彌散加權成像對隆突性皮膚纖維肉瘤術前規劃的價值初探

柳思宇，吳 兵，李小敏，趙露露，陳 駿，艾松濤

1.上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院放射科，上海 200011；2.上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院皮膚科，上海200011

隆突性皮膚纖維肉瘤（dermatofibrosarcoma protuberans，DFSP）是一種起源于真皮下并可浸潤至皮下組織的少見中低級別的軟組織惡性腫瘤。DFSP 發病率低，占所有惡性腫瘤的0.1%，占所有軟組織肉瘤的1.8%～6%［1-3］。臨床上常表現為無痛性皮下腫塊，最常見部位是軀干、四肢及頭頸部［4-5］。

DFSP 以手術切除為主，但切除后的腫瘤復發率可高達60%，且手術時皮損范圍過大需行皮瓣移植。如何準確判斷腫瘤邊界是減少復發及術后美容修復的關鍵［6-7］。MRI 檢查對于顯示腫瘤深部范圍、查看邊界浸潤情況、判斷周圍結構關系、組織學亞型分型及術后復發病變評估均有較大優勢［7-10］。常規MRI 可以較好顯示腫瘤深部結構組織，主要應用于診斷方面，而遇到腫瘤邊緣異常強化或瘤周水腫時則無法精準判斷腫瘤邊界［11］。研究［11-14］顯示MRI彌散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）通過檢測水分子的布朗運動以及擴散運動的受限程度，于細胞水平上提供更多腫瘤周圍組織的信息，可以準確反映腫瘤范圍，在不同腫瘤治療中均有應用。準確全面的影像學信息可以優化術前規劃，有利于明確手術切除范圍及效率［15-17］。本研究回顧性分析上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院（簡稱上海九院）收治的34 例DFSP 患者，以有無DWI 成像分為2 組，分別完成腫瘤邊界勾畫，利用軟件形成皮膚腫瘤報告，輔助設計手術并比較2 組隨訪復發結果和術后修復滿意度評價，旨在探討DWI 在DFSP 影像規劃中的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象

招募2018 年5 月至2022 年3 月期間以DFSP 收治于上海九院的患者病例。納入標準：①具有手術指征且能耐受手術創傷的DFSP 患者。②無CT 和MRI 檢查禁忌證者。③3 個月內未參加過任何臨床試驗者。排除標準：①缺乏完整臨床資料及影像資料者。②圖像質量不佳者。所有患者均在術前行CT、常規MRI檢查［T1 加權成像（T1 weighted imaging，T1WI）序列、脂肪抑制-T2 加權成像（fat suppression-T2 weighted imaging，FS-T2WI）序列、動態增強磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE） 序列］ 及功能MRI 檢查（DWI 序列）。將收集的DFSP 病例隨機分為MRI 功能成像組（收集的影像資料包含CT平掃+增強、MRI平掃+增強、DWI）及MRI 常規成像組（收集的影像資料包含CT平掃+增強、MRI平掃+增強）。所有患者或其親屬均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

1.2.1 CT 檢查 所有患者均采用64 排螺旋CT 掃描儀（Philips Brilliance，Philips Medical Systems，荷蘭）。掃描參數：管電壓120 kV，基準管電流220 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，矩陣256×256。對比劑為碘佛醇，用量70 mL，速率3 mL/s，重建層厚1 mm。

1.2.2 MRI 檢查 所有患者均采用3.0T MR 掃描儀（MAGNETOM Verio 3.0T MRI，Siemens，德國）。掃描序列包括T1WI 序列、FS-T2WI 序列、DCE 序列、DWI 序列。T1WI、FS-T2WI 均為單次激勵。T1WI 重復時間（time of repetition，TR） =600 ms，回波時間（time of echo，TE）=12 ms；FS-T2WI 的TR=4 500 ms，TE=83 ms；兩者翻轉角（flip angle，FA） =9° ～150° ， 視 野（field of view， FOV） =360 mm，層厚5 mm，層間距0～1 mm。DCE 序列平均激勵次數為1，TR=6.95 ms，TE=2.47 ms，FOV=360 mm，層厚3 mm，層間距1 mm，FA=9°，采集20個時相，每個時相15 s。DWI序列采用單次激發自旋回波平面回波成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI），TR=6 100 ms，TE=74 ms，FA=90°，FOV=360 mm，層厚3 mm，層間距3 mm，b0值=0 s/mm2，b1值=800 s/mm2。增強掃描對比劑為釓噴替酸葡甲胺（Gd-DTPA），用量10～15 mL，速率2 mL/s，經肘靜脈注射。

