體素內(nèi)不相干運動技術(shù)在椎體良惡性壓縮性骨折鑒別中的臨床價值研究*

陳張敏，商佳歡，魏鵬飛，，楊 震，袁子逸，許荃穎，鄭運松，△，Djamaleil Aushev(哈薩克斯坦)

1.長治醫(yī)學(xué)院附屬和平醫(yī)院(長治 046000)；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽 712046)；3.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院(咸陽 712000)

椎體壓縮性骨折已成為中老年人常見的疾病，良性通常由骨質(zhì)疏松所致，惡性主要由轉(zhuǎn)移瘤所致[1]。正確診斷椎體骨折的病因至關(guān)重要。目前常規(guī)MRI鑒別診斷價值有限，本研究通過磁共振體素內(nèi)不相干運動(Intravoxel incoherent motion，IVIM)技術(shù)在椎體骨折中的應(yīng)用，探討IVIM 各參數(shù)在鑒別診斷骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤所致椎體壓縮性骨折的價值。

資料與方法

1 一般資料 收集2018年7月至2019年7月在陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院就診的胸腰椎體壓縮性骨折患者80例，其中男38例，女42例；年齡45～80歲，平均(64.6±10.4)歲。所有患者均以病理活檢、CT、MRI或SPECT復(fù)查隨訪3～6個月證實椎體骨折原因。根據(jù)椎體骨折的原因，將患者分為兩組：①骨質(zhì)疏松組44例(70個椎體)，男16例，女28例，平均年齡(66.4±9.8)歲；②轉(zhuǎn)移瘤組36例(53個椎體)，男22例，女14例，平均年齡為(61.2±10.9)歲，原發(fā)性腫瘤包括肺癌(18例)、乳腺癌(8例)、前列腺癌(3例)、膽囊癌(1例)、腎癌(2例)、肝癌(4例)。

2 檢查方法 采用德國西門子Skyra 3.0 T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，32通道脊柱線圈。均行常規(guī)矢狀位T1WI、T2WI及 STIR序列掃描。T1WI掃描參數(shù)：TR 433 ms，TE 8.7 ms，激勵次數(shù)(NEX) 3次，矩陣384×268，F(xiàn)OV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距 1 mm。T2WI掃描參數(shù)：TR 2000 ms，TE 101 ms，NEX 3次，矩陣384×268，F(xiàn)OV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距1 mm。STIR掃描參數(shù)：TR 3500 ms，TE 65 ms，NEX 3次，矩陣 256×256，F(xiàn)OV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距1 mm。多b值IVIM掃描參數(shù)：TR 2800 ms，TE 75 ms，層厚4 mm，間距1 mm，b值取0 s/mm2、50 s/mm2、100 s/mm2、150 s/mm2、200 s/mm2、400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2，取0～50 s/mm2時NEX 6次，取50～150 s/mm2時NEX 8次，取200～600 s/mm2時NEX 10次，取800 s/mm2時NEX 12次，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm。

結(jié) 果

1 兩組椎體常規(guī)MRI和IVIM信號比較 見表1。骨質(zhì)疏松組胸椎32個，腰椎38個，共70個椎體。轉(zhuǎn)移瘤組胸椎20個，腰椎 33個，共53個椎體。對骨質(zhì)疏松組和轉(zhuǎn)移瘤組T1WI、T2WI、STIR及IVIM序列信號表現(xiàn)進(jìn)行χ2檢驗：在T1WI(χ2=1.916，P=0.590)、T2WI(χ2=2.118，P=0.548)、STIR(χ2=5.137，P=0.077)和IVIM(χ2=0.812，P=0.367)序列上，各信號比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 兩組椎體常規(guī)MRI 和 IVIM 信號比較(個)

2 兩組椎體IVIM參數(shù)比較 ADC、D及D*值兩組間比較均有統(tǒng)計學(xué)差異(均P<0.05)，f值兩組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.059)，見表2(圖1、2)。

3 兩組椎體常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)比較及診斷效能 兩組常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)比較，在椎體形態(tài)、椎體后緣形態(tài)、是否累及椎弓根、有無椎旁軟組織受壓上存在統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.001)，見表3。ROC曲線分析顯示，倒楔形具有最大曲線下面積(Area under curve，AUC)，為0.825，其敏感性及特異性分別為97.1%、67.9%，見表4(圖3)。

4 IVIM參數(shù)診斷效能 對ADC、D、D*值進(jìn)行ROC曲線分析， 顯示D值鑒別兩組椎體壓縮性骨折的診斷效能最高，見表5(圖4)。

5 常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)聯(lián)合IVIM參數(shù)的診斷效能 對常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)、IVIM參數(shù)及常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)聯(lián)合IVIM 參數(shù)進(jìn)行ROC曲線分析，顯示常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)聯(lián)合IVIM 參數(shù)的AUC和約登指數(shù)最大，即診斷效能最高，見表6(圖5)。

討 論

目前，MRI是評估骨髓病變較好的影像學(xué)檢查方法。正常骨髓組織分紅骨髓和黃骨髓，紅骨髓主要由40%脂肪和40%水分構(gòu)成，黃骨髓主要由80%脂肪和15%水分構(gòu)成。椎體的主要轉(zhuǎn)換模式為局部骨髓轉(zhuǎn)換，隨著年齡的增長脂肪成分會逐漸增多，即趨向于黃髓化。文獻(xiàn)報道中骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤性別比較存在統(tǒng)計學(xué)差異，骨質(zhì)疏松的女性患者多于男性，其原因可能為50歲以后女性的骨礦物含量較男性下降速率更快[2]；而且絕經(jīng)后女性卵巢功能趨向衰退，相應(yīng)產(chǎn)生的雌激素也大大減少，導(dǎo)致骨吸收遠(yuǎn)大于骨形成，所以中老年女性較男性更容易發(fā)生椎體壓縮性骨折[3]。

