《骨肿瘤风险分层与管理系统:ACR Bone-RADS委员会共识指南》解读

崔久法 1 杨晓楠 1 王童语 1 郎宁 2 郝大鹏 1 徐文坚 1 1青岛大学附属医院放射科,青岛 266003 2北京大学第三医院放射科,北京 100191
Cui Jiufa 1 Yang Xiaonan 1 Wang Tongyu 1 Lang Ning 2 Hao Dapeng 1 Xu Wenjian 1 1Department of Radiology, the Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266003, China 2Department of Radiology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China
郎宁,Email:13501241339@126.com 郝大鹏,Email:haodp2021@qdu.edu.cn Lang Ning, Email: 13501241339@126.com Hao Dapeng, Email: haodp2021@qdu.edu.cn

骨肿瘤疾病谱广,临床和放射科医师仅通过放射学评估,常难以确定骨肿瘤的良、恶性和最佳治疗方案,对潜在骨肿瘤的评估和后续管理存在巨大挑战。不同医师可能提出不同的管理建议,如手术、放疗、化疗或随访,增加了患者的困惑和医疗决策的难度。为规范对潜在骨肿瘤的放射学评估和报告,美国放射学会(American College of Radiology,ACR)组织骨报告和数据系统(bone reporting and data system,Bone-RADS)委员会,开发了2023版 Bone-RADS(Bone-RADS v2023),首次发表于2023年10月1。与2022年由美国骨放射学会(Society of Skeletal Radiology,SSR)实践指南和技术标准委员会提出的,针对成人CT和MRI检查中偶然发现的孤立性骨病变的Bone-RADS不同2,Bone-RADS v2023是基于普通放射学检查的。ACR Bone-RADS委员会还基于Bone-RADS v2023,推出了针对潜在骨肿瘤的风险分层和管理系统指南,用于骨肿瘤的风险评估和临床管理。该指南综合考虑了潜在骨肿瘤患者的相关病史及放射学特征,据此进行风险分层,并提供相应的管理建议。其中,患者相关病史方面,主要考虑是否存在原发肿瘤;预测骨肿瘤风险的放射学特征包括病变边界、骨膜反应、骨内侵蚀、病理性骨折及骨外软组织肿块。这些预测因素各自被赋予分值,分值相加获得最终得分,从而确定Bone-RADS分级(0~4),除了0级为影像学特征不明确,需要进一步检查外,1~4级对应相应的风险等级(非常低、低、中等、高),对于每个风险等级,指南均提供了相应的最佳管理建议。此外,该指南还强调了潜在骨肿瘤的放射学密度、肿瘤基质和发病位置在确定肿瘤组织病理学方面的重要性,主要目的是为放射科医师提供系统化的评估框架,并以此与临床医师建立明确的沟通渠道,准确传达骨肿瘤的风险预测,并提供相应的管理建议。同时,ACR Bone-RADS委员会还提供了标准的骨肿瘤Bone-RADS v2023相关放射学检查结构化报告模板(表1),以便在日常工作中使用。本文中,对该指南进行解读,分析预测骨肿瘤风险和骨肿瘤组织病理学的关键放射学特征,并结合临床实践,提出放射学诊断思路,供大家参考。

10.3760/cma.j.cn112149-20240408-00193.T001

Bone-RADS™-潜在骨肿瘤普通放射学检查结构化报告模板(简化版)

姓名 性别 年龄 影像号 检查日期 报告日期

1.影像学表现

病变部位,病变体积,密度,有无肿瘤基质矿化及类型,其他表现

2.放射学特征评分

边界:[]分

骨膜反应:[]分

骨内侵蚀:[]分

病理性骨折:[]分

骨外软组织肿块:[]分

原发肿瘤病史:[]分

总分:[]分

3.Bone-RADS分级

[]0-影像学特征不明确,需要进一步检查

[]1(1~2分)-非常低风险-非常有可能是良性

[]2(3~4分)-低风险-可能是良性

[]3(5~6分)-中风险-潜在恶性

[]4(≥7分)-高风险-高度怀疑恶性

4.印象

最有可能的诊断:

鉴别诊断:

(1)

(2)

(3)

5.建议

[]不需要进一步的影像学复查,除非出现新症状或临床状态发生变化

[]建议_____个月后进行影像学复查

[]建议进行进一步影像学检查

[]_____(部位)CT检查,[]平扫[]增强

[]_____(部位)MRI检查,[]平扫[]增强

[]骨扫描(99mTc-MDP)

[]PET-CT

[]PET-MRI

[]其他:

[]建议进行穿刺活检或咨询骨肿瘤外科

注:Bone-RADS为骨影像和报告系统;MDP为亚甲基二磷酸盐

一、预测潜在骨肿瘤恶性风险的放射学特征 (一)病变边界

病变边界是评估溶骨性骨病变的关键放射学特征。Lodwick3在20世纪60年代初期的研究中首次强调了病变边界在预测骨肿瘤生物学特性和生长速率中的重要性,并建立了分级系统。随后,Madewell等4标准化了Lodwick分级系统。近年来,Caracciolo等5提出了修正版Lodwick-Madewell分级系统,扩大了疾病谱,将骨肿瘤边界与骨肿瘤风险等级更紧密匹配起来。

修正版Lodwick-Madewell分级系统中,将单发性溶骨性骨病变分为低、中、高3个骨肿瘤风险等级(图1):Ⅰ级,恶性骨肿瘤风险较低(<10%),地图样、边界清晰,伴(ⅠA)或不伴(ⅠB)边缘硬化;Ⅱ级,恶性骨肿瘤风险中等(约50%),地图样、边界不清晰;Ⅲ级,恶性骨肿瘤风险较高(>80%),包括边界类型改变,即放射学检查随访过程中发现局部边界类型变化(ⅢA)、虫蚀样或渗透性骨溶解(ⅢB),以及在普通放射学检查中隐匿、边界不可见(ⅢC),需借助其他影像学手段。

10.3760/cma.j.cn112149-20240408-00193.F001 评价单发性溶骨性骨病变的骨肿瘤风险等级的Lodwick-Madewell分级系统示意图。Ⅰ级,恶性骨肿瘤风险较低(<10%),地图样、边界清晰,伴(ⅠA)或不伴(ⅠB)边缘硬化;Ⅱ级,恶性骨肿瘤风险中等(约50%),地图样、边界不清晰;Ⅲ级,恶性骨肿瘤风险较高(>80%),包括边界类型改变,即放射学检查随访过程中发现局部边界类型变化(ⅢA)、虫蚀样或渗透性骨溶解(ⅢB),以及在普通放射学检查中隐匿、边界不可见(ⅢC),需借助其他影像学手段 非侵袭性与侵袭性骨膜反应示意图
(二)骨膜反应

骨膜反应是骨骼对外部或内在刺激的响应。在潜在骨肿瘤中,肿瘤生长速率及其对宿主骨施加的骨内压力的差异,可引起皮质骨重塑或不同形式的骨膜反应。

皮质骨重塑通常与缓慢生长的病变相关,由病变向外施加的压力引起的同步骨内吸收和骨膜新骨形成导致,典型的薄壳状新皮质骨替代了原来较厚的皮质骨。尽管这个过程通常被称为“骨膨胀”,实际上这是一个误称,因为原始骨皮质会随着时间被外层的骨膜新骨缓慢替代。时间和空间上均匀的压力导致平滑的薄层骨壳形成。

骨膜反应通常需要10 d至3周的时间才能在普通放射学检查中显示。如果原始皮质骨完全或部分存在,沿皮质骨表面会形成不同形式的骨膜反应。平滑、实性骨膜反应提示慢性过程,多见于良性骨肿瘤。其他骨膜反应模式按侵袭性递增顺序包括层状、平行针状和发散针状。“洋葱皮样”层状骨膜反应可见于侵袭性病变,如朗格汉斯细胞组织细胞增生症以及恶性小圆细胞肿瘤。具有“竖发状”外观的平行针状骨膜反应,通常提示恶性骨肿瘤,如骨肉瘤。呈“日光放射状”外观的发散针状骨膜反应,由骨膜反应和肿瘤基质矿化混合形成,多见于骨肉瘤,也可见于骨血管瘤、成骨性转移瘤。在侵袭性骨肿瘤中,肿瘤组织穿透皮质骨,骨膜可被掀起或中断,如Codman三角,见于被软组织肿块掀起并急性破坏中断的骨膜反应(图2)。混合型骨膜反应(多种类型骨膜反应相互转化和混合存在)表明病变生长速率发生变化,例如良性骨肿瘤恶变。