1.2.3 圖像分析 由上海九院2 位具有10 年及以上骨肌系統影像學經驗的放射科醫師分別對收集的DFSP 圖像進行獨立觀察，分析腫瘤邊界浸潤情況，判斷是否累及筋膜或肌肉，以κ系數評估2 位醫師測量結果的一致性。

1.3 CT、MRI圖像配準與腫瘤三維重建

使用Medraw 軟件打開患者DICOM 數據文件，以CT 增強圖像與相應MRI 圖像的骨性特征為基礎，MRI 功能成像組將CT 增強圖像與DWI 圖像進行配準，MRI常規成像組將CT 增強圖像與DCE 圖像進行配準。通過MRI 上勾畫出的腫瘤邊界在CT 上重建腫瘤，得到腫瘤三維模型，進行腫瘤最大長度、最大高度、最大厚度及病灶體積測算，并在三維模型上標明。以腫瘤區域擴大10～15 mm 作為軟組織缺損范圍，用作術區擴切范圍。將重建的骨質、皮膚及腫瘤三維模型以STL 文件導入C4D 軟件，制作三維展示動畫，最終形成皮膚腫瘤報告。

1.4 結果評估

記錄患者年齡、性別、腫瘤發生部位、腫瘤（最大）直徑與體積大小、術式、病理診斷、復發次數、臨床隨訪結果（隨訪時間截至2022 年3 月），比較MRI 功能成像組和MRI 常規成像組隨訪復發率和術區美觀滿意度調查情況。

1.5 統計學分析

應用SPSS 25.0 統計軟件分別對數據進行統計分析。定量資料用xˉ±s表示，采用t檢驗進行組間比較。定性資料用例數（百分比）表示，采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法進行組間比較。所有統計檢驗均采用雙側檢驗，P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 患者臨床基本信息

共收集的34 例DFSP 患者中，男性18 例，女性16例；平均年齡（36.56±13.07）歲（7～61歲）。34例均為單發病灶，其中腹壁10 例（29.4%）、胸壁9 例（26.5%）、頜面部4 例（11.8%）、大腿及肩部各3 例（各8.8%）、臀部及腰部各2 例（各5.9%）、足部1 例（2.9%）。34 例中腫瘤直徑最大者為5.23 cm，直徑最小者為0.98 cm，平均直徑為（2.25±0.92）cm。20 例為初發DFSP，14 例為復發DFSP。MRI 功能成像組和MRI 常規成像組各17 例，2 組患者臨床基本信息，包括年齡、性別、腫瘤部位、腫瘤體積、發作次數及邊界浸潤情況組間差異均無統計學意義（均P＞0.05，表1）。

表1 患者臨床基本信息Tab 1 Clinical characteristics of the two groups

邊界浸潤情況在2 位放射科醫師之間均有中等及以上程度的一致性（均κ＞0.41）；相較MRI 常規成像組，2 位醫師在判斷MRI功能成像組腫瘤邊界累及筋膜（κ＝0.866，表2）和累及肌肉（κ＝0.742，表3）時的一致性更佳。

表2 不同醫師判斷2 組患者腫瘤邊界累及筋膜情況的一致性評價Tab 2 Consistency evaluation of different doctors' judgment of fascia involvement in tumor boundary in the two groups of patients

表3 不同醫師判斷2 組患者腫瘤邊界累及肌肉情況的一致性評價Tab 3 Consistency evaluation of different doctors' judgment of muscles involvement in tumor boundary in the two groups of patients

2.2 患者手術及術后臨床隨訪結果

所有患者均行Mohs 顯微描記手術，術后病理診斷均為DFSP，組織學亞型包括24 例經典型（2 組各12 例）、2 例萎縮型（2 組各1 例）、1 例色素型（MRI功能成像組）、1 例黏液型（MRI 常規成像組）、2 例纖維肉瘤型（MRI 功能成像組），4 例未行組織學亞型分型（MRI 功能成像組1 例、MRI 常規成像組3 例）；2 組組織學亞型分布差異無統計學意義（P＝0.416）。34 例DFSP 平均隨訪時間（9.97±7.82）個月（1～36 個月），MRI 功能成像組患者平均隨訪時間（8.41±4.91）個月，MRI 常規成像組平均隨訪時間（11.53±9.84）個月；2 組平均隨訪時間差異無統計學意義（P＝0.251）。MRI 功能成像組患者復發率為0，顯著低于MRI 常規成像組患者的29.4%（5/17）（P=0.017）。MRI功能成像組患者術后隨訪，術區美觀總滿意度評價高于MRI常規成像組（P=0.001，表4）。

