王峰,孔德海

(1.陽(yáng)谷縣人民醫(yī)院骨外科，山東陽(yáng)谷 252300；2.濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院骨科，山東濱州 256600)

體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion diffusion weightedimaging,IVIM-DWI)是采用雙指數(shù)模型設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)體組織的單純擴(kuò)散參數(shù)和灌注相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行單獨(dú)測(cè)定，已廣泛用于診斷強(qiáng)直性脊柱炎等疾病，但用于脊柱結(jié)核的報(bào)道較少。本研究旨在探討IVIM-DWI在脊柱結(jié)核評(píng)估和診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采集2018年1月～2020年1月在我院經(jīng)臨床病理學(xué)診斷確診的脊柱結(jié)核患者36例(男26例，女10例)作為實(shí)驗(yàn)組，年齡20～80歲，平均(40.39±14.84)歲；36例均進(jìn)行了ESR、CRP、結(jié)核菌素等檢查，并簽署知情同意書(shū)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①具有腰背或者下腰部僵硬疼痛，伴或不伴下肢放射痛；②既往體健，無(wú)脊柱外傷及手術(shù)史；③既往無(wú)脊柱骨質(zhì)破壞及后凸畸形。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有強(qiáng)直性脊柱炎、脊柱腫瘤、風(fēng)濕等脊柱疾??；②有MRI檢查禁忌證；③未簽署知情同意書(shū)。

隨機(jī)選取同時(shí)期檢查正常的36名志愿者(男26例，女10例)作為對(duì)照組，年齡20～79歲，平均(41.83±15.97)歲。兩組研究對(duì)象的性別、年齡比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 MRI檢查

采用西門(mén)子Signa 3.0 T掃描儀，采用8通道相控線圈掃描。脊柱MRI常規(guī)掃描序列：矢狀面：T1WI序列、T2WI序列；冠狀面T2WI序列。IVIM-DWI掃描序列：b值分別為：0、50、150、200、400、600 s/mm2，掃描時(shí)間約6 min。見(jiàn)表1。

表1 脊柱MRI常規(guī)掃描及IVIM-DWI掃描序列

1.2.2 數(shù)據(jù)處理及分析

IVIM-DWI圖像分析使用Siemens syngo.via工作站，采用MITK-Diffusion軟件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算處理，生成單純彌散系數(shù)(D)、偽彌散系數(shù)(D*)、灌注分?jǐn)?shù)(f)，對(duì)每個(gè)層面的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一測(cè)量3次后取均值，生成standardADC圖及D、D*、f偽彩圖。選取實(shí)驗(yàn)組病灶部位和對(duì)照組正常椎體、椎間盤(pán)或者骨髓圖像清晰度高并且均勻的層面，以及其上、下兩個(gè)層面，手動(dòng)選取圓形興趣區(qū)(region of interest, ROI)，ROI部分面積約26 mm2，將興趣區(qū)復(fù)制粘貼到同一病變位置。所有圖像及參數(shù)均由2名5年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師進(jìn)行圖像觀察及參數(shù)測(cè)定，多次測(cè)量，取平均值，并達(dá)成一致意見(jiàn)。

參數(shù)計(jì)算采用IVIM-DWI雙指數(shù)模型，計(jì)算公式：

Sb/S0=(1-f)×exp(-b*D)+

f×exp[-b(D*+D)]

注：Sb為高b值的信號(hào)強(qiáng)度，S0為b=0 s/mm2時(shí)DWI信號(hào)強(qiáng)度，f為灌注分?jǐn)?shù)，D為單純水?dāng)U散系數(shù)，D*為灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件，兩組f值、D值、D*值不滿足正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)，故采用秩和檢驗(yàn)，用中位數(shù)表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組病變椎體D值、D*值顯著高于對(duì)照組，f值顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1；實(shí)驗(yàn)組病變椎體與自身跳躍2個(gè)椎體間，經(jīng)秩和檢驗(yàn)，f值、D值差異均具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，D*值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見(jiàn)表2)。