(三)骨内侵蚀

发生在骨髓腔的病变引起的骨内压力通常导致皮质骨内侧的侵蚀,即骨内侵蚀。侵蚀程度根据皮质骨厚度分为轻度(1级)、中度(2级)和重度(3级)。轻度指侵蚀深度小于皮质骨厚度的1/3;中度指侵蚀深度为皮质骨厚度的1/3~2/3;重度指侵蚀深度超过皮质骨厚度的2/3,或伴有皮质骨破坏。骨内侵蚀得越深,表明肿瘤的生物活性越高,骨肿瘤的风险等级也相应增加。

(四)病理性骨折

良性骨肿瘤、原发性和继发性恶性骨肿瘤都可发生病理性骨折,但骨转移瘤的骨折风险最高。病理性骨折会带来严重的负面临床影响,如疼痛、肢体功能减退等,最重要的是存活率降低。因此,病理性骨折被视为恶性骨肿瘤的高风险特征。所有骨肿瘤患者都应评估潜在病理性骨折风险。病理性骨折风险评估应从详细病史和体格检查开始,继而进行放射学检查。目前最为常用的是Mirels病理骨折评分系统6,基于4个放射学和临床变量进行评分,分别为病变大小(皮质骨是否受累)、位置、密度(溶骨性或成骨性)、疼痛。

(五)骨外软组织肿块

原发性和继发性恶性骨肿瘤都可伴有骨外软组织肿块。当发现皮质骨贯穿性破坏并伴有骨外软组织肿块时,应高度怀疑恶性骨肿瘤。在普通放射学检查中,软组织肿胀、脂肪层扭曲、相对于邻近组织的不匀称或密度增加,可能表明软组织肿块的存在。

二、Bone-RADS分级系统

骨肿瘤的风险评估依赖关键放射学特征和原发肿瘤病史。放射学特征被赋予分值,这些分值相加得出总分值(表2),总分值转换为Bone-RADS分级(0~4)。总分值1~2、3~4、5~6、≥7分分别归为Bone-RADS 1、2、3、4级。除0级表示放射学特征不明确,需要进一步检查外,Bone-RADS 1、2、3、4级分别对应骨肿瘤风险等级非常低(非常有可能是良性)、低(可能是良性)、中等(潜在恶性)和高(高度怀疑恶性),并提供相应的管理建议。

10.3760/cma.j.cn112149-20240408-00193.T002

用于预测骨肿瘤风险的放射学特征分值

边界 骨膜反应 骨内侵蚀 病理性骨折 骨外软组织肿块 原发肿瘤病史
ⅠA=1 无=0 轻度=0 无=0 无=0 无=0
ⅠB=3 非侵蚀性=2 中度=1 有=2 有=4 有=2
Ⅱ=5 侵蚀性=4 重度=2
ⅢA~C=7

注:边界分级为修正版Lodwick-Madewell分级系统

三、Bone-RADS分级系统判断骨肿瘤风险等级和管理建议

1.Bone-RADS 0:放射学特征不明确,需要在风险等级分配前行进一步评估。如发生于肩胛骨、脊柱和骨盆的肿瘤,对边界、骨膜反应和皮质骨受累情况可能难以充分评估,需进一步行其他影像学检查,如CT、MRI或骨扫描等。

2.Bone-RADS 1(总分值1~2):骨肿瘤风险等级非常低,极可能是典型的“不要碰”的良性骨病变7。如无症状,可不进行处理,或每年监测1次以确保其稳定性;如有症状(如疼痛或骨折),应考虑进一步行其他影像学检查并转诊至骨肿瘤外科治疗。

