黃文亮 吳淑芬

漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第二附屬醫(yī)院MRI室(河南 漯河 462300)

隨著中國老齡社會(huì)的到來，臨床工作中骨質(zhì)疏松的患者越來越多，骨質(zhì)疏松癥是骨量丟失或減低,微結(jié)構(gòu)損壞,骨脆性增加,易發(fā)生骨折為特征的一種全身性骨病[1]，在老年人中發(fā)病率較高，同時(shí)患者生活質(zhì)量下降明顯，給患者帶來了嚴(yán)重的精神負(fù)擔(dān)及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。對骨質(zhì)疏松的診斷主要依靠骨密度(bone mineral density，BMD) 測量，也是骨質(zhì)疏松治療后監(jiān)測的指標(biāo)之一[2]。目前BMD測量較為準(zhǔn)確和敏感的方式為定量CT(quantitative CT，QCT)，但是QCT測量BMD一是對患者有輻射，二是醫(yī)院需要配置校正體模，這就限制了QCT在臨床上骨密度測量。骨髓內(nèi)脂肪含量變化與骨質(zhì)疏松相關(guān)[2]，mDixon-Quant技術(shù)可以定量測量骨髓內(nèi)脂肪含量變化，且對患者無電離輻射，本研究采用 mDixon-Quant測量腰椎骨髓脂肪分?jǐn)?shù)，分析與定量CT(QCT)測量的骨密度(BMDQCT)相關(guān)性，并評估m(xù)Dixon-Quant技術(shù)進(jìn)行腰椎BMD定量的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第二附屬醫(yī)院骨一科(脊柱外科)住院行腰椎磁共振及QCT檢查患者153例,男66例、女87例，年齡20～88歲，平均(48.23±12.9)歲，每個(gè)患者的兩項(xiàng)檢查均在同一天進(jìn)行。排除標(biāo)準(zhǔn)：患者有影響骨代謝基礎(chǔ)性疾病，如代謝性或內(nèi)分泌疾病、使用糖皮質(zhì)激素等藥物，有腫瘤或放化療、腰椎手術(shù)或骨折等病史。

1.2 檢查方法

1.2.1 MRI掃描 采用Philips Ingenia 3.0T MRI掃描儀,32通道專用腰椎線圈進(jìn)行掃描。腰椎常規(guī)掃描序列及參數(shù)如下：矢狀位T1WI TR400ms，TE8ms，層厚4mm，層間距1mm，視野300mm×300mm，激勵(lì)次數(shù)1，矩陣576×576；矢狀位T2WI TR2000ms，TE120ms，層厚4mm，層間距1 mm，視野300mm×300mm，激勵(lì)次數(shù)1，矩陣576×576；矢狀位STIR TR3130ms,TE 80ms，層厚4mm，層間距1mm，視野300 mm×300mm，激勵(lì)次數(shù)1，矩陣576×576；橫軸位T2WI TR2000ms，TE120ms，層厚4mm，層間距1mm，視野160mm×1600mm，激勵(lì)次數(shù)1，矩陣384×384；再行mDixon-Quant矢狀位，翻轉(zhuǎn)角30，TR8.8ms，6個(gè)TE (1.46ms、2.76ms、4.06ms、5.46ms、6.76ms、8.06ms)，體素1.3mm×1.3mm×4mm，視野180mm×298mm×40mm，矩陣292×252，激勵(lì)次數(shù)2；掃描結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)生成水相、脂肪相、FF圖、T2圖(圖1A～圖1D)。

圖1A～圖1D 為水像、脂肪像、FF圖及T2圖。圖2 在正中矢狀面FF圖上選取ROI測量FF值。圖3 腰椎BMD與FFmDixon散點(diǎn)圖。

1.2.2 QCT掃描 運(yùn)用GE64排lightspeedCT掃描機(jī)螺旋掃描,專用標(biāo)準(zhǔn)骨密度體模及QCT計(jì)算BMD專用軟件，檢查時(shí)受檢查者仰臥于檢查床上，將專用標(biāo)準(zhǔn)體模放于受檢查者腰椎正中下方，體模盡量貼近腰部，患者雙下肢屈曲。掃描條件：管電壓120kV、管電流140mA，掃描范圍包括L1-5。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)測量所有數(shù)據(jù)的測量均有兩名副主任醫(yī)師以上人員測量，結(jié)果取其平均值，在Philips后處理工作站,選取mDixon-Quant生成的腰椎正中矢狀面FF圖,選取椎體中心層面，在L1-5椎體上勾繪 ROI，ROI 每個(gè)椎體的松質(zhì)骨盡量包含在ROI,同時(shí)避開松質(zhì)骨外結(jié)構(gòu)(圖2),每個(gè)椎體測量三次取平均值，將測得的L1-5椎體FFmDixon取平均值，得到該受檢者腰椎FFmDixon。

