儿童常见原发性恶性骨肿瘤影像学表现

摘要

影像学检查是骨恶性肿瘤诊断和临床评估的重要手段，贯穿临床诊治全过程。常见骨肉瘤及尤因肉瘤的影像学表现容易识别，而罕见的骨肉瘤亚型影像表现认识少，且与其他良性和恶性骨病变重叠，可能导致延迟诊断或误诊，从而导致不适当的治疗和可能的不良结果。该文就儿童常见原发性恶性骨肿瘤及亚型影像学表现进行归纳总结，以提高影像医师对儿童常见原发恶性骨肿瘤的诊断水平，同时也强调了多模态成像检查对骨肉瘤诊断、分期、治疗评估等起到重要作用。原发性骨恶性肿瘤发病高峰年龄为10~20岁，儿童最常见的是骨肉瘤和尤因肉瘤家族肿瘤（Ewingsarcomafamilytumours，ESFTs）。影像学评估在儿童骨肿瘤的初次检查、诊断分期、监测治疗及随访评估等方面具有重要作用。常用的成像方式包括X线片、超声、CT、MRI、核医学。影像学表现取决于骨肉瘤的一般类型和组织学亚型。一、骨肉瘤

原发性骨肉瘤是一种恶性骨肿瘤，可以发生在身体的所有骨骼，甚至在骨骼系统之外，是儿童最常见原发性恶性骨肿瘤，儿童、青少年、青壮年为高发人群，20岁以下儿童中发病率为5/100万，高峰为10~14岁，男性略多于女性，最常见于长骨干骺端。骨肉瘤的典型症状是局部疼痛和肿胀，常因外伤就诊而被发现。其病因尚不明确，危险因素包括放疗或化疗史、Paget病或其他良性骨损伤史，以及遗传相关危险因素，包括Li-Fraumeni综合征、Mc-Albright综合征和Bloom综合征等。目前WHO将骨肉瘤分为8个亚型，包括普通型骨肉瘤（conventionalosteosarcoma，COS）、小细胞型骨肉瘤（smallcellosteosarcoma，SCOC）、毛细血管扩张型骨肉瘤（telangiectaticosteosarcoma，TOS）、低级别中心型骨肉瘤（low-gradecentralosteosarcoma，LGCOS）、骨旁型骨肉瘤（parostealosteosarcoma，POS）、骨膜型骨肉瘤（periostealosteosarcoma，POOS）、高级别表面型骨肉瘤（high-gradesurfaceosteosarcoma，HGSO）、继发性骨肉瘤。1.COS：COS最常见，占全部骨肉瘤的80%~90%，多发于男性青少年，好发于长骨干骺端，临床表现复杂多样。按肿瘤的主要细胞类型，可分为成骨细胞型、成软骨细胞型和成纤维细胞型，其中成骨细胞型骨肉瘤最多见，占全部骨肉瘤的50%~80%。X线片和CT表现多种多样，可呈单纯溶骨性、单纯硬化性及溶骨与硬化混合性改变。典型表现为骨皮质破坏，骨髓内肿块，肿块边界不清，呈混合性溶骨和硬化改变，伴葱皮样、放射状等侵袭性骨膜反应，肿瘤突破骨皮质形成周围软组织团块，并见Codman三角（

图1

）。成骨细胞型骨肉瘤90%可见特征性骨样基质内绒毛或云絮状钙化。以软骨母细胞为主的骨肉瘤基质内呈“弧形和环形”钙化，这是软骨基质病变的典型表现，而以纤维母细胞为主的骨肉瘤则更多呈现溶骨性改变。图1~4

普通型骨肉瘤影像学图像。X线片示右侧胫骨近干骺端骨质破坏并Codman三角，骨骺外侧密度不均（图1）。图2~4为MRI图像，示右侧胫骨近干骺端髓腔团状肿块影，经骨皮质突向外侧形成软组织肿块，平扫T1WI呈等信号，内见条状、片状低信号，边缘模糊（图2）；T2WI呈高信号，内见条状、片状低信号及类似液体信号，肿块包膜呈低信号，邻近髓腔和骨骺及周围软组织水肿，见Codman三角（图3）；增强后肿块呈不均匀强化，包膜明显强化（图4）图5~8

