暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)放射科 (廣東 深圳 518020)

朱 進 凌人男 龔靜山李 肅 周陽泱 楊敏潔

采用3T MR Dixon技術(shù)評價脊旁肌脂肪浸潤與年齡的相關(guān)性*

暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)放射科 (廣東 深圳 518020)

朱 進 凌人男 龔靜山李 肅 周陽泱 楊敏潔

目的 采用MR Dixon 技術(shù)評價脊旁肌脂肪浸潤，并探討其與年齡的相關(guān)性。方法 對135例患者Dixon脂肪和水圖像手繪包含脊旁肌的感興趣區(qū)(region of interesting，ROI)2次，測量脊旁肌的信號強度，計算脂肪信號分數(shù)(fat signal fraction，F(xiàn)SF)，采用協(xié)方差分析(analysis of covariance,ANCOVA)比較脊旁肌FSF與年齡的相關(guān)性，采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(interclass correlation coefficences, ICCs)分析觀察者間和觀察者內(nèi)可靠性。結(jié)果 脊旁肌的FSF隨年齡增加上升，校正性別后，與年齡呈正相關(guān)(R2=0.561, P=0.016)。觀察者間和觀察者內(nèi)可靠性良好(ICCs分別為0.83 和0.86)。結(jié)論 MR Dixon 技術(shù)可以用于監(jiān)測脊旁肌隨年齡增長發(fā)生的退行性變，并且具有較高的可靠性。

肌肉；脂肪浸潤；磁共振成像；Dixon序列

下腰痛(low back pain, LBP)是全球范圍內(nèi)致殘疾患，84%的成人一生內(nèi)會發(fā)生過LBP，一年的發(fā)生率約為22%～65%，并且發(fā)生率隨年齡增長而增加[1]。雖然腰椎間盤變性是LBP的主要原因之一[2-3]，但脊旁肌的脂肪浸潤也與LBP有一定的相關(guān)性[4]。磁共振成像可以通過多種技術(shù)定量或半定量在體評價組織的脂肪含量，基于梯度回波成像的化學位移(chemistry shift)可以獲得水脂分離圖像，即Dixon方法，并可以計算脂肪信號分數(shù)(fat signal fraction，F(xiàn)SF)定量評價組織或器官含量[4-7]。本研究通過在 Dixon水脂分離圖像上測量脊旁肌的信號強度并計算FSF，探討脊旁肌FSF與年齡的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 受試者通過圖像存儲和傳輸系統(tǒng)(picture archive and communication system, PACS)檢索2016年7月～2016年10月間檢索在我院采用3.0 T MRI行腹盆腔掃描并包含有橫斷位Dixon序列圖像且年齡大于21歲的患者。排除標準包括：1、惡性腫瘤病史或發(fā)現(xiàn)腹盆腔腫瘤患者；2、腰椎手術(shù)史；3、MRI發(fā)現(xiàn)腰椎非退行性病變。135例患者入選本研究，其中男67例，平均年齡50.9歲。男、女患者間年齡差異無統(tǒng)計學意義(52.94±13.31) vs (49.04±13.94)，P=0.099)。

1.2 MR掃描全部患者采用Siemens Magnetom Sykra 3.0 T MR成像系統(tǒng)，腹部表面線圈。不同的患者根據(jù)臨床需求掃描方案不同，所包含的屏氣兩點法Dixon T1加權(quán)序列參數(shù)如下：TR 4.0ms；TE 1.5ms和2.5ms；反轉(zhuǎn)角9度；層厚3.5mm；FOV，360×281。

1.3 圖像分析由兩位有多年MR圖像分析經(jīng)驗的放射診斷醫(yī)生在PACS上選擇右腎靜脈層面的Dixon水像和脂肪像，手繪右側(cè)脊旁肌的感興趣區(qū)(region of interesting, ROI)(圖1-2)，測量脊旁肌的信號強度。每位醫(yī)生測量兩次，對四次測量的結(jié)果平均，并按公式FSF=SIfat/[SIfat+SIwater](其中SIfat 和 SIwater 分別為脊旁肌在脂肪像和水像上的信號強度

