成人正常腰椎表觀彌散系數(shù)與年齡、性別的相關(guān)性

孫海燕，張華伍，劉利瓊，向輝華，李麗亞，楊 成

湖北民族學(xué)院附屬民大醫(yī)院放射科（湖北恩施445000）

成人正常腰椎表觀彌散系數(shù)與年齡、性別的相關(guān)性

孫海燕，張華伍，劉利瓊，向輝華?，李麗亞，楊 成

湖北民族學(xué)院附屬民大醫(yī)院放射科（湖北恩施445000）

目的探討正常腰椎表觀彌散系數(shù)（ADC）值與年齡、性別的關(guān)系。方法120例正常志愿者按年齡分為5個(gè)組：20～29歲，30～39歲，40～49歲，50～59歲，大于60歲。所有志愿者進(jìn)行腰椎MR彌散成像，測(cè)量腰1－腰3椎體的ADC值，并計(jì)算每個(gè)志愿者腰椎的平均ADC值。采用Spearman相關(guān)分析腰椎A(chǔ)DC值與年齡的相關(guān)性；5組之間ADC值的差異采用單因素方差分析（ANOVA）及LSD檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較；同時(shí)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較不同性別之間腰椎彌散值的差異。結(jié)果男、女性的腰椎A(chǔ)DC值與年齡均呈負(fù)相關(guān)（男性：r＝－0．48，P＝0．000；女性：r＝－0．405，P＝0．002）；不同年齡段的腰椎A(chǔ)DC值之間比較有顯著差別（F＝11．609，P＝0．000）；女性腰椎的ADC值高于男性，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝－2．294，P＝0．024）。結(jié)論腰椎A(chǔ)DC值受年齡影響，年齡越大ADC值越低；ADC值受性別影響，女性高于男性。

彌散加權(quán)成像；腰椎；年齡；性別

MRI對(duì)于骨髓疾病的診斷具有很高的敏感性。有關(guān)磁共振彌散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Ima?ging，DWI）及在其基礎(chǔ)上獲得的表觀彌散系數(shù)（ADC）值應(yīng)用于脊椎病變的報(bào)道逐漸增多［1－3］，ADC值能在一定程度上反映組織水分子的彌散狀況，逐漸成為脊椎疾病診斷及鑒別診斷的重要依據(jù)。人體骨髓分為紅骨髓（造血骨髓）和黃骨髓（脂肪骨髓），紅骨髓由近40%的脂肪，40%的水以及20%的蛋白質(zhì)組成，而黃骨髓由近80%的脂肪、15%的水及5%的蛋白質(zhì)組成。在不同的年齡階段，人體骨髓的水、脂肪、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等化學(xué)成分的含量會(huì)發(fā)生變化，這種變化勢(shì)必影響細(xì)胞外水分子的擴(kuò)散，從而影響ADC值的大小。因此，研究不同年齡及性別的骨髓ADC值及變化規(guī)律，對(duì)骨髓疾病的診斷有重要參考價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料研究對(duì)象由2014年6月至12月來我院進(jìn)行健康體檢的正常志愿者組成，簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：均非運(yùn)動(dòng)員、均未進(jìn)行定期的體育鍛煉，臨床無明顯腰部疼痛癥狀；CT平掃、MRI常規(guī)T1WI、T2WI、壓脂檢查及DWI檢查椎體信號(hào)無異常；無血液系統(tǒng)疾??；無脊柱外傷史；未接受過放療或化療。排除標(biāo)準(zhǔn)：DWI圖像存在明顯偽影，難以在DWI圖像上描繪感興趣區(qū)；腰椎常規(guī)MRI及DWI檢查存在椎體內(nèi)異常信號(hào)。最終120位志愿者納入研究，年齡20～76歲，平均年齡（44.69± 12.60）歲，其中女性58例，男性62例。

1.2 方法采用GE Signa 1.5T超導(dǎo)MR掃描儀，所有研究對(duì)象均行MR常規(guī)矢狀位平掃及擴(kuò)散加權(quán)成像。掃描參數(shù)：矢狀位 FSE－T1WI：重復(fù)時(shí)間（TR）＝450ms，回波時(shí)間（TE）＝16.0ms，矩陣352× 256。矢狀位FSE－T2WI：TR＝3500ms，TE＝120ms，矩陣416×256。激勵(lì)次數(shù)（NEX）＝4，帶寬62.5 kHz，F(xiàn)OV＝34 cm×34 cm，層厚4 cm，層間距1.0 cm。矢狀位DWI采用單次激發(fā)平面回波成像（EPI）序列。彌散敏感系數(shù)b＝0，600 s／mm2。椎體前方加預(yù)飽和帶。