毛细血管扩张型骨肉瘤影像图像。X线片示右侧股骨远干骺端骨皮质破坏并Codman三角（图5）。图6~8为MRI图像，示股骨远干骺端髓腔混杂信号，T1WI以等稍高信号为主（图6），T2WI以高信号为主，呈多囊性，见液-液平面（图7）；增强后病变呈不均匀强化，分隔明显强化，呈实性结节（图8）图9，10

骨尤因肉瘤影像图像。X线片示右侧腓骨远干骺端骨质破坏，见针状骨膜反应及Codman三角，周围明显软组织肿块影（图9）。CT图像示右侧腓骨远干骺端骨质破坏，见针状骨膜反应及Codman三角，周围软组织肿块较大，无瘤骨形成（图10）MRI上，肿瘤T1WI呈中等信号，T2WI呈高信号，常见坏死及出血（图2，3），若T1WI及T2WI均呈低信号代表钙化。增强后肿瘤呈不均匀强化（图4），有助于软组织肿块与肿瘤周围水肿鉴别，儿童干骺端骨肉瘤可经未闭合的生长板累及骨骺。2.SCOC：SCOC罕见，占骨肉瘤的1.3%~4.0%，好发年龄为10~20岁。发病部位主要在四肢长骨干骺端，如股骨远端和胫骨近端。临床表现与COS相似，表现为疼痛性肿物，其预后更差。SCOC组织学上与尤因肉瘤相似，但对放疗不敏感，而尤因肉瘤极为敏感。X线片和CT上肿瘤最常累及长骨干骺端，病灶范围广，呈溶骨性或混合性骨质破坏，以溶骨性多见，骨皮质及骨髓广泛破坏，可见骨膜反应和软组织肿块。与COS相比，其影像学特征更具侵袭性，更容易出现软组织肿块，肿块体积较大，与尤因肉瘤影像学表现相似，但尤因肉瘤很少钙化。MRI上肿瘤T1WI呈稍低或等信号，T2WI呈高信号，肿瘤骨呈低信号。邻近干骺端或相邻关节对侧骨干骺端可见类圆形“跳跃灶”，T1WI、T2WI中心呈低信号，周围呈环形高信号，X线片和CT上中心呈高密度。“跳跃灶”通常较小，与原发病灶之间可见正常骨髓，一般X线片或CT不易发现，MRI可以发现早期“跳跃灶”。3.TOS：TOS罕见，占全部骨肉瘤的3%~10%，好发于10~25岁儿童和青少年的长骨干骺端，侵袭性显著，病程较短，生长速度快，易肺部转移，预后较一般骨肉瘤差。TOS患者血清碱性磷酸酶正常或轻度升高，提示肿瘤性成骨不明显。X线片和CT上多数肿瘤位于长管状骨干髓端骨的中央，部分肿瘤可以偏心，局限于骨髓内，呈溶骨性骨质破坏，肿瘤密度多较低，与正常骨交界面模糊，缺乏硬化边（