3.Bone-RADS 2(总分值3~4):骨肿瘤的风险等级低,可能是良性骨病变,无侵袭性放射学特征或原发肿瘤史。如无症状,可进行短期(3~6个月)监测以确保稳定性;如有需要(例如患者焦虑),可进一步行其他影像学检查或穿刺活检以评估肿瘤构成和生理活性,确诊良恶性。对于有症状的良性或局部侵袭性骨肿瘤,如骨巨细胞瘤,建议转诊至骨肿瘤外科进行治疗。

4.Bone-RADS 3(总分值5~6):骨肿瘤的风险等级为中等,可能是潜在恶性骨肿瘤,具有1个或多个可疑的放射学特征,或有其他部位原发肿瘤史。建议进一步行其他影像学检查,并转诊至骨肿瘤外科进行穿刺活检和治疗。

5.Bone-RADS 4(总分值≥7):骨肿瘤的风险等级高。除非有其他证据,否则视为高度可疑恶性骨肿瘤。建议转诊至骨肿瘤外科进行活检和治疗规划,进一步行其他影像学检查以进行肿瘤分期和其他部位病变的筛查。

四、应用Bone-RADS分级系统的注意事项

Bone-RADS v2023仅适用于普通放射学检查。对于CT和MRI检查,可参考2021年由SSR实践指南和技术标准委员会提出的,针对成人CT和MRI检查中偶然发现的孤立性骨病变的Bone-RADS2,国内学者徐少春等8对此进行了解读。另外,该分级系统仅适用于四肢骨骼的病变。对于肩胛骨、中轴骨和骨盆病变,大多数情况下会被归为Bone-RADS 0,需要进一步通过CT或MRI检查进行判定。在使用Bone-RADS分级时,各放射学特征的识别可能受阅片者认知和经验的影响,对使用者对放射学特征的识别能力有一定要求。

在对潜在骨肿瘤边界进行评分时,如果病变呈地图样骨质破坏,部分边界清楚(ⅠB级),部分边界模糊(Ⅱ级),如骨巨细胞瘤,考虑到边界反映生物学活性,按最具侵袭性特征为准的评分原则5,应定为Ⅱ级;但这与ⅢA级(边界类型改变)易混淆,后者强调依据放射学检查随访过程中发现的局部边界变化特点,如地图样、伴硬化边变为地图样、边界不清,或地图样、无硬化边变为虫蚀样。

在对骨膜反应进行评分时,应将骨膜反应分类为非侵袭性或侵袭性,而不是仅按良性或恶性划分。例如,骨髓炎虽为良性病变,其骨膜反应却表现为侵袭性。非侵袭性骨膜反应类型包括薄层、实性、厚且不规则、壳状;侵袭性骨膜反应则包括竖发状、日光放射状、葱皮样、Codman三角。当多种骨膜反应模式混合出现时,应以最具侵袭性的类型为准9

在对骨内侵蚀进行评分时,如果轻-中-重度的划分不准确,可能造成1分的总分值差异,但这对最终转换的Bone-RADS分级可能无影响。病理性骨折和软组织肿块的错误判断将直接影响骨肿瘤风险等级评定,前者较易识别,而后者在普通放射学检查中识别具有挑战性。软组织肿块在CT和MRI上更易识别,但其他影像学特征的分级或分类方式是否同样适用于CT和MRI,仍需进一步验证。

五、预测骨肿瘤组织病理学的放射学特征

该指南在借助Bone-RADS分级系统评估骨肿瘤风险等级的同时,还总结了一些特征性放射学改变,进一步预测骨肿瘤组织病理学,以期对骨肿瘤进行更精准的诊断。

(一)放射学密度

骨肿瘤的放射学密度改变不能准确预测骨肿瘤的良、恶性,但对鉴别诊断有直接影响。依据病变区放射学密度改变,骨肿瘤分为溶骨性、硬化性和混合性。

1.溶骨性骨病变:鉴别诊断范围广,包括多种良恶性骨肿瘤、感染和代谢性骨病。良性骨肿瘤包括骨巨细胞瘤、单纯性骨囊肿、动脉瘤样骨囊肿、纤维结构不良等;恶性骨肿瘤包括多发性骨髓瘤、骨转移瘤、骨纤维肉瘤以及罕见亚型的(纤维母细胞性)骨肉瘤和(去分化型)软骨肉瘤。

