Predicting the Histological Type of Spinal Metastases Using Amide Proton Transfer-Weighted Imaging Combined with Apparent Diffusion Coefficient
这项前瞻性研究表明，结合酰胺质子转移加权成像（APTw）与表观扩散系数（ADC）值，可为区分来自肺癌、前列腺癌及乳腺癌的脊柱转移瘤组织学类型提供有用的定量信息，且这种结合方法在特定比较中显示出提升的诊断性能。
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当癌症从原发部位扩散到脊柱骨骼时，便构成了一个复杂的医学难题。这些被称为转移瘤的继发性肿瘤可能会引起剧烈疼痛并限制活动，但对医生而言，最关键的挑战往往在于仅仅弄清楚癌症最初起源于何处。源自肺部的肿瘤与源自乳腺或前列腺的肿瘤表现截然不同，且各自的治疗方案也完全不同。为了做出正确的选择，医生通常需要知道癌症的具体类型，但寻找这一答案往往需要进行侵入性的活检，而这种程序具有风险，且在脊柱上实施起来较为困难。多年来，标准磁共振成像（MRI）一直是观察这些病灶的首选工具，它能提供清晰的图像，显示肿瘤的位置及其生长规模。然而，这些传统图像大多只能显示肿块的形状和大小，使得肿瘤内部的生物学构成成了一个谜。它们能看到森林，却难以识别出具体的树种。
为了解决这个问题，甘肃中医药大学附属医院的研究人员转向了两种能够观察得比表面更深层的先进成像技术。第一种方法被称为酰胺质子转移加权成像，它就像一个化学传感器。它通过追踪特定氢原子如何与水分子交换，来检测肿瘤组织内游离蛋白质和多肽的存在。由于不同类型的癌细胞产生的蛋白质数量不同，且代谢活性也不同，这种技术可以揭示出对应于肿瘤起源的独特化学特征。第二种技术是表观扩散系数，这是一个源自扩散加权成像的测量值，用于绘制水分子在组织中移动的自由程度。在排列紧密、生长迅速的肿瘤中，水分子的移动会受到阻碍；而在较松散的组织中，水分则流动得更顺畅。研究人员希望通过结合这两种视角——一种观察化学组成，另一种观察细胞的物理密度——从而在无需使用针头的情况下，勾勒出一幅更完整的肿瘤身份图景。
研究团队开展了一项前瞻性研究，涉及61名经病理学证实患有脊柱转移瘤的患者。根据癌症的原发来源，该组被分为三类：20名肺癌患者，26名前列腺癌患者和15名乳腺癌患者。每位患者都接受了全面的MRI扫描，其中包括标准序列、对化学敏感的酰胺质子转移成像以及扩散加权成像。三位经验丰富的放射科医生在不知道患者最终诊断的情况下，独立测量了图像中肿瘤实性部分的数值。他们仔细地在肿瘤肿块周围绘制感兴趣区域，避开坏死组织或液体区域，以确保测量的仅是活跃的癌细胞。研究人员发现，不同医生之间的测量结果高度一致，证实了该技术的可靠性。
在数据分析时，三组之间出现了明显的差异。肺癌转移瘤显示出最高的酰胺质子转移成像化学信号，平均接近5%。前列腺癌转移瘤处于中间水平，而乳腺癌转移瘤显示的数值最低，平均略高于3%。这表明，脊柱中的肺癌细胞产生的游离蛋白质更多，或者具有不同的代谢环境。水分移动的测量结果则讲述了一个略有不同的故事。前列腺癌组显示出最高的水平水扩散值，这意味着水在这些肿瘤中的移动比肺癌和乳腺癌组更自由。有趣的是，肺癌和乳腺癌组的水分移动非常相似，使得仅使用该单一测量指标很难将两者区分开来。
为了测试这些数值实际区分癌症的能力，研究人员使用了一种统计方法来测试其准确性。在尝试区分肺癌和前列腺癌时，仅使用化学信号就很有帮助，但将化学信号与水分移动数据相结合后，准确性得到了显著提升。这种结合的方法在区分前列腺癌和乳腺癌方面甚至更加有效。然而，在区分肺癌和乳腺癌时，由于化学信号本身已经非常强大，加入水分测量值并没有增加多少额外价值。研究结论指出，虽然这两种技术在每种对比中单独使用都不够完美，但将它们结合使用，为预测脊柱转移瘤的起源提供了一种强大的非侵入性方法。这种方法提供了一个新的信息层面，有助于医生更快、更安全地制定个性化治疗方案，从而有可能减少在困难病例中进行高风险活检的需求。
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