統(tǒng)計學處理 采用t檢驗比較男性和女性脊旁肌FSF，采用協(xié)方差分析(analysis of covariance,ANCOVA)在校正性別后與年齡的相關(guān)性。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(interclass correlation coefficences,ICCs)分析觀察者間和觀察者內(nèi)可靠性。ICCs＜0.50認為可靠性差，ICCs為0.50～0.75認為可靠性一般，0.75～0.90認為良好，大于0.90為優(yōu)秀。P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義，統(tǒng)計軟件采用IBM SPSS Statistics 24。

2 結(jié) 果

男性脊旁肌F S F為(0.1 9±0.1 1)，女性為(0.27±0.16)，兩者差別有統(tǒng)計學意義(t=3.59，P=0.001)。隨年齡增長，脊旁肌FSF增加(圖3)。校正性別后，脊旁肌的FSF與年齡呈正相關(guān)(R2=0.561，P=0.016)。ICCs顯示觀察者間和觀察者內(nèi)可靠性良好(ICCs分別為0.83[95% CI：0.80，0.88]和0.86[95% CI：0.82，0.90])。

3 討 論

脊柱退行性變是LBP的重要原因之一。脊柱退行性變包括椎體、椎間盤和脊旁肌的改變，其中脊旁肌退行性變在LBP中的作用并沒有得到臨床的廣泛重視。與椎間盤和椎體小關(guān)節(jié)一樣，脊旁肌在維持椎體穩(wěn)定中起重要作用。脊旁肌退行性變的主要表現(xiàn)為脂肪浸潤，因此，明了脊旁肌脂肪浸潤程度有利于臨床了解脊柱退變和LBP的干預(yù)。

MRI作為一種無創(chuàng)無輻射的檢查技術(shù)在評價脊柱退行性變中起著重要作用。在LBP患者中，MRI可以定性或定量評價椎間盤變性，顯示椎間盤突出或膨出和神經(jīng)根受壓，以及終板改變，為臨床治療方案的選擇提供指導(dǎo)。MRI可以通過多種技術(shù)載體評估組織或器官的脂肪含量[4-7]。1H MRS (Proton magnetic resonance spectroscopy)能夠通過分析脂肪峰下面積評價組織或器官的脂肪量，但1H MRS無論是單體素還是多體素都僅能覆蓋較小的范圍，對組織或器官脂肪含量不均勻的存在采樣誤差，而且耗時和需要復(fù)雜的后處理技術(shù)完成。由于脂肪和水中質(zhì)子共振頻率存在差異(即化學位移)，選擇特定回波時間(time of echo，TE)進行信號采集可以使脂肪和水中質(zhì)子產(chǎn)生的信號處于同相位或反相位(例如在3.0 T MR上，TE為1.3ms是脂肪和水信號是反相位，而2.5ms是同相位)。這樣同相位上脂肪和水信號會疊加，強度就會加強，反之在反相位上減弱。同相位和反相位圖像的運算獲得水脂分離圖像，即同相位減去反相位圖像獲得脂肪相，同相位加上反相位圖像則為水相。這一技術(shù)由Dixon在1984年首次提出[8]，并在近年發(fā)展至臻完善，被廣泛應(yīng)用于臨床提高病灶的顯示和定性，以及脂肪含量的定量分析。多項研究也表明，采用Dixon技術(shù)對脂肪含量的評估與1H MRS相仿，而且能夠獲得更大的空間覆蓋范圍和操作更加簡便。在脊柱退行性變或骨質(zhì)疏松方面的研究表明，椎體的脂肪含量隨骨質(zhì)疏松的程度增加而上升[9]。本研究采用回顧性分析脊旁肌在Dixon脂肪相上信號強度與脂肪相和水相上信號強度和的比值，即FSF，結(jié)果表明，成人女性脊旁肌FSF高于男性；而且校正性別后，脊旁肌FSF與年齡呈正相關(guān)。同時，ICCs也表明采用Dixon脂肪相和水相測量脊旁肌FSF具有優(yōu)秀的觀察者內(nèi)和觀察者間可靠性。目前幾乎所有MR廠家在提供Dixon序列同相位和反相位圖像的同時，也運算出脂肪相和水相，因此，本方法不需要后期處理和借助于第三方軟件進行圖像計算，可以簡便地評價肌肉的脂肪浸潤程度，為臨床在體評價LBP和肌肉退行性變提供可靠無創(chuàng)無輻射的技術(shù)手段。

