梁 毅，葉 彬，石慧鈴，石昶霖，李 良，王 釗

（廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院放射科 廣西 南寧 530021）

椎間盤退變是引起慢性腰背痛的重要原因之一，且有發(fā)病年輕化的趨勢(shì)[1]。CT在診斷腰椎病變具有掃描速度快、可任意角度層面重建的優(yōu)勢(shì)，但由于常規(guī)CT圖像中椎間盤與腦脊液的低對(duì)比度，無法評(píng)估早期腰椎間盤退變。近年的研究結(jié)果顯示，雙能量CT（dual energy computed tomography，DECT）在腰椎疾病診斷中具有一定價(jià)值[2]，但DECT分析腰椎間盤退變的相關(guān)研究較少。本研究將通過雙能量CT虛擬去鈣（virtual non-calcium，VNCa）成像觀察腰椎間盤退變程度，分析DECT-VNCa成像評(píng)估腰椎間盤退變的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年7月—2022年6月廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院收治的擬診慢性腰背痛而接受腰椎DECT和MRI檢查的患者62例，其中男35例，女27例，年齡25～78歲，平均（51.3±14.6）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①就診3天內(nèi)接受MRI和DECT雙能量檢查；②圖像質(zhì)量良好，椎間盤結(jié)構(gòu)顯示清楚。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者依從性差；②MRI檢查禁忌證；③圖像質(zhì)量差，不能滿足診斷；④其他疾病嚴(yán)重癥狀者。所有患者均知曉相關(guān)情況并簽署知情同意書。

1.2 方法

所有患者在3天內(nèi)完成DECT雙能量檢查和MRI檢查。

1.2.1 DECT檢查

CT檢查設(shè)備為德國(guó)西門子Siemens Definition Flash CT?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍自第12胸椎上緣至第1骶椎下緣。A、B球管的管電壓分別為100 kV、Sn140 kV，管電流采用自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，準(zhǔn)直器寬度為32×0.6 mm，X線管轉(zhuǎn)速0.5 r/s，螺距0.5。雙能量圖像重建層厚2 mm，層間距1 mm，重建算法mediastinum，卷積核Q40f medium。將重建后的雙能量圖像傳輸至Siemens Syngo.VIA后處理工作站。使用CT Dual Energy Bone Marrow模塊重建圖像，獲得VNCa圖像，平滑濾波參數(shù)為4，分割像素最大值為800 HU，閾值為100 HU，CT顏色查找表spectrum，覆蓋查找表grayscale，CT窗值1為liver，CT窗值2為bone，以MPR技術(shù)呈現(xiàn)L1/2至L5/S1椎間盤情況。

1.2.2 MRI檢查

MRI檢查設(shè)備為美國(guó)GE公司SINGNA HDx 1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀，8通道頸胸腰椎聯(lián)合相控陣線圈。掃描序列：矢狀位FSE T1WI，TR 340 ms，TE 7.6 ms，帶寬41.67 Hz/Px，層厚4 mm，間距0.5 mm；矢狀位FRFSE T2WI，TR 2 280 ms，TE 102 ms，帶寬 41.67 Hz/Px，層厚4 mm，間距0.5 mm；矢狀位脂肪抑制T2WI+fs，TR 2 640 ms，TE 102 ms，帶寬31.25 Hz/Px，層厚4 mm，間距0.5 mm。對(duì)L1/2至L5/S1椎間盤行軸位FSE T2WI，TR 2 980 ms，TE 120 ms，帶寬 27.78 Hz/Px，層厚4 mm，間距0.5 mm。

1.3 圖像分析

MRI圖像由2位具有15年以上脊柱影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立評(píng)價(jià)，根據(jù)Pfirrmann（Pm）分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[3]對(duì)矢狀位T2WI所示椎間盤進(jìn)行分級(jí)，意見不一致時(shí)經(jīng)討論決定。Pm分級(jí)共分為1～5級(jí)：1級(jí)，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地均勻，呈高信號(hào)，髓核與纖維環(huán)邊界清晰，椎間盤高度正常，T2WI信號(hào)高或等于腦脊液；2級(jí)，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，可有灰色信號(hào)帶，髓核與纖維環(huán)邊界比較清晰，且椎間盤的高度基本正常，T2WI信號(hào)高或等于腦脊液；3級(jí)，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，呈灰色信號(hào)，髓核與纖維環(huán)邊界不清晰，T2WI信號(hào)中等，且椎間盤的高度基本正?；蛘哂休p微降低；4級(jí)，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，呈灰黑色信號(hào)，髓核與纖維環(huán)組織之間無邊界存在，T2WI信號(hào)中等或者稍低于腦脊液信號(hào)，且椎間盤的高度基本正?；蛘哂兄卸冉档?；5級(jí)，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，呈黑色信號(hào)，髓核與纖維環(huán)邊界消失，T2WI呈低信號(hào)，椎間盤間隙塌陷。依據(jù)Pm分級(jí)對(duì)椎間盤進(jìn)行MRI分期：1～2級(jí)為早期，3～4級(jí)為中期，5級(jí)為晚期。VNCa圖像由上述2名醫(yī)師根據(jù)正中矢狀位VNCa偽彩圖所示椎間盤髓核與纖維環(huán)的衰減程度進(jìn)行視覺分型，定性評(píng)估椎間盤退變：Ⅰ型，椎間盤整體為綠色，髓核與纖維環(huán)分界清楚（圖1a）；Ⅱ型，椎間盤結(jié)構(gòu)質(zhì)地不均勻，可有黃色低衰減區(qū)，髓核與纖維環(huán)分界不清楚（圖1b）；Ⅲ型，椎間盤整體偏紅色，髓核與纖維環(huán)不能區(qū)分（圖1c）。若評(píng)估判斷不一致，則由2名醫(yī)師協(xié)商一致決定。MRI或CT顯示椎間盤存在真空現(xiàn)象、積液或鈣化時(shí)，剔除該椎間盤。

