急性或亞急性骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折后骨髓水腫MRI信號變化分析

張 蕓，王 磊，姜 強，高 觀，董建文，薛景才

（1.山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，山東 濟南 250355；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨科，山東 濟南 250012；3.山東省威海衛(wèi)人民醫(yī)院脊柱外科，重癥醫(yī)學(xué)科，山東 威海 261002）

隨著社會人口老齡化，骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的椎體壓縮骨折呈增多趨勢。據(jù)報道［1］，全世界每年有890 多萬患者發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折，其中40%為骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折（osteoporotic vertebral compression fractures，OVCFs）。骨髓水腫是診斷急性或亞急性O(shè)VCFs 的金標(biāo)準(zhǔn)［2］。MRI T1WI 和T2WI 在骨髓水腫的檢出中發(fā)揮了重要作用［3］。目前，僅少數(shù)研究［4-5］對骨髓水腫在急性或亞急性O(shè)VCFs 中的價值進行評價。因此，本研究目的是分析骨髓水腫MRI 信號變化特征，探討其對OVCFs 患者椎體骨折愈合的判斷價值及其在臨床康復(fù)治療中的意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院2013 年6 月至2018 年10 月收治的125 例（168 節(jié)椎體）OVCFs 患者，其中男35 例，女90 例。所有患者均行脊柱MRI 檢查，并證實存在骨髓水腫。入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡>50 歲；②輕微外傷后背痛≤3 個月；③骨密度T 值≤-2.5；④具有完整的臨床資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往行椎體成形術(shù)或患脊柱感染、妊娠、肥胖、脊柱畸形、椎體腫瘤者或MRI 禁忌證者。

根據(jù)骨折時間，分為4 期：Ⅰ期（0～15 d）；Ⅱ期（16～30 d）；Ⅲ期（31～60 d）；Ⅳ期（61～90 d）。各期OVCFs 臨床資料見表1。本研究得到醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)，患者均簽訂知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa 1.5 T MRI 掃描儀。矢狀位T1WI、T2WI 和STIR 序列均采用快速自旋回波技術(shù)獲得。由2 名放射科醫(yī)師（分別有8 年和6年的脊柱影像閱片經(jīng)驗）對脊柱MRI 圖像進行獨立的回顧性檢查，結(jié)果不一致時經(jīng)協(xié)商解決。

1.3 骨髓水腫評估 椎體骨髓水腫定義為骨折椎體T1WI 低信號，T2WI 和STIR 高信號［6］。選取椎體中心矢狀位圖像進行分析，記錄骨髓水腫的位置、形態(tài)和強度。根據(jù)T1WI 上骨髓水腫在椎體中所占比例，參考VOORMOLEN 等［7］的研究將其分為3 類：輕度（1%～24%）、中度（25%～74%）和重度（75%～100%）。

1.4 椎體形態(tài)測定 根據(jù)矢狀位圖像上骨折椎體壓縮最明顯處前、中、后緣的高度［8］，將椎體畸形分為4種類型：無變化型、楔型、雙凹型和粉碎型骨折。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件行數(shù)據(jù)分析。定量資料以表示，定性資料以百分比（%）表示。多組間比較采用單因素方差分析，定性資料比較采用χ2檢驗。所有因素均納入