图5

）。肿瘤内部易出血、囊变、坏死，以含液囊腔结构为主，并常见出血后形成液-液平面，类似动脉瘤样骨囊肿，容易误诊。但TOS囊壁和囊间隔成分为实性软组织，常伴放射状骨膜反应、骨皮质破坏及骨外软组织肿块形成，软组织肿块内少见肿瘤成骨，增强扫描有助于显示病灶的软组织成分。MRI上TOS主要特征是囊腔和液-液平面，整个病灶由多个含液囊腔聚合而成，囊腔大小不等。肿瘤内几乎总可见出血，T1WI呈相对高信号（图6），T2WI多为高信号，瘤内含液-液平面（图7）。病变边缘及囊间隔为软组织信号，分隔较厚呈实性结节（图7），T2WI呈等高信号，增强后呈显著强化，出血、坏死区病灶周围软组织呈环状、分隔状或结节状强化（图8）。以上表现在其他儿童原发骨肿瘤中罕见。动脉瘤样骨囊肿为骨性分隔，MRI呈低信号，增强无强化，除了血管外，动脉瘤样骨囊肿瘤内没有软组织成分。TOS也可见骨皮质破坏及软组织肿块形成，反映肿瘤呈侵袭性生长。尽管以上影像学特点有助于鉴别，但准确区分两者仍需活检。4.LGCOS：LGCOS罕见，占所有骨肉瘤的1%~2%。LGCOS多累及长骨，最常见的是股骨远端和胫骨近端。发病年龄比COS大，好发于青壮年，女性稍多于男性。LGCOS病史一般较长，临床表现主要为发病部位疼痛及渐进性软组织肿胀，与COS相比，较少转移，手术预后更好。LGCOS肿瘤虽然呈惰性生长，但部分可能向恶性发展，手术切除需扩大范围。X线片和CT表现多样，可表现为溶骨性破坏，并见骨小梁粗大（较多）或纤细（较少），纤细的骨小梁有破坏不完整；可表现为单纯硬化性，骨髓腔完全呈高密度影；也可表现为混合溶骨性破坏及骨质硬化。LGCOS病史较长，且多为良性病变影像征象，尤其与骨纤维类病变难以鉴别，易误诊，确诊需要骨活检。MRI表现类似COS，骨髓腔受侵犯，T1WI呈等或稍低信号，T2WI呈混杂信号，髓腔内病变范围明显大于X线片和CT所显示。骨皮质变薄、中断、部分或全部缺失呈软组织信号，伴有层状骨膜反应。软组织肿块位于髓内和（或）髓外，T1WI信号多呈等低信号，T2WI以高信号为主，增强明显强化，若有出血、囊变，信号更混杂。肿瘤周围组织内可见水肿信号。5.POS：POS是皮质旁骨肉瘤最常见的类型，占骨肉瘤的4.0%。女性多见，多为年轻成人，肿瘤好发于长骨干骺端，最常见于股骨远端后侧骨皮质旁。组织学上，POS通常为低级别肿瘤，起自骨外膜外层纤维层，特点是起源浅表，结构分化高。临床上，POS表现为骨表面缓慢生长的无痛性肿块，病程长，可达数年，预后好于COS，但局部易复发，远处转移少见，后期可转移到肺部。POS的影像表现分为3种，反映了其病理特征。（1）皮质旁单发致密骨性肿块，是肿瘤组织完全骨化所致，边界清晰；（2）皮质旁软组织密度肿块，为肿瘤组织大部分骨化所致；（3）皮质旁多发、散在的致密骨性肿块，由多个肿瘤中心引起。第1种表现最常见。POS早期与邻近骨皮质间可见透亮带，称为“线征”，是其特征性影像学表现。随着病变发展此透亮带可消失，出现皮质增厚或皮质破坏，骨膜反应少见。MRI上肿瘤的骨化部分在T1WI和T2WI上呈低信号影，而非骨化部分表现为T1WI低信号、T2WI高信号，髓腔浸润少见，增强后强化明显，骨膜反应少见。6.POOS：POOS占骨肉瘤的2%左右，起源于骨外膜内层，多见于长骨骨干或骨干与干骺端的交界处，胫骨近段是最常见部位。POOS中度恶性，症状轻微，病程进展缓慢，局部疼痛、肿胀或肿块为其主要临床表现。X线片和CT表现主要有以下特征：（1）软组织肿块紧贴骨皮质表面，基底宽，与邻近骨皮质间无透亮带；（2）肿块下骨皮质不规则增厚或破坏；（3）瘤骨垂直于骨皮质表面，呈放射状，瘤骨周边可见层状骨膜反应或Codman三角；（4）钙化或骨化影多聚集在软组织肿瘤基底部，肿瘤外周较少。MRI上肿瘤T1WI呈等低信号，T2WI呈混杂信号，其瘤骨T1WI和T2WI均呈低信号，增强后肿瘤明显强化，这可能与肿瘤血管丰富、软骨和纤维成分较多有关。POOS通常仅累及骨皮质表面，侵袭骨髓腔罕见。7.HGSO：HGSO罕见，占所有骨肉瘤的比例不到1%。好发年龄为20~30岁，男性更常见，好发于股骨、胫骨及肱骨等长骨骨干。HGSO病因尚不清楚，可能起源于靠近骨外膜肿瘤干细胞。肿瘤早期就具有侵袭性，病程进展快，转移早，预后较差。X线片和CT表现为骨表面部分钙化的肿块，肿块紧贴骨皮质，基底部密度常比周围高，呈蓬松的云雾状，肿瘤内见钙化阴影，从棉花团状到成熟的小梁状不一。骨皮质破坏或增厚，可见周围软组织肿块、放射状骨膜反应及Codman三角。MRI上肿瘤体积一般较大，多位于髓腔外，软组织侧边界清晰。T1WI表现为等、低混杂信号，T2WI表现为高、低混杂信号，可有少量髓内浸润。HGSO影像学表现与POS和POOS相似，但通常具有更强的侵袭性特征，周围皮质受累和髓内浸润更为常见，肿块靠近皮质，与宿主骨之间无透亮带。8.继发性骨肉瘤：继发性骨肉瘤通常发生在Paget病、慢性炎症及骨纤维结构不良等病变的基础上或继发于放疗后。良性骨病变发展为骨肉瘤的概率极低。继发性骨肉瘤影像表现多与原发病影像表现相关。Paget病恶变为骨肉瘤的影像表现多为溶骨性骨破坏。与原发性骨肉瘤相比，继发于Paget病的骨肉瘤通常没有骨膜反应。放疗引起的骨肉瘤发病率低，可发生于任何年龄及放疗野中的任何骨骼。从放疗到发生骨肉瘤的潜伏期较长，中位时间为15年。影像表现以成骨性病变为主，其特征性影像表现为“象牙状”或“云絮状”高密度肿瘤骨，可见软组织肿块形成，骨膜反应较原发性骨肉瘤少见。二、尤因肉瘤骨尤因肉瘤是ESFTs中一种，是青少年和儿童第二常见的骨肿瘤，病因不清，5~30岁多发。尤因肉瘤主要发生于长骨骨干和骨盆，伴较大软组织肿块影，转移早，多见于肺、远隔部位的骨骼和骨髓。临床上，主要表现为局部疼痛，全身症状较骨肉瘤明显，如发热、体重下降等，易误诊为骨髓炎。X线片和CT表现多样，最常见表现为长骨干骺端或骨干髓腔内边界不清的骨质破坏伴软组织肿块形成（