本研究為回顧性研究，存在以下一些缺陷。首先脊旁肌FSF沒有與組織病理學檢查進行比較，缺乏客觀標準進行對比。其次，除年齡和性別外，多種因素可能與肌肉的脂肪浸潤有關(guān)，如糖尿病、高血脂、肥胖等，本研究未能將這些因素作為協(xié)變量。最后，本研究也未能對脊旁肌FSF與LBP和其他脊柱退行性變，如椎間盤變性、脊柱骨性結(jié)構(gòu)退行性變進行比較。

圖1-2 手繪ROI 測量脊旁肌在脂肪相（圖1）和水相（圖2）上的信號強度。圖3 脊旁肌FSF與年齡的散點圖顯示脊旁肌FSF隨年齡增加而上升，兩者呈正相關(guān)。

綜上所述，利用3.0 T MR Dixon技術(shù)為評價脊旁肌脂肪浸潤的一種可靠手段，并觀察到脊旁肌脂肪浸潤的程度隨年齡增加上升，說明這一技術(shù)可以用于監(jiān)測脊旁肌隨年齡增長發(fā)生的退行性變，可以為LBP的臨床干預(yù)提供指導(dǎo)。

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[2] Luoma K, Riihimaki H, Luukkonen R,et al.Low back pain in relation to lumbar disc degeneration[J].Spine,2000, 25(4):487-492.

[3] Peterson CK,Bolton JE,Wood A R.A c r o s s-s e c t i o n a l study correlating lumbar spine degeneration with disability and pain[J]. Spine,2000,25(2):218-223.

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(本文編輯:謝婷婷)

Assessments the Relationship between Fat Infiltration of Lumber Paraspinal Muscles and Age using Dixon Sequence at 3.0 Tesla MR Imaging*

ZHU Jin, LING Ren-nan, GONG Jing-shan, et al．, Department of Radiology, Shenzhen People's Hospital (The Second Clinical Medical College of Jinan University), Shenzhen 518020, Guangdong Province, China

ObjectiveTo assess paraspinal muscles fat infiltration by using Dixon MR imaging and investigate the relationship of fat infiltration with age． Methods Two radiologists measured signal intensity (SI) of right side paraspinal muscles by manual drawn ROI on fat and water images of Dixon sequence twice independently in 135 patients．The fat signal fraction (FSF) of paraspinal muscles was calculated． ICCs were used to evaluate inter- and intra-observers reliability． The relationship between FSF of paraspinal muscles and age was assessed using ANCOVA with adjustment of gender． Results FSF of paraspinal muscles increased with age． After adjusting gender, the association between FSF of paraspinal muscles and age was statistical significant (P=0．016)． Inter- and intraobserver reliability was excellent with ICC of 0．83 and 0．86, respectively． Conclusion Dixon MR imaging can be used to monitor degeneration of paraspinal muscles with aging with excellent reliability．

Muscle; Fat Infiltration; Magnetic Resonance Imaging; Dixon Sequence

R575

A

深圳市科技計劃項目(JCYJ 20140416122811967)

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.08.043

2017-07-04

龔靜山