表4 患者術后美觀滿意度評價比較Tab 4 Comparison of post-operative aesthetic satisfaction evaluation

2.3 典型病例

患者，女，7歲，以“左胸壁DFSP 5年余”收治入院。術前CT 及MRI 檢查示左胸壁軟組織腫塊影，形態不規則，邊界欠清，腫瘤直徑為3.25 cm，累及左側胸大?。▓D1A～C）；DCE 圖像中腫瘤區呈不均勻輕度強化，邊界模糊不清（圖1D）；DWI圖像中腫瘤呈高信號，可清晰顯示邊界（圖1E）?；颊逥ICOM 數據導入Medraw 軟件，于DWI 圖像勾畫腫瘤邊界（圖1F）；選取CT 增強圖像與DWI 圖像進行配準，重建腫瘤三維模型（圖2A）；以腫瘤周圍15 mm 作為擴切范圍，導出STL 文件（圖2B）。于術區勾畫實際切除范圍（圖2C），術中做直徑約10 cm大小圓形切口，切開皮膚皮下，切除腫瘤至胸大肌上（圖2D），取下完整瘤體（圖2E），行帶蒂復合組織瓣成形術（圖2F）。術后標本病理送檢，術中出血約20 mL。

圖1 患者腫瘤影像圖像示例Fig 1 Example of a patient's tumor images

圖2 影像規劃輔助手術過程示例Fig 2 Example of image-assisted surgical procedure planning

3 討論

DFSP 病程長，腫瘤生長緩慢，治療以手術切除為主，目前臨床常使用Mohs 顯微描記手術作為慣用術式［18-20］。在術區范圍勾畫上需考慮2個方面：一方面腫瘤轉移率低但原位復發率高，需將腫瘤切除范圍包全；另一方面當腫瘤發生于頭頸部或生殖器等美容和功能敏感區時，或腫瘤體積過大，切除后創面無法原位復合，需移植皮瓣覆蓋病損時，切除范圍亦不可過大。故精準判斷腫瘤邊界和完善的術前規劃都顯得尤為重要［21-23］。不同的醫學影像學技術在軟組織腫瘤的診治中起到不同的作用：超聲在檢查體積較小的淺表病變中有一定價值，對于初步定性及定位診斷有重要作用，但探查深度有限，當腫瘤體積過大或范圍過深時將導致邊界情況顯示不清，對圖像信息展示方式十分單一［24］；CT 操作流程簡單，成像速度快，與超聲相比分辨率高，可以清晰顯示病變的解剖部位，但CT 的優勢主要體現在骨及鈣化的顯示，軟組織分辨率遠低于MRI，且掃描范圍大，對于DFSP 這種少見鈣化的軟組織肉瘤的邊界顯示能力不足［25］；MRI具有無輻射、獲取參數多、多方位成像、軟組織分辨率高等優點，對于腫瘤基本影像學特征都有較好顯示。因此有學者認為在評價軟組織腫瘤時，建議所有患者使用MRI 檢查，以便準確描述腫瘤內部結構和范圍［26］。

DFSP 常突出表面或浸潤至皮下組織，有時甚至會累及脂肪層、肌肉、骨組織等［8，27］。本研究中約40%DFSP 累及深淺筋膜層，約28%累及肌肉層，周圍組織或器官浸潤情況的清晰顯示對于準確劃定腫瘤邊緣，精準規劃手術范圍，降低原位復發率有著十分重要的意義。DFSP 作為中低級別軟組織惡性腫瘤，少見瘤內出血、壞死，瘤周或筋膜水腫等惡性淺表軟組織腫瘤征象，但當出現高級別DFSP 組織學亞型，如纖維肉瘤型DFSP 時，在判斷腫瘤邊緣時則需將瘤周水腫的影響考慮在內［10，28］。常規MRI成像中DFSP的T1WI 及T2WI 信號特征是非特異性的；腫瘤邊緣及瘤周水腫表現為高信號或對比度增強，但并不清楚這種高信號是否代表腫瘤浸潤或僅為反應性變化，單純依靠常規MRI 成像確定腫瘤邊界的能力是有限的［11，29］。