图9

）。生于扁骨的尤因肉瘤通常表现为体积较大的软组织肿块。尤因肉瘤与骨肉瘤影像学有许多相似表现。虫蚀或筛孔样骨质破坏和多样的骨膜反应是骨尤因肉瘤典型影像特征，对辨别骨尤因肉瘤有重要价值。尤因肉瘤多无肿瘤骨生成（

图10

），少数伴有骨内膜反应。MRI上骨尤因肉瘤病灶多呈弥漫性分布，T1WI呈均匀中等信号，T2WI呈等低信号或高信号。体积较大的病变因出血或坏死通常于T2WI呈不均匀高信号。文献报道96%的骨尤因肉瘤骨质破坏的同时伴有较大软组织肿块。报道软组织肿块是MRI诊断骨尤因肉瘤最有价值的征象，诊断准确度为80%。部分骨尤因肉瘤周围软组织可见水肿，但相对局限。根据影像表现区分骨肉瘤与尤因肉瘤存在困难，确诊需组织病理学检查。儿童期长骨尤因肉瘤还需要与淋巴瘤、转移瘤、朗格汉斯组织细胞增生症以及骨髓炎相鉴别。三、小结和展望影像学检查是诊断和评估骨恶性肿瘤的重要手段，贯穿于整个临床诊疗过程中。尽管近年来先进的成像技术显著提高了检测疾病的能力，并能更好地确定骨和软组织肿瘤的范围及转移情况，但X线片仍然是骨肿瘤的一线检查方法。典型的骨肉瘤患者可依据X线片做出准确诊断，CT显示骨骼及周围病变细节较X线片更清楚，且可评估肺部转移病灶。MRI软组织分辨率高，能准确显示肿瘤的髓内侵犯范围、骨皮质破坏、骨膜反应、软组织肿块的大小和周围结构等，DWI和动态增强MRI可用于骨肉瘤化疗反应的评估。多模态影像学在恶性骨肿瘤诊断、预测治疗疗效及预后等临床诊疗决策中起重要作用，但放射科医师的经验会影响对肿瘤特征的判读。影像组学及人工智能在肿瘤中的应用进一步提高了精准度，可以帮助量化骨肉瘤早期复发的风险。基于深