圖1 腰椎間盤VNCa偽彩圖視覺分型

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。采用Kruskal-Walis H檢驗(yàn)分析不同VNCa分型腰椎間盤間Pm分級(jí)、MRI分期的差異，以Spearman秩相關(guān)分析腰椎間盤VNCa分型與MRI分期的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

62例患者共310個(gè)腰椎間盤，剔除8個(gè)出現(xiàn)真空現(xiàn)象的椎間盤，納入共302個(gè)腰椎間盤。302個(gè)腰椎間盤中，Pm分級(jí)1級(jí)86個(gè)、2級(jí)63個(gè)、3級(jí)70個(gè)、4級(jí)70個(gè)、5級(jí)13個(gè)；MRI分期早期149個(gè)、中期140個(gè)、晚期13個(gè)；VNCa分型Ⅰ型153個(gè)、Ⅱ型127個(gè)、Ⅲ型22個(gè)，見圖2。不同VNCa分型腰椎間盤間Pm分級(jí)、MRI分期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見表1、表2；腰椎間盤VNCa分型與MRI分期呈正相關(guān)（r=0.827，P＜0.01）。

表1 不同VNCa分型腰椎間盤間Pm分級(jí)比較

表2 不同VNCa分型腰椎間盤間MRI分期比較

圖2 腰椎間盤退變的VNCa偽彩圖與T2WI圖像對(duì)比

3 討論

腰椎間盤退變包括結(jié)構(gòu)破壞和細(xì)胞介導(dǎo)的成分變化，早期表現(xiàn)為生化信號(hào)的改變，主要表現(xiàn)為髓核中蛋白多糖和水分的丟失；后期可發(fā)展成形態(tài)學(xué)的改變，包括椎間隙的狹窄、纖維環(huán)破裂及髓核突出等[4]。目前臨床廣泛采用Pm分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估腰椎間盤退變的程度，其借助T2WI正中矢狀位圖像，通過對(duì)比髓核信號(hào)、髓核結(jié)構(gòu)、髓核與纖維環(huán)的分界線以及椎間盤的高度等四個(gè)方面來區(qū)分椎間盤的退變等級(jí)[5]。

DECT的VNCa成像以黃骨髓-紅骨髓CT值為基線，利用不同能量下鈣的X線衰減值特征斜率將目標(biāo)體素投射到基線，將鈣成分去除，基線上體素之間的差異主要反映組織含水量。髓核-纖維環(huán)CT值的基線斜率與黃骨髓-紅骨髓CT值相近，當(dāng)基線通過接近水的CT值時(shí)（100 kV和Sn140 kV均為0HU），其中膠原成分可被去除，基線上體素之間的差異則代表了椎間盤中的含水量[6-7]。VNCa成像技術(shù)還可對(duì)重建圖像進(jìn)行灰度疊加和彩色編碼，從而改善相鄰不同結(jié)構(gòu)間的組織對(duì)比度，使腰椎間盤組織含水量變化能夠更直觀地顯示，在評(píng)估椎間盤退變方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值[2,8]。

本研究以MR T2WI圖像為參考標(biāo)準(zhǔn)，分析DECTVNCa成像評(píng)估腰椎間盤退變的應(yīng)用價(jià)值。本研究結(jié)果顯示，不同VNCa分型腰椎間盤間Pm分級(jí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明VNCa分型與腰椎間盤間Pm分級(jí)具有相關(guān)性，即Pm分級(jí)越高，VNCa分型也越高。臨床上通常將Pm 1級(jí)椎間盤認(rèn)定為正常，2～3級(jí)為輕度-中度退變，4～5級(jí)為重度退變[9]。本研究中，不同VNCa分型腰椎間盤間MRI分期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且VNCa分型與腰椎間盤退變MRI分期具有良好的正相關(guān)性（r=0.827），提示VNCa分型的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型能夠反映腰椎間盤退變?cè)纭⒅?、晚期的病理改變，依?jù)VNCa分型可判斷腰椎間盤退變的進(jìn)展程度。既往研究[7,10]認(rèn)為，VNCa成像中髓核CT值隨改良Pfirrmann分級(jí)增加而升高，VNCa圖的髓核CT值能夠反映腰椎間盤髓核脫水情況。VNCa分型是依據(jù)VNCa偽彩圖像上椎間盤的顏色差異來區(qū)分椎間盤退變等級(jí)，不同的顏色代表椎間盤的CT值差異。人眼分辨彩色差異的敏感度遠(yuǎn)高于黑白灰階差異,彩色圖像能夠提供更為直觀的視覺效果，顯著提高影像診斷的效率[11-12]。因此，通過VNCa成像技術(shù)可以直觀地顯示髓核含水量變化，定性評(píng)估腰椎間盤退變程度，具有操作簡(jiǎn)便、快速的優(yōu)點(diǎn)，適用于存在MR掃描禁忌證和急診患者。

綜上所述，DECT-VNCa成像可用于評(píng)估腰椎間盤退變，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。但本研究尚存在著不足之處：樣本量稍小，總體代表性不充分；沒有進(jìn)行腰椎間盤VNCa定量分析的研究，有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)行前瞻性對(duì)比研究以進(jìn)一步驗(yàn)證其臨床價(jià)值。