2.硬化性骨病变:由宿主骨的反应性成骨或原发性骨肿瘤的内在肿瘤基质引起,比溶骨性病变少见,鉴别诊断范围相对窄。常见的成骨性病变包括愈合骨折的反应性硬化、化疗的硬化反应、原发性良性和恶性成骨肿瘤(如骨样骨瘤、成骨细胞瘤和成骨性骨肉瘤)、成骨性骨转移瘤、骨淋巴瘤和慢性骨髓炎。

3.混合性骨病变:具有透光和不透光成分。评估病变溶骨性成分的放射学特征和硬化模式,有助于提示病因。规则或几何形状的硬化通常提示良性,如线性硬化可能与骨折愈合有关,而蛇形或周边硬化是骨坏死的典型特征。溶骨性病变中的不定形高密度不具特异性,但常提示成骨性肿瘤,如软骨母细胞型骨肉瘤和毛细血管扩张型骨肉瘤。骨原发性淋巴瘤常表现为边界不清的溶骨区和斑驳硬化区相混杂。

(二)肿瘤基质

肿瘤基质反映肿瘤的内部组成和细胞起源。存在矿化的肿瘤基质分为骨样和软骨样,分别由成骨细胞和软骨细胞形成。纤维性、脂肪性、血管性和囊性骨病变通常无肿瘤基质矿化。骨转移瘤和多发性骨髓瘤也无内在基质矿化。

1.骨样基质:由成骨细胞分泌的蛋白质前体基质组成,在新骨形成过程中矿化。常见疾病包括骨样骨瘤、成骨细胞瘤和骨肉瘤。在放射学上,成骨性肿瘤通常呈现致密性,伴有非定形和云雾状矿化。

2.软骨样基质:见于成软骨性骨肿瘤,常位于髓腔中心,呈透光性,分叶状,伴有环形或弧形、絮状或斑点状钙化,多数生长缓慢,可见边缘硬化。常见疾病包括内生软骨瘤、软骨母细胞瘤、骨软骨瘤和软骨肉瘤等。骨软骨瘤的软骨帽通常呈现软骨样矿化。

3.其他:纤维结构不良通常呈现为“磨砂玻璃”外观,放射学密度模糊,内部无矿化,周围有硬化边,也可因纤维和骨形成成分的比例不同而呈现低和高密度。骨脂肪瘤可见脂肪坏死和营养不良性钙化,而骨血管瘤可见增粗骨小梁。

(三)病变部位

骨肿瘤的位置对预测组织病理学至关重要,包括受累的骨骼部位、骨骼内的纵向和横向分布方式。将这3个定位参数与其他放射学特征和临床信息结合起来,对于准确鉴别良性和恶性骨肿瘤至关重要。

1.受累的骨骼部位:有些骨肿瘤对脊柱、附肢骨骼或特定骨骼区域有偏好。例如,手部短管状骨内多发、边界清晰的溶骨性病变通常为内生软骨瘤。釉质瘤特发于胫骨近端至中段的前侧骨皮质,而骨膜骨肉瘤通常累及股骨远端的后侧。骨髓源性恶性肿瘤,如尤文肉瘤,在扁骨中更为常见。

2.骨骼内纵向分布:骨肿瘤发生于骨骺部、干骺端、骺板愈合后的骨端还是骨干,反映骨肿瘤的病理生理学特征。发生于骨骺部的通常为良性病变。骨突,作为骨骺部的等效区,与其他“骨端”病变的鉴别诊断相似。干骺端病变提示与骨骼生长相关的骨肿瘤(如骨肉瘤)或具有丰富血管性的病变(如通过血行途径传播的骨髓炎或骨转移瘤)。骨干病变常提示肿瘤为造血骨髓起源,如尤文肉瘤和淋巴瘤等小圆细胞肿瘤。

