透亮区,再将含有透亮区的打印纸与病理取材面吻合,取暴露出的组织块为取材点。四、观察指标:(一)软组织肉瘤常规MRI的表现1、肿瘤大小2、肿瘤形态3、肿瘤信号均质性4、肿瘤强化方式5、肿瘤边缘6、肿瘤周围有无水肿(二)软组织肉瘤的DTI纤维示踪图(FTI)(三)软组织肉瘤的DKI及DKI参数1、DTI:表观弥散系统ADC值、部分各向异性FA值2、DKI:平均峰度MK值、组织平均弥散MD值(四)肿瘤浸润的组织病理学表现:是否瘤周浸润及浸润范围五、统计学分析应用统计学软件SPSS 22.0对数据进行分析。对21例STSs参数ADC值、FA值、MK值、MD值均先采用矩法检验样本正态性,符合正态分布数据以均值±标准差表示,非正态分布数据以中位数21(四分位数间距)表示。(一)近端肌肉与远端肌肉的DTI参数FA值、ADC值及DKI参数MK值、MD值做t检验。检测各参数值对于诊断瘤周肌肉是否有意义。(二)浸润阳性与阴性组间各数值做受试者工作特征曲线,检测各数值的诊断效能。(三)DTI-FTI是否浸润与病理浸润阳、阴性组做卡方检验,检测其相关性。(四)瘤周浸润最大径与各数值间做线性回归。结果:一、21例软组织肉瘤常规MRI表现肿瘤最大径<5cm 7例、肿瘤最大径≥5cm 14例;肿物呈类圆形7例、肿物呈不规则形14例;肿瘤信号均匀7例、肿瘤信号不均14例;肿瘤均匀强化6例、肿瘤不均匀强化15例;肿瘤边缘清晰9例、肿瘤边缘模糊12例;肿瘤瘤周水肿(T1WI低信号,T2WI高信号)13例、肿瘤瘤周无水肿8例。二、21例软组织肉瘤定量分析DTI、DKI参数与瘤周浸润阳性、阴性的比较(一)DTI参数FA值在软组织肉瘤近端肌肉与远端肌肉间差别具有显著性(p<0.05),ADC值未见明显差异性(p>0.05)。(二)DKI参数MK值、MD值在软组织肉瘤近端肌肉与远端肌肉间差别均具有显著性(p<0.05)。(三)观察参数中差别具有显著性的FA值、MK值及MD值曲线下面积(AUC)分别为0.782、0.791及0.895,对于诊断STSs瘤周浸润MD值准确性最高。FA值、MK值及MD值鉴别软组织肉瘤瘤周浸润的特异度分别为90%、80%、90%,敏感度分别为46%、82%、82%。三、21例软组织肉瘤中,9例在FTI表现为瘤周肌肉浸润,12例未见瘤周浸润。DTI-FTI与病理诊断软组织肉瘤瘤周浸润阳、阴性间差异有显著性(p<0.05)。四、10例软组织肉瘤浸润阳性的浸润边界与DTI参数FA值、ADC值及DKI定量参数MD值、MK值的相关性分析(一)DTI参数FA值、ADC值与软组织肉瘤浸润边界有相关性(p<0.05),其线性回归方程为浸润边界=39.732-116.826×FA值+1.656×ADC值,FA值与浸润边界呈负相关。(二)DKI参数MK值、MD值与软组织肉瘤浸润边界有相关性(p<0.05),其线性回归方程为浸润边界=-76.472+67.382×MK值+28.013×MD值,MK值与浸润边界呈正相关。结论:基于MRI-病理对照方法,通过对21例软组织肉瘤瘤周肌肉浸润的DTI-MRI及DKI-MRI参数与病理学结果对照研究,我们可以得出以下结论:一、DTI-FTI可直观反映软组织肉瘤瘤周肌肉浸润的位置。二、根据软组织肉瘤近端肌肉ROI测得DTI参数FA值及DKI参数MK值、MD值,可用于鉴别软组织肉瘤瘤周肌肉浸润阳、阴性,其中MD值的诊断效能最佳。三、通过软组织肉瘤瘤周近端肌肉阳性的DTI及DKI各参数值,找出其相对应的MRI序列ROI位置,即可判断软组织肉瘤瘤周肌肉浸润的边界。