表1 兩組IVIM參數(shù)比較

表2 實(shí)驗(yàn)組病變椎體與自身跳躍2個(gè)椎體間IVIM參數(shù)比較

實(shí)驗(yàn)組病變椎間盤(pán)的f值、D值顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，兩組的椎間盤(pán)D*值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見(jiàn)表3)。

表3 實(shí)驗(yàn)組病變椎間盤(pán)與對(duì)照組正常椎間盤(pán)的IVIM參數(shù)比較

對(duì)實(shí)驗(yàn)組36例患者脊柱結(jié)核的病變椎體采用ROC曲線進(jìn)行分析，計(jì)算其病變椎體f、D、D*值的最大曲線下面積，D值的診斷閾值為0.62×10-3mm2/s，AUC最大為0.950，敏感度為94.74%，特異度為86.56%；D*值的診斷閾值為0.48×10-3mm2/s，AUC最大為0.725，敏感度為74.53%，特異度為80.91%；f值的診斷閾值為0.072×10-3mm2/s，通過(guò)計(jì)算比較敏感度和特異度總和的最大值，得出D值的診斷效能最高。

3 討論

目前，臨床診斷脊柱結(jié)核普遍使用的方法有X線、CT、MRI、超聲等常規(guī)方式。但以上方法的臨床診斷效能不高。IVIM-DWI能夠定量評(píng)估分子的運(yùn)動(dòng)，采用多個(gè)b值進(jìn)行掃描成像，使用雙指數(shù)模型對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合[1]，該模型參數(shù)包括：D值、D*值和f值，可以獲得病灶的生物學(xué)信息。該方法在很大程度上彌補(bǔ)了常規(guī)影像學(xué)檢查只能通過(guò)形態(tài)學(xué)評(píng)估和診斷疾病的不足[2]。目前，采用IVIM-DW技術(shù)評(píng)估、診斷脊柱結(jié)核的可行性尚缺乏充分報(bào)道。

本研究中，實(shí)驗(yàn)組病變椎體D值、D*值顯著高于對(duì)照組，f值顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，該結(jié)果與班超等[3]的結(jié)論一致。D值之所以升高，主要是由于椎體骨質(zhì)被破壞，破骨細(xì)胞增多，骨小梁減少，病變椎體出現(xiàn)充血、水腫，從而導(dǎo)致細(xì)胞外間隙增加，水分子自由擴(kuò)散度增加，因此D值明顯增大[4]。本研究椎體D值高于既往研究中椎體腫瘤D值，D*值高于既往報(bào)道中椎體腫瘤D*值[5]，可能與椎體腫瘤患者腫瘤細(xì)胞取代正常骨髓細(xì)胞，水分子擴(kuò)散受限，從而導(dǎo)致D值降低有關(guān)；同時(shí)，因腫瘤血供豐富，血管灌注增加，使D*值增加。本研究中，病變椎體D值高于既往研究中布魯桿菌感染結(jié)果，D*值則基本與既往報(bào)道一致[4]，這可能是因?yàn)榧怪Y(jié)核對(duì)椎體的破壞較布魯桿菌感染更為嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)組病變椎間盤(pán)D值顯著高于對(duì)照組正常椎間盤(pán)(P<0.05)，其原因主要是椎體感染結(jié)核分枝桿菌后，椎間盤(pán)得不到充足的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，從而使正常椎間盤(pán)的“夾心面包”特征被破壞，導(dǎo)致椎間隙狹窄，邊界不清，出現(xiàn)高信號(hào)，因此D值明顯增高[6]。本研究采用ROC曲線來(lái)判斷D值對(duì)于脊柱結(jié)核病變的診斷效能，其最佳診斷閾值為0.62×10-3mm2/s，其敏感度為94.74%，特異度為86.56%，AUC最大為0.950。這些數(shù)據(jù)表明，通過(guò)IVIM-DWI技術(shù)測(cè)得的D值對(duì)于診斷脊柱結(jié)核具有很高的準(zhǔn)確性和敏感性，診斷價(jià)值較高。