將CT容積數(shù)據(jù)傳至QCT計(jì)算BMD專用軟件，按照BMD測量標(biāo)準(zhǔn)選取椎體中心層面，并選取合適ROI測出L1-5椎體骨密度，每個(gè)椎體測量三次取平均值，將測得的L1-5椎體骨密度值取平均值，得到該受檢者腰椎骨密度值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Pearson相關(guān)分析發(fā)分析FFmDixon值與BMDQCT間的相關(guān)性分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；回歸法分析：建立FFmDixon與BMDQCT之間的線性回歸方程，通過線性回歸方程計(jì)算BMDmDixon的預(yù)測值，將BNDmDixon的預(yù)測值與BMDQCT進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，對線性回歸方程測量預(yù)測值進(jìn)行定量評價(jià)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

153例患者mDixon-Quant測量L1-5椎體平均FF值為(54.15±11.47)%，QCT測量L1-5椎體平均BMD值為(135.43±36.33)mg/cm3，通過計(jì)算Spearman等級相關(guān)系數(shù)，F(xiàn)FmDixon值與BMDQCT呈顯著負(fù)相關(guān)(圖3)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=-0.803，P=0.000)，通過建立兩者間的線狀回歸方程Y(BMDmDixon的預(yù)測值)=-3.13×(FFmDixon)+305.28(R2=0.645，P＜0.001),并通過回歸方程計(jì)算BMDmDixon的預(yù)測值，且回歸分析法中BMDmDixon的預(yù)測值與BMDQCT的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表1。

3 討 論

骨質(zhì)疏松性骨折最常見的部位為椎體壓縮性骨折，一般在骨折前沒有臨床表現(xiàn)，只表現(xiàn)為骨質(zhì)內(nèi)骨量的減少，主要是骨松質(zhì)內(nèi)成骨細(xì)胞的減少，同時(shí)伴有脂肪成分的增多[3-4]，如果能夠早期診斷骨質(zhì)疏松并加以臨床早期干預(yù)，可以避免骨折發(fā)生。以往我們診斷骨質(zhì)疏松，主要依靠測量骨質(zhì)BMD值，常用的測量方法為雙能x線吸收法(DXA)和定量CT法(QCT)，經(jīng)過近幾年研究表明[3-5]，QCT較DXA在測量BMD上具有更高的一致性及準(zhǔn)確性，因此，采用QCT測量的BMD作為椎體的骨密度更具有代表性和準(zhǔn)確性[6]。成骨細(xì)胞以及脂肪細(xì)胞代謝活躍程度松質(zhì)骨明顯高于皮質(zhì)骨，骨質(zhì)疏松早期，松質(zhì)骨內(nèi)骨量改變明顯高于及早于皮質(zhì)骨，故對椎體BMD值測量應(yīng)該測量松質(zhì)骨區(qū)域，他能更早及精確的反映椎體骨量的變化[7-8]，因此本研究測量椎體測量椎體的BMD值時(shí)，選擇的測量部位為椎體松質(zhì)骨區(qū)域，為了更加準(zhǔn)確測量椎體BMD值，測量時(shí)應(yīng)盡最大可能包含所有的松質(zhì)骨，本研究測量L1-5椎體骨密度之后取平均值，QCT測量L1-5椎體平均BMD值為(135.43±36.33) mg/cm3，更能反映患者椎體骨密度情況，故本研究利用QCT測量的椎體密度值是真正椎體骨密度，且其測量結(jié)果不受松質(zhì)骨以外組織影響。

測量骨密度可以判斷骨質(zhì)疏松，且目前我們的診斷標(biāo)準(zhǔn)還是以測量骨密度為準(zhǔn)。骨質(zhì)疏松時(shí)，除了骨質(zhì)內(nèi)骨量的變化以外，脂肪成分也發(fā)生變化，已有研究表明[9-11]，骨質(zhì)內(nèi)脂肪含量的變化與骨密度具有相關(guān)性，骨密度和骨質(zhì)內(nèi)脂肪含量可以很好標(biāo)記骨質(zhì)疏松，也有研究表明[12-17]骨質(zhì)內(nèi)骨密度減低與脂肪含量變化不是同步，骨質(zhì)內(nèi)脂肪含量變化要早于骨密度減低，所以測量骨質(zhì)內(nèi)脂肪含量及變化對較早診斷骨質(zhì)疏松有重要意義，已有證據(jù)表明[18]，骨髓中脂肪成分增加與成骨細(xì)胞減少具有相關(guān)性。通過骨質(zhì)內(nèi)脂肪含量測量來預(yù)測骨質(zhì)密度成為一個(gè)選擇。