表3 兩組椎體MRI常規(guī)形態(tài)學(xué)比較(個)

表4 壓縮性骨折MRI常規(guī)形態(tài)學(xué)診斷效能

表5 IVIM各參數(shù)診斷效能

表6 骨質(zhì)疏松組和轉(zhuǎn)移瘤組多參數(shù)聯(lián)合診斷效能

圖5 常規(guī)形態(tài)學(xué)(A)、IVIM參數(shù)(B)及兩者聯(lián)合(C)ROC曲線

本研究中，骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤所致的椎體壓縮性骨折T1WI、T2WI、STIR 及IVIM信號比較，均沒有統(tǒng)計學(xué)差異(均P>0.05)，這與武小鵬等[4]的研究結(jié)果相同，分析原因為骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的椎體骨折水腫信號表現(xiàn)為長T1長T2[5]，而轉(zhuǎn)移瘤導(dǎo)致的椎體骨折由于增多的腫瘤細(xì)胞間質(zhì)比例較大，一般壓縮椎體亦表現(xiàn)為長T1長T2信號的改變。IVIM基于彌散加權(quán)成像(Diffusion-weighted imaging， DWI)來反映組織中水分子的擴(kuò)散及血液灌注情況，翁繩和等[6]認(rèn)為通過DWI的信號改變可以鑒別椎體良惡性壓縮骨折。本研究結(jié)果相反，分析可能由骨質(zhì)疏松椎體壓縮骨折后增強的T2透射效應(yīng)所造成，即隨著組織中含水量的增多，較長的回波時間會直接影響T2對比度對 IVIM圖像的支配，使IVIM表現(xiàn)為高信號。

近年來，DWI技術(shù)由于無創(chuàng)、定量而廣泛應(yīng)用于人體多種疾病的鑒別診斷，主要是根據(jù)組織中水分子擴(kuò)散運動的受限程度來區(qū)分不同的疾病，水分子擴(kuò)散受限的程度低則ADC值較高，相反則ADC值較低[7]。對不同病因?qū)е碌淖刁w壓縮性骨折，本研究骨質(zhì)疏松組患者的ADC 值高于轉(zhuǎn)移瘤組患者，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，可能原因是骨質(zhì)疏松患者由于骨小梁的斷裂導(dǎo)致椎體骨挫傷、骨髓水腫，此時椎體中的水分子受限程度較低或不受限，所以ADC值較高；而轉(zhuǎn)移瘤患者由于腫瘤組織完全取代浸潤了椎體的正常骨髓成分，一般腫瘤組織所含的實性成分又較多，造成腫瘤細(xì)胞排列緊密、細(xì)胞間隙減小，水分子受限程度較大，所以ADC值較低[8]。曾旭等[9]亦認(rèn)為ADC值可用于鑒別良惡性椎體壓縮性骨折，良性ADC值要高于惡性，范圍分別為(1.21～2.23)×10-3mm2/s、(0.71～1.46)×10-3mm2/s，我們的結(jié)果在其范圍內(nèi)。但由于ADC值反映的是病變組織整體的水分子受限程度，組織血管內(nèi)的微循環(huán)灌注也被包括在內(nèi)[10]，導(dǎo)致ADC值較實際值偏高，可能會造成在鑒別椎體良惡性壓縮性骨折時存在部分重疊。相較傳統(tǒng)DWI技術(shù)，通過雙指數(shù)模型獲得的D值不受組織中血液微循環(huán)灌注的影響，更能準(zhǔn)確地反映組織中真實水分子擴(kuò)散受限的情況。Park等[11]得出D值在鑒別椎體良性骨髓增生和轉(zhuǎn)移瘤、骨髓瘤所致的椎體惡性病變時沒有交叉重疊。由于D值在高b值上與ADC值的表現(xiàn)相似，所以兩組間D值的差異同樣可用ADC值的改變原因來解釋。D*值在低b值下獲得，主要反映了組織中真實的血液微循環(huán)灌注情況[12]。本研究得出骨質(zhì)疏松患者的D*值較轉(zhuǎn)移瘤患者高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。但樊秋菊等[13]得出骨質(zhì)疏松所致椎體壓縮骨折的D*值要明顯低于轉(zhuǎn)移瘤所致椎體壓縮骨折，認(rèn)為腫瘤細(xì)胞的血流供應(yīng)較良性椎體骨折更加豐富。本研究結(jié)果與此相反，分析原因可能為D*值對圖像的信噪比變化異常敏感，穩(wěn)定性及重復(fù)性較差[14]，低b值下的測量結(jié)果更易出現(xiàn)誤差，造成結(jié)果偏倚；另外也可能由于腫瘤組織異常新生血管的不成熟，血管通透性較大，從而導(dǎo)致血流灌注量的相對降低[15]。

總之，在常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)上，倒楔形在鑒別骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤所致椎體壓縮性骨折上的價值最高；在IVIM各參數(shù)中，D值具有最大AUC，說明D值在鑒別診斷骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤所致椎體壓縮性骨折上的價值最高；鑒別診斷骨質(zhì)疏松和轉(zhuǎn)移瘤所致椎體壓縮性骨折時，IVIM參數(shù)的鑒別診斷價值高于常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)，二者聯(lián)合時診斷價值更高。