双能CT虚拟去钙及mDixon-Quant技术在多发性骨髓瘤中的研究进展
2025-11-19 来源:中国医学影像学杂志

作者:沈婧,陶海波,李鹍,王关顺,马焕,王瑶,云南省肿瘤医院昆明医科大学第三附属医院放射科

 

多发性骨髓瘤是一种骨髓浆细胞异常增生伴免疫球蛋白过度分泌从而引起一系列临床症状的肿瘤性疾病,其发病率居血液恶性肿瘤第2位,占全部恶性肿瘤的1%,多见于老年男性。多发性骨髓瘤由单克隆丙种球蛋白病、冒烟型多发性骨髓瘤发展而来,恶性增殖的浆细胞取代了健康骨髓,使椎体骨髓水脂比例发生改变,导致骨髓浸润和骨质破坏,多数患者在病程中会出现一系列骨损害和骨相关不良事件,不仅对患者的生活质量造成负面影响,甚至威胁患者的生命。

 

通过影像学检查明确骨病变,鉴定骨髓浸润及骨质破坏尤为重要。双能CT虚拟去钙技术(virtual non-calcium,VNCa)及MRI多回波Dixon脂肪定量技术(m Dixon-Quant)通过检测骨髓的变化对骨病变进行定性和定量分析,对早期发现多发性骨髓瘤病变、评估及检测治疗效果具有重要意义。本文对以上两种定量技术在多发性骨髓瘤中的研究进展进行综述。

 

1.双能CT VNCa技术在多发性骨髓瘤中的应用

 

1.1双能CT VNCa技术概述

 

全身低剂量CT空间分辨率高,扫描时间短,辐射剂量小,已被国际骨髓瘤工作组列为初始诊断多发性骨髓瘤的标准成像技术之一;但其不能评估骨髓病变,无法检出非溶解性骨髓浸润及其对治疗的反应。双能CT利用高、低两种球管电压进行扫描,随后对两个能量的图像进行重建,减去松质骨中的钙质,再将非矿物质软组织分解为含脂肪和不含脂肪的物质,得到VNCa图像并实现骨髓评价,通过Hounsfield单位测量进行定量分析。VNCa算法能显著提高被钙矿物覆盖结构的图像对比度,对骨髓水肿骨质疏松、非移位骨折和鉴别椎体良、恶性骨肿瘤等进行定性和定量分析,且能定性、定量判断椎体有无转移。

 

1.2双能CT VNCa技术在多发性骨髓瘤中的应用

 

单克隆丙种球蛋白病、冒烟型多发性骨髓瘤患者可表现为骨髓中大量浆细胞浸润而无明显骨质破坏,当疾病进展到多发性骨髓瘤时,则出现全身多处不同程度的骨质破坏。Thomas等研究表明,单克隆丙种球蛋白病骨髓浸润患者的VNCa骨髓CT临界值为-3 Hu,而多发性骨髓瘤骨质破坏患者为4 Hu,可能是由于两者骨髓内钙质、脂肪成分及含水量比例改变不同所致。

 

近年来,双能CT VNCa技术在多发性骨髓瘤对骨髓有无浸润及浸润类型的研究逐渐增多。Kosmala等报道双能CT VNCa技术可检测并定性及定量评估多发性骨髓瘤患者溶骨性及非溶骨性骨髓浸润,不同浸润类型患者骨髓VNCa CT值存在显著差异,正常、局灶性和弥漫性浸润的VNCa骨髓CT值分别为-65.8 Hu、3.3 Hu和-13.3 Hu。

 

Brandelik等研究表明VNCa骨髓图像能定量评估多发性骨髓瘤患者弥漫性浸润和非弥漫性浸润椎体,当Ca Supp指数为65时,区分弥漫性和非弥漫性浸润的最佳VNCa骨髓CT临界值为-1.6 Hu,敏感度为78.6%,特异度为75%。目前使用的常规算法在合成VNCa图像时常产生噪声和伪影,Gong等研究显示基于人工智能的多能量CT算法可提高VNCa图像质量,减少图像噪声和伪影,有利于提高对局灶性多发性骨髓瘤骨髓病变的检出能力。

 