3.骨骼内横向分布:骨病变横向分布的解剖位置分为骨中央(髓腔内)、偏心(髓腔内)、皮质或骨表面。尽管在较大、界限不清的病变中有挑战,但确定横向分布位置对于鉴别特定骨肿瘤特别有用。例如,青少年患者的皮质骨内病变,周围皮质增厚,伴有水杨酸盐可缓解的疼痛,提示为骨样骨瘤。

4.单发或多发:多发骨骼受累显著增加骨肿瘤的恶性风险(如骨髓瘤、转移瘤和淋巴瘤),尽管一些良性病变也可能表现为多骨受累,例如朗格汉斯细胞组织细胞增生症、内生软骨瘤病和纤维结构不良等。

六、总结

Bone-RADS分级系统借助普通放射学检查特征(病变边界、骨膜反应、骨内侵蚀、病理性骨折及骨外软组织肿块)和原发肿瘤病史,提供了1种判断骨肿瘤风险等级的方法。在Bone-RADS分级系统评价骨肿瘤良、恶性的基础上,借助病变的放射学密度、肿瘤基质、位置和定量指标等放射学特征,同时结合患者的发病年龄等人口统计学相关资料10,为放射科医师提供诊断思路,从而进一步预测骨肿瘤最有可能接近病理的诊断。笔者根据指南提供的方法,结合临床实践,总结了基于普通放射学的骨肿瘤诊断思路(图3)和结构化报告模板(表1),供广大放射科医师参考。需要指出的是,骨肿瘤风险评估和管理指南中并未详细阐述年龄因素,而笔者认为,年龄在骨肿瘤诊断中有很重要的价值,因此根据文献[10],将年龄纳入骨肿瘤的诊断思路中。

10.3760/cma.j.cn112149-20240408-00193.F002 基于骨影像和报告系统(Bone-RADS)的骨肿瘤临床影像诊断思路
参考文献
参考文献 Caracciolo JT, Ali S, Chang CY, et al. Bone tumor risk stratification and management system: a consensus guideline from the ACR bone reporting and data system committee[J]. J Am Coll Radiol, 2023, 20(10):1044-1058. DOI: 10.1016/j.jacr.2023.07.017. Chang CY, Garner HW, Ahlawat S, et al. Society of Skeletal Radiology-white paper. Guidelines for the diagnostic management of incidental solitary bone lesions on CT and MRI in adults: bone reporting and data system (Bone-RADS)[J]. Skeletal Radiol, 2022, 51(9):1743-1764. DOI: 10.1007/s00256-022-04022-8. Lodwick GS. Radiographic diagnosis and grading of bone tumors, with comments on computer evaluation[J]. Proc Natl Cancer Conf, 1964, 5:369-380. Madewell JE, Ragsdale BD, Sweet DE. Radiologic and pathologic analysis of solitary bone lesions. Part Ⅱ: periosteal reactions[J]. Radiol Clin North Am, 1981, 19(4):749-783. Caracciolo JT, Temple HT, Letson GD, et al. A modified Lodwick-Madewell grading system for the evaluation of lytic bone lesions[J]. AJR Am J Roentgenol, 2016, 207(1):150-156. DOI: 10.2214/AJR.15.14368. Mirels H. Metastatic disease in long bones. A proposed scoring system for diagnosing impending pathologic fractures[J]. Clin Orthop Relat Res, 1989, (249):256-264. Helms CA. 骨关节放射学基础[M]. 郝大鹏满凤媛. 北京:人民卫生出版社, 2021. 徐少春, 王祥, 孙红标, . 成人偶发孤立性骨病变的CT和MRI诊断管理指南解读[J]. 中华放射学杂志, 2023, 57(1):11-16. DOI: 10.3760/cma.j.cn112149-20220808-00661. Allen H, Barnthouse NC, Chan BY. Periosteal pathologic conditions: imaging findings and pathophysiology[J]. Radiographics, 2023, 43(2):e220120. DOI: 10.1148/rg.220120. Manaster BJ, May DA, Disler DG. Musculoskeletal imaging: the requisites[M]. Philadelphia: Elsevier Health Sciences, 2013.