IDEAL-IQ 序列對(duì)骨質(zhì)疏松癥的診斷價(jià)值

王少明，鄭召龍，馬 青，于曉軍，玄 飛

（1.山東省濰坊市中醫(yī)院影像科，山東 濰坊 261041；2.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院影像科，山東 濰坊 261041）

原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥是中老年人重要的退行性病變之一，隨著老齡化趨勢(shì)加劇，該病已成為一項(xiàng)嚴(yán)峻的公共健康問題，越來越引起人們的關(guān)注［1-2］。骨質(zhì)疏松性骨折是老年患者致殘和致死的主要原因之一，給家庭和社會(huì)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。目前我國(guó)骨質(zhì)疏松癥整體診治率均較低［1，3］，因此加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)人群的早期篩查，有助于骨質(zhì)疏松性骨折的早期防治。

目前臨床診斷骨質(zhì)疏松癥常用的方法有雙能X線骨密度儀（dual-energy X-ray absorptionmetry，DXA）、定量超聲和定量CT 等，其中DXA 是目前公認(rèn)的診斷骨質(zhì)疏松癥的金標(biāo)準(zhǔn)［1］。隨著MRI 技術(shù)的發(fā)展，MRI 多點(diǎn)非對(duì)稱回波采集與迭代最小二乘法水脂分離定量技術(shù)（IDEAL-IQ）作為一種新型無創(chuàng)性脂肪定量技術(shù)，在觀測(cè)椎體病變所致骨髓脂肪含量變化方面得到了初步應(yīng)用。本研究通過IDEAL-IQ 序列對(duì)椎體骨髓脂肪分?jǐn)?shù)（fat fraction，F(xiàn)F）值進(jìn)行定量測(cè)量，并與DXA 測(cè)量的骨密度值（T 值）進(jìn)行分組對(duì)照研究，以探討IDEAL-IQ 序列測(cè)量的椎體FF 值對(duì)原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集濰坊市中醫(yī)院2018 年4—12月同時(shí)行腰椎DXA 及MRI IDEAL-IQ 序列檢查的48 例骨質(zhì)疏松癥患者L1～4共192 個(gè)椎體，年齡20～76 歲，平均（48.15±16.75）歲。排除有內(nèi)分泌疾病、代謝性疾病及惡性腫瘤患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750w 3.0 T MRI 掃描儀，8 通道相控陣線圈，行腰椎矢狀面T1WI、T2WI 和IDEAL-IQ 掃描，矢狀面以L3椎體為中心。T1WI 掃描參數(shù)：TR 575 ms，TE 10 ms，層厚4 mm，F(xiàn)OV 30 cm×30 cm，矩陣320×224，NEX 2，層數(shù)11；矢狀面T2WI 復(fù)制T1WI 定位像，掃描參數(shù)：TR 2 500 ms，TE 102.9 ms，層厚4 mm，F(xiàn)OV 30 cm×30 cm，矩陣320×224，NEX 2；矢狀面IDEAL-IQ掃描參數(shù)：翻轉(zhuǎn)角3°，TR 5.5 ms，TE 2.6 ms，層厚5 mm，F(xiàn)OV 32 cm×32 cm，矩陣160×160，NEX 1。

DXA 掃描采用腰椎正位影像平直位于報(bào)告中央，范圍自T12椎體下緣至L5椎體上緣，各椎體ROI的標(biāo)記線均與椎體骨結(jié)構(gòu)邊緣相一致，測(cè)量L1～4各椎體對(duì)應(yīng)的T 值（圖1a，1c，1e）。

1.3 圖像分析及測(cè)量 由2 名具有10 年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師進(jìn)行圖像分析，使用AW 4.6 工作站Viewer 功能對(duì)IDEAL-IQ 序列參數(shù)進(jìn)行定量測(cè)量，將腰椎FF 圖、R2* 弛豫率圖、水像、脂肪像、同/反相位6 組圖像同時(shí)導(dǎo)入Viewer 瀏覽界面，選擇L1～4椎體正中矢狀面進(jìn)行測(cè)量。為了便于觀察，在同相位序列按椎體的形態(tài)分別勾畫L1～4椎體骨髓區(qū)的矩形ROI（圖1b，1d，1f），為了保證ROI 范圍及位置的一致性，復(fù)制上述ROI 于其他序列圖像中，ROI 盡量避開骨皮質(zhì)、終板及椎間盤等，在FF 圖上記錄相應(yīng)椎體ROI 區(qū)的FF 值，為了保證數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，每個(gè)ROI 重復(fù)測(cè)量3 次，取其平均值作為最終測(cè)量值。同時(shí)對(duì)照記錄相應(yīng)患者DXA 測(cè)量的ROI 區(qū)的T 值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，根據(jù)DXA 測(cè)得的T 值將192 個(gè)椎體分為骨量正常組（70 個(gè)）、骨量減低組（72 個(gè)）和骨質(zhì)疏松組（50 個(gè)），3組椎體FF 值及年齡相關(guān)定量資料比較采用方差分析，以上均行正態(tài)分布及方差齊性檢驗(yàn)，其中符合正態(tài)分布用以±s 表示，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用Medcalc 軟件對(duì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)進(jìn)行ROC 曲線分析，得到曲線下面積（area under curve，AUC），并根據(jù)約登指數(shù)確定敏感度、特異度。將測(cè)得的椎體FF 值與DXA 所測(cè)骨量T 值行Pearson 檢驗(yàn)分析，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