由此可见双能CT VNCa骨髓图像对于不同阶段的浆细胞疾病患者及多发性骨髓瘤椎体不同浸润模式有良好的诊断效能,当患者有禁忌证无法行MRI检查时,可通过双能CT VNCa技术定量和定性评价骨髓有无浸润及浸润类型,为精确诊断病变提供影像学参考依据。

 

在多发性骨髓瘤诊疗过程中,判断病变活动性及疗效反应对患者具有重要意义。国际骨髓瘤工作组推荐18F-FDG PET/CT作为判断多发性骨髓瘤病灶有无活动性的首选影像学方法,苑克慧等研究表明活动性病灶的18F-FDG PET/CT代谢参数与多发性骨髓瘤细胞遗传学分级存在相关性。Werner等报道VNCa骨髓CT值能够区分活动性和非活动性多发性骨髓瘤局灶性病变,CT值越高,表明活动性病变的可能越大,因正常骨髓富含脂肪VNCa CT值较低,而受肿瘤细胞浸润的骨髓由于脂肪细胞被肿瘤细胞取代,VNCa CT值升高。

 

Fervers等研究显示双能CT可评估FDG PET/CT定义的局灶性多发性骨髓瘤病变的代谢活动,临界值为-46.9 Hu,平均敏感度为91%,特异度为88%,因FDG PET/CT价格昂贵,双能CT VNCa可作为评估局灶性多发性骨髓瘤病变代谢活动的方法之一。VNCa骨髓图像还可检测多发性骨髓瘤患者溶骨性骨病灶放疗后反应,Fervers等研究显示放疗前溶骨性骨病灶的VNCa CT值约30.5~70.0 Hu,放疗后溶骨性骨病灶CT值约-77.0~-22.5 Hu,因为溶骨性骨病灶放疗后脂肪成分和骨矿物质增加,VNCa技术抑制钙等矿物质,从而表现为放疗后溶骨性骨病灶总体CT值减低。

 

上述结果表明双能CT VNCa技术不仅能判断非活动性与活动性多发性骨髓瘤椎体病变,还能评估患者的骨髓浸润程度和治疗后反应,尽管双能CT存在辐射,但与骨髓穿刺相比仍是一种无创、高效的影像学检查。

 

2. MRI m Dixon-Quant技术在多发性骨髓瘤中的应用

 

2.1 MRI m Dixon-Quant技术概述

 

MRI m Dixon-Quant技术基于化学位移编码的水脂分离成像,通过一次采集6个回波,结合7峰值脂肪模型和T2*校正,一次检查可得到水像、脂像、同相、反相、T2*像以及脂肪分数(fat fraction,FF)6组图像,可全面评估骨髓情况。该技术可以精准定量检测、评估骨髓脂肪变化,定量评估椎体骨髓脂肪与骨质疏松、鉴别椎体良、恶性肿瘤,并能准确测量腰椎骨髓和椎旁肌、腹部脂肪沉积含量。

 

2.2 MRI m Dixon-Quant技术在多发性骨髓瘤的应用

 

多发性骨髓瘤恶性增殖的浆细胞取代脂肪细胞,使椎体骨髓水脂比例发生改变,MRI m Dixon-Quant技术通过测定骨髓脂肪含量,可对多发性骨髓瘤进行定性及定量分析。Sun等和Bray等报道Dixon脂肪定量技术对多发性骨髓瘤病变检出率更高,对检测多发性骨髓瘤弥漫性骨髓浸润的敏感度为70%,特异度为80%。多发性骨髓瘤患者椎体FF值显著低于健康对照组、单克隆丙种球蛋白病组和冒烟型多发性骨髓瘤组,多发性骨髓瘤组弥漫性骨髓浸润患者的FF值为26.91%,显著低于单克隆丙种球蛋白病组的49.23%、冒烟型多发性骨髓瘤组的42.55%,由此可判断患者所处病变阶段。

 

Yoo等对比脊柱恶性病变(转移瘤、多发性骨髓瘤等)和良性病变(骨髓水肿、良性压缩性骨折、终板炎等)的椎体FF值,发现恶性病变组椎体的FF值为46.5%,明显低于良性病变组的58.5%,可能原因是恶性病变椎体中正常骨髓成分被肿瘤细胞代替,脂肪细胞减少。多发性骨髓瘤具有高度生物和分布异质性,需要探索更精准的评估方法及适用于临床的预后分层系统。