1.3 圖像ADC值測(cè)量所有數(shù)據(jù)均傳輸入ADW4.5工作站，利用Function tool軟件包對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。由2名有經(jīng)驗(yàn)的MRI診斷醫(yī)師分別對(duì)120例研究對(duì)象的DWI圖像進(jìn)行測(cè)量分析。感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）大小約100mm2。取正中矢狀位層面進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)量腰1－腰3椎體的ADC值，并計(jì)算均值，具體如（圖1）所示。1.4 統(tǒng)計(jì)分析利用SPSS PASW 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。男、女性的腰椎A(chǔ)DC值與年齡之間的關(guān)系采用Spearman相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析。不同年齡組之間ADC值的差異采用單因素方差分析（ANOVA）及LSD檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較。同時(shí)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較不同性別之間腰椎彌散值的差異。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1

2 結(jié)果

2.1 120例研究對(duì)象年齡和性別的分布情況120例正常志愿者按年齡分為5個(gè)組：20～29歲，30～39歲，40～49歲，50～59歲，大于60歲。120例研究對(duì)象年齡和性別的分布情況見表1。各年齡組之間比較，組成性別無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。經(jīng)卡方檢驗(yàn)P值均大于0.05。

表1 研究對(duì)象年齡和性別分布情況

2.2 不同性別和年齡段之間ADC的分析情況男、女性腰椎的ADC值與年齡均呈顯著負(fù)相關(guān)，其中男性組r＝－0.487，P＝0.000；女性組r＝－0.405，P＝0.002。不同年齡組腰椎A(chǔ)DC值進(jìn)行比較有顯著差異（F＝11.609，P＝0.000），各年齡段之間兩兩比較有顯著差別（表2）（除50～59歲與大于60歲年齡組比較 P＞0.05，其余各組比較 P值均小于0.05）。

表2 各年齡段之間兩兩比較的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.3 各年齡組腰椎A(chǔ)DC值比較各年齡段的ADC值以20～29歲年齡段最高。男性腰椎的平均ADC值為（0.45±0.07）×10－3mm2／s，女性為（0.48± 0.08）×10－3mm2／s，男性較女性ADC值低，兩者比較有顯著差異（t＝－2.294，P＝0.024）。見表3。

表3 各年齡組腰椎的ADC值

2 討論

DWI是顯示組織內(nèi)水分子的微觀擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的一種影像學(xué)成像方法?？梢詸z測(cè)與組織內(nèi)水含量改變有關(guān)的形態(tài)學(xué)和病理生理學(xué)的早期改變。水分子的彌散自由度采用彌散系數(shù)（Diffusion Coefficient，DC）來量化。在活體組織中，測(cè)量的彌散系數(shù)受多種因素影響，如細(xì)胞膜通透性、細(xì)胞外間隙大小、組織液黏滯度、微循環(huán)灌注等［4］。因此，測(cè)量得到的彌散系數(shù)與真正的彌散系數(shù)存在著差異，在實(shí)際工作中采用ADC來替代DC，對(duì)組織彌散情況進(jìn)行定量。彌散運(yùn)動(dòng)越快，ADC值越高，彌散受限時(shí)ADC值降低。ADC能反映骨組織內(nèi)水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，ADC值最初在脊椎的應(yīng)用，主要用于椎體良、惡性骨折的鑒別［5］，關(guān)于絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松患者ADC值變化的研究發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松女性患者骨髓ADC值明顯低于絕經(jīng)前的正常女性患者，推測(cè)骨質(zhì)疏松、骨小梁變細(xì)時(shí)，骨小梁內(nèi)填充的脂肪細(xì)胞阻礙細(xì)胞外水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致ADC值的降低［6］。

本研究探討了正常腰椎A(chǔ)DC值與年齡、性別的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)無論男性或女性的腰椎A(chǔ)DC值均與年齡呈負(fù)相關(guān)，說明骨髓內(nèi)脂肪細(xì)胞的堆積是ADC值變化的可能原因。骨髓轉(zhuǎn)化是一種隨著年齡增長(zhǎng)的自然老化過程，表現(xiàn)為骨髓內(nèi)脂質(zhì)沉積，造血細(xì)胞減少，骨髓腔內(nèi)總的水含量減低。由于脂肪細(xì)胞的堆積，與脂肪結(jié)合的水分子的彌散降低，因此出現(xiàn)骨髓ADC值隨著年齡增加而降低的變化［7］。先前的研究發(fā)現(xiàn)，在腰椎以外的其他部位的骨髓，如股骨頭、骨盆、頂、枕骨等部位的骨髓ADC值也隨著年齡增加而降低［8－9］。這一現(xiàn)象可能與正常骨髓隨著年齡增長(zhǎng)發(fā)生紅骨髓向黃骨髓的生理性轉(zhuǎn)換有關(guān)。

本研究中5個(gè)年齡組腰椎的平均ADC值范圍為（0.47±0.08）×10－3mm／s2，這個(gè)值與Biffar等［10］報(bào)道的成人正常腰椎的ADC值范圍（0.2～0.5）× 10－3mm／s2相符。一般來講，中軸骨的骨髓轉(zhuǎn)換速度較四肢骨慢。據(jù)估計(jì)，中軸骨骨髓脂肪含量以每10年7%的速度增加，并于50歲左右達(dá)到平衡狀態(tài)［11－13］。因此，我們?cè)?個(gè)年齡組之間ADC值進(jìn)行比較時(shí)得出了差異性的結(jié)果，且發(fā)現(xiàn)20～29歲ADC值最大，50～59歲和＞60歲組之間比較差異無顯著性（P＝0.725）。