骨量正常、骨量減少、骨質(zhì)疏松組平均年齡分別為（35.45±7.23）、（48.15±9.67）、（56.52±10.43）歲，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）；3 組椎體FF 值分別為（49.79±9.62）%、（41.75±14.76）%、（33.44±13.45）%，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）；椎體FF 值鑒別骨質(zhì)疏松組和骨量減低組的AUC 為0.698，敏感度、特異度分別為0.720、0.653（圖2）；椎體FF 值鑒別骨量減低組和骨量正常組的AUC 為0.662，敏感度、特異度分別為0.556、0.729。椎體FF 值與T 值呈負(fù)相關(guān)（r=-0.459，P＜0.01）（圖3）。

3 討論

原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥是以骨量丟失和骨微結(jié)構(gòu)破壞為主要特征導(dǎo)致骨的脆性和骨折易感性增加的一種全身性骨骼疾病。人體的骨量是由骨骼中破骨細(xì)胞的骨吸收與成骨細(xì)胞的骨形成動(dòng)態(tài)平衡所決定的，當(dāng)骨吸收超過骨形成時(shí)，出現(xiàn)骨質(zhì)疏松的病理改變［1］。我國(guó)已成為骨質(zhì)疏松癥患病人數(shù)第一大國(guó)［4］，因此，根據(jù)年齡、性別、其他風(fēng)險(xiǎn)因素等對(duì)人群骨質(zhì)疏松狀態(tài)進(jìn)行合理的篩查具有重要意義。

目前臨床常通過測(cè)量骨特定區(qū)域內(nèi)骨礦物質(zhì)含量及骨密度值判斷骨質(zhì)疏松，但僅依據(jù)骨密度值并不能準(zhǔn)確地解釋骨含量。越來越多的證據(jù)［5-6］表明，骨髓中脂肪生成的增加可能會(huì)減少成骨細(xì)胞的生成，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。以往研究［5-6］表明，在骨質(zhì)疏松的進(jìn)展過程中，骨量的變化滯后于骨髓脂肪的變化。脂肪組織在骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制中具有重要地位，同時(shí)也是反映骨量變化的重要影響因素，因此，定量測(cè)定骨髓內(nèi)的脂肪含量變化具有重要意義。

DXA 所測(cè)骨密度的準(zhǔn)確性低，其所測(cè)得的是面積密度而非真正的體積密度［3，5-7］。IDEAL-IQ 序列掃描時(shí)間短、易操作、后處理方便，臨床應(yīng)用方便；與DXA 及定量CT 等檢查相比，無電離輻射、可重復(fù)性好，符合目前影像學(xué)“可量化”、“快速成像”及“無創(chuàng)”的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了脂肪定量測(cè)量，在脂肪肝等疾病診斷中具有較高的價(jià)值［10］。本研究證實(shí)，IDEAL-IQ 序列定量測(cè)定椎體FF 值與DXA 測(cè)得的骨量T 值呈負(fù)相關(guān)，與Martin 等［7，9］研究結(jié)果一致。因此，椎體FF 值的測(cè)定對(duì)預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松具有一定價(jià)值。

本研究有以下不足：例數(shù)相對(duì)較少；缺乏病理學(xué)對(duì)照；未對(duì)年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)等分組分析；所測(cè)臨界值還需在更大樣本及相關(guān)檢查下進(jìn)一步驗(yàn)證。

總之，MRI IDEAL-IQ 序列FF 圖作為一種快速、無創(chuàng)性評(píng)價(jià)骨髓脂肪含量的方法，能夠反映椎體骨髓脂肪含量的變化，對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷有一定價(jià)值，有望從骨量以外角度評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松及預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松相關(guān)脆性骨折。

圖1a，1b 為骨量正常組，圖1c，1d 骨量減少組，圖1e，1f 為骨質(zhì)疏松組。雙能X 線骨密度儀（DXA）自動(dòng)生成的L1～4椎體ROI 的T 值（圖1a，1c，1e）；IDEAL-IQ 序列生成的脂肪分?jǐn)?shù)（FF）圖，手動(dòng)勾畫L1～4椎體ROI 并記錄FF 值（圖1b，1d，1f）圖2a ROC 曲線顯示骨質(zhì)疏松和骨量減少組診斷分析 圖2b ROC 曲線顯示骨量正常和骨量減少組診斷分析圖3 Pearson檢驗(yàn)顯示骨密度（T 值）與FF 值線性關(guān)系