 

古雅雯等推测FF值可在一定程度上指导多发性骨髓瘤分期,修订后的国际分期体系(R-ISS)Ⅲ期多发性骨髓瘤的FF值为5.3%,明显低于R-ISSⅡ期的25.68%。Sun等分析不同分期多发性骨髓瘤椎体FF值发现,骨髓FF值随疾病进展而降低,可能是随着多发性骨髓瘤病情进展,骨髓中异常浆细胞增多,黄色骨髓减少,这些特性使FF值降低。Song等报道弥漫浸润模式是多发性骨髓瘤的不良预后因素,不良后果包括严重贫血、β2-微球蛋白升高、乳酸脱氢酶升高、骨髓浆细胞升高等;Sun等研究表明弥漫性浸润的多发性骨髓瘤FF值与血红蛋白水平呈正相关,与β2-微球蛋白、乳酸脱氢酶、骨髓浆细胞、血清单克隆蛋白水平呈负相关。

 

目前,MRI m Dixon-Quant技术对于治疗后多发骨髓瘤患者疾病反应评估和微小残留病灶检出等取得一定进展。Dong等应用m Dixon-Quant技术测量贫血组和无贫血组多发性骨髓瘤患者椎体FF值,结果显示无贫血组中骨髓FF值升高患者有完全或非常好的部分缓解,提示此类患者预后更好。由于多发性骨髓瘤异常增殖浆细胞替代正常骨髓,脂肪细胞被局灶性或弥漫性恶性肿瘤细胞取代,导致FF值降低,经治疗后骨髓脂肪成分增多。因此,骨髓FF量化可作为评估骨髓瘤治疗反应的一种无创工具。

 

古雅雯等研究显示m Dixon-Quant技术衍生的FF值可作为评估多发性骨髓瘤患者化疗效果的指标之一,患者治疗后椎体FF值均较治疗前升高。孙梦恬等研究显示深度缓解组多发性骨髓瘤患者治疗后FF值较治疗前明显升高,当治疗后FF值为31.11%时,评估深度缓解疗效的敏感度为84.4%,特异度为100%。

 

Takasu等报道早期骨髓FF值高的多发性骨髓瘤患者,经治疗后达到完全缓解、非常好的部分缓解的可能性更高,提示此类患者预后更好。近年各指南推荐采用微小残留病变评估多发性骨髓瘤预后,Szalat等的前瞻性研究发现,微小残留病变阴性是预测预后的独立因素。国内外研究探讨微小残留病变阴性替代无进展生存期和总生存期作为多发性骨髓瘤患者终点的潜力,以及依据微小残留病变指导临床治疗在患者个体化诊疗中的价值,这也是将来利用影像定量技术研究的方向。

 

基于上述研究结果,MRI m Dixon-Quant技术可以作为基于形态学的影像学诊断的有效补充,通过定性及定量方法检测多发性骨髓瘤受累模式,指导多发性骨髓瘤分期,评估早期治疗效果,有助于判断微小残留病变,从而改善多发性骨髓瘤患者生存期和生活质量,为患者的肿瘤负担、临床分期、MRI浸润模式及预后研究提供影像依据。

 

3.总结与展望

 

随着人们对多发性骨髓瘤认识的不断深入,采用双能CT虚拟去钙和MRI m Dixon-Quant两种技术检测骨髓疾病,提供定性及定量多参数综合分析,评估多发性骨髓瘤治疗效果,判断有无微小病变残留,在探索多发性骨髓瘤椎体脂肪含量变化及其作用原理具有广阔前景,有助于制订临床决策及改善患者预后。尽管两种影像定量技术已经取得一定成果,但由于目前样本量较小、研究病变阶段及浸润类型较单一,在未来的研究中,应该扩大样本量并纳入不同阶段病变,结合临床需求进行研究,为患者多学科诊疗过程提供更精准的影像依据。

 

来源:沈婧,陶海波,李鹍,等.双能CT虚拟去钙及mDixon-Quant技术在多发性骨髓瘤中的研究进展[J].中国医学影像学杂志,2024,32(10):1075-1079.

 


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