DWI 是一種通過水分子擴散反映組織細胞特性的技術，能夠于細胞水平上為軟組織腫瘤范圍勾畫提供更多有關瘤周組織及侵襲性的信息［11-12］。HONG等［11］對45 例不同軟組織腫瘤患者行常規MRI 成像及DWI 成像，以病理結果作為金標準，判斷腫瘤邊界情況，結果顯示常規MRI 結合DWI 成像的受試者操作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC 曲線）的曲線下面積（AUC）大于單獨使用常規MRI 成像的AUC。YOON 等［29］回顧性研究29 例軟組織肉瘤的MRI 圖像，比較了常規MRI 組與常規MRI 加DWI 組對腫瘤累及筋膜情況的診斷性能，發現常規MRI 加DWI 可以提高筋膜侵犯的診斷能力。由此可見，DWI 可以為DFSP 邊界判斷提供更大的幫助。

本研究基于DFSP 基本特性、常規MRI 特點、DWI 獨特優勢分析納入34 例DFSP 患者。將納入的病例分為MRI 功能成像組17 例與MRI 常規成像組17例，性別、年齡等基線水平均無明顯差異。我們于術前進行圖像分析及腫瘤邊界勾畫時發現使用DWI圖像可以提升不同醫師判斷邊界侵犯情況的一致性，于術后也比較了2 組患者隨訪的復發率和術區美觀滿意度的區別：術后的隨訪調查發現，MRI 功能成像組復發率顯著低于MRI 常規成像組，且術后術區美觀滿意度調查結果亦優于MRI 常規成像組。以上結果提示DWI 依靠其在體現腫瘤侵襲性方面的優勢，可以有效幫助醫師判斷腫瘤邊界侵犯情況，糾正單純使用常規MRI 勾畫腫瘤邊界時忽略的水腫、異常強化或其他細節，精準實現腫瘤邊界勾畫，既不會因為勾畫范圍不夠而導致腫瘤復發，亦不會因為勾畫范圍過大而導致術區修復困難。本文所展示的病例是一位女童，腫瘤發生于左胸壁乳頭上方的敏感區，精細的手術規劃對于患者日后發育十分重要。我們發現在常規MRI 增強圖像中腫瘤呈不均勻輕度強化，邊緣模糊，邊界勾畫困難，而在DWI 圖像中腫瘤邊界顯示清晰；且根據DWI 勾畫的邊界進行手術，隨訪6 個月未見復發，患者及家屬對于術區恢復也非常滿意。再者，盡管一些學者使用DWI 進行腫瘤邊界浸潤性的研究，并使用術后病理證實DWI 的準確性，但僅局限于對原始圖像的研究，并未涉及進一步術前規劃，或僅為個案報道的手術規劃及術后隨訪，研究結果尚不具有代表性［11，13，29］。我們所納入的2 組患者在進行腫瘤邊界勾畫之后均使用Medraw 軟件配準了CT 及MRI 圖像，重建出DFSP 三維形態，表明擴切范圍，為臨床醫師提供了更加直觀的視覺演示，使得臨床醫師與影像科醫師在設計手術方案過程中的溝通更加便捷，便于順利推進多學科會診。

本研究仍存在不足之處。首先，納入的樣本量有限，研究結果可能存在偏倚，在后續研究進程中將納入更多病例；其次，使用人工進行每個序列、逐層勾畫腫瘤邊界耗時且具有挑戰性，主觀性過強，考慮后續可能會引入機器學習技術簡化人工作業。

綜上所述，醫學影像學對于DFSP 診斷可靠有效，尤其是MRI 的DWI 序列可以依靠其自身優勢，精準判定腫瘤邊界，再借助計算機輔助設計軟件和圖像后處理技術三維重建腫瘤，將腫瘤形態更加直觀地展示出來，為制定完善的手術方案提供有力幫助，因而探尋MRI在DFSP手術上的價值具有重要意義。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

倫理批準和知情同意/Ethics Approval and Patient Consent

本研究涉及的所有實驗均已通過上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院倫理委員會的審核批準（文件號2017-451-T3347）。受試對象或其親屬均簽署知情同意書。

All experimental protocols in this study were reviewed and approved by the Ethics Committee of Shanghai Ninth People's Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine （Approval Letter No. 2017-451-T3347）. Consent letters have been signed by the research participants or their relatives.

作者貢獻/Authors'Contributions

柳思宇、吳兵和趙露露參與了資料收集；李小敏、艾松濤和陳駿參與了實驗設計；艾松濤提出了研究選題；柳思宇進行了論文撰寫和修改。所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。

The data was collected by LIU Siyu，WU Bing and ZHAO Lulu. The study was designed by LI Xiaomin，AI Songtao and CHEN Jun. The research topic was proposed by AI Songtao. The manuscript was drafted and revised by LIU Siyu. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-06-30

·Accepted：2022-08-08

·Published online：2022-08-28

參·考·文·獻

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