本研究采用mDixon-Quant技術(shù)來測量腰椎骨髓脂肪含量，mDixon-Quant 技術(shù)通過1次閉氣得到6個(gè)回波信號,經(jīng)過圖像后處理可以得到信噪比比較高FF圖,同時(shí)可以直接測量骨質(zhì)的FF值,本研究通過測量L1-5椎體的FF值，然后取平均值，進(jìn)一步反映了椎體骨質(zhì)準(zhǔn)確FF值。本研究測得L1-5椎體平均FF值為(54.15±11.47)%，與BMDQCT呈顯著負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=-0.803，P=0.000)，說明可以通過測量椎體內(nèi)脂肪含量變化反映椎體骨密度變化，兩者呈負(fù)相關(guān)，隨著椎體骨量的減少,椎體內(nèi)脂肪含量呈增加趨勢。mDixon-Quant序列成像速度快、后處理FF值可量化、相對DXA和QCT無電離輻射，可以實(shí)現(xiàn)了脂肪含量定量測量，在臨床工作中椎體mDixon-Quant序列測量FF值對預(yù)測骨密度變化具有一定價(jià)值。

通過線性回歸方程計(jì)算的骨質(zhì)密度預(yù)測值(BMDmDixon)，回歸分析法中BMDmDixon的預(yù)測值與BMDQCT的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，表明采用回歸分析法通過mDixon-Quant 測量椎體脂肪含量(FF)能夠準(zhǔn)確的預(yù)測椎體的BMD值。雖然通過mDixon-Quant 測量椎體脂肪含量(FF)能夠較好反應(yīng)椎體的BMD值，但是通過mDixon-Quant 測量椎體脂肪含量(FF)預(yù)測的BMDmDixon成與椎體實(shí)際BMD還存在微小的誤差，預(yù)測BMDmDixon值往往高于椎體實(shí)際測得BMD值，與骨松質(zhì)內(nèi)并不是只有脂肪及骨小梁等反應(yīng)骨密度組織組成，且脂肪的存在也影響QCT對骨密度測量，預(yù)測BMDmDixon值計(jì)算時(shí)把椎體內(nèi)除了脂肪其余都是反映骨量的骨密度成分，而實(shí)際椎體內(nèi)含有紅細(xì)胞等其他成分，所以高估了椎體骨密度。mDixon-Quant 測量腰椎椎體脂肪含量也容易受多種因素的影響,有研究表明[19]椎體內(nèi)脂肪含量不但與骨質(zhì)疏松相關(guān)，還與年齡有著密切的關(guān)系，年齡增加時(shí),造血細(xì)胞和組織功能減退、萎縮,造成骨小梁的變薄、骨小梁間隙增寬和BMD的減少,增寬間隙由脂肪組織填充，最終引起椎體內(nèi)脂肪含量的相對增加，但是脂肪增加與骨量減少不是完全成比例的。

本研究仍存在不足之處，椎體構(gòu)成成分復(fù)雜多樣，主要由水、紅、黃骨髓、骨小梁、膠原基質(zhì)等成分，本研究僅考慮椎體骨質(zhì)內(nèi)脂肪及反映骨量骨密度，只用脂肪含量變化反映骨密度，可能預(yù)測的BMD存在一定的誤差，本次研究對象即使擴(kuò)大到整個(gè)腰椎，mDixon-Quant 技術(shù)用于髖關(guān)節(jié)、頸胸椎BMD預(yù)測的可行性有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，腰椎FFmDixon與BMDQCT呈顯著負(fù)相關(guān)，通過mDixon-Quant技術(shù)定量測量腰椎FFmDixon值，預(yù)測腰椎BMD，將在臨床工作中測量腰椎骨質(zhì)疏松、預(yù)測骨折，評估骨質(zhì)疏松治療后效果等方面具有廣泛應(yīng)用前景，可成為一種定量評估腰椎BMD一種無創(chuàng)影像學(xué)檢查方法。