此外，我們也發(fā)現(xiàn)，不同性別之間骨髓ADC值存在明顯差異，女性腰椎的ADC值高于男性?？赡芘c成人早期女性較男性造血組織更豐富有關(guān)［14－15］。Ishijima等［16］采用磁共振化學(xué)位移的方法對(duì)211例無血液系統(tǒng)疾病的受試者進(jìn)行研究，探討年齡、性別與椎體骨髓水含量的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，25～54歲年齡段的女性水含量超過同一年齡段的男性。另一項(xiàng)針對(duì)骨盆和股骨骨髓內(nèi)脂肪和非脂肪組織分布性別的差異研究也發(fā)現(xiàn)，在磁共振選擇性水成像中，女性骶骨的非脂肪骨髓信號(hào)強(qiáng)度較男性更高［17］，該研究提示女性骨髓內(nèi)非脂肪的組織成分較同齡男性高。更多的水含量和更高的非脂肪骨髓信號(hào)可能解釋男、女骨髓ADC值之間的差異，女性骨髓ADC值更高。

本研究的局限性：在文章中并未對(duì)老年組中不同骨礦含量進(jìn)行細(xì)化討論。在湯榕彪等［18］的研究中，對(duì)60例絕經(jīng)后女性患者骨質(zhì)疏松組、骨量減少組、骨質(zhì)正常組，三組間椎體ADC值進(jìn)行比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F＝0.08，P＞0.05）。也有文獻(xiàn)［19］報(bào)道，骨量減低及骨質(zhì)疏松與骨質(zhì)正常組的彌散無明顯差異。本研究中老年組14例，進(jìn)行CT檢查時(shí)，并未見明顯骨質(zhì)疏松表現(xiàn)，因此筆者認(rèn)為骨礦含量不會(huì)對(duì)研究結(jié)論產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

綜上所述，腰椎骨髓的ADC值受年齡影響，以20～29歲年齡段骨髓ADC值最高，骨髓ADC值與年齡呈負(fù)相關(guān)，即年齡越大，ADC值越低。骨髓的ADC值和性別也有關(guān)，女性腰椎的ADC值高于男性。在對(duì)骨髓進(jìn)行ADC值定量分析時(shí)，需要考慮年齡和性別的因素。

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The Correlation of Apparent Diffusion Coefficient Values w ith Gender and Age in Normal Adult Lumbar Vertebral Bone Marrow

SUN Haiyan，ZHANG Huawu，LIU Liqiong，XIANG Huihua，LILiya，YANG Cheng
（Department ofRadiology，Affiliated Hospital ofHubei University for Nationalities，Enshi445000，China）

ObjectiveTTo investigate w hether the apparent diffusion coefficient（ADC）values of the lum bar bone m arrow is affected by age，and discuss the rule of ADC changed w ith gen?der．MethodsA total of 120 norm al volunteers w ere enrolled，m ale 62，fem ale 58，age 20～76 years old，m ean age 44．69 years old．The subjects w ere divided into five groups based on differ?ent ages（20～29years，30～39years，40～49years，50～59years and＞60 years）．DW I（b value＝0，600 s／mm2）w as perform ed to determ ine ADCs on all subjects．The average ADC－values w ere calculated by three ADCs m easured from the L1 to L3 in each case．The correlation betw een age and ADC－values w as analyzed w ith Spearm an′s correlation test，and one－w ay ANOVA w as used to com pare the ADC－values am ong the five age groups．The ADC－values w ere also com pared betw een fem ale and m ale subjects by using an independent sam ple t test．ResultsThe ADC values of the vertebral bone m arrow show ed a significant negative correlation w ith age in both m ale and fem ale（r＝－0．487，P＝0．000 and r＝－0．405，P＝0．002）．A significant differ?ence w as observed am ong the five groups（F＝11．609，P＝0．000）．Com pared w ith m ale，the ADC values of bone m arrow w ere significantly higher in the fem ale subjects（t＝－2.294，P＝0.024）．ConclusionThe ADC value of the lum bar spine decreases w ith grow ing age，and the ADC value is also affected by sex．The ADC value of bone m arrow for fem ale is higher than that form ale．

diffusion w eighed im aging；bone m arrow；age；gender

R681.5

A

1008－8164（2015）04－0018－04

2015－07－08責(zé)任編輯：牟冬生

孫海燕（1978－），女，湖北恩施人，醫(yī)學(xué)碩士，主治醫(yī)師，研究方向：醫(yī)學(xué)影像診斷；?

向輝華（1974－），男，醫(yī)學(xué)碩士，副主任醫(yī)師，研究方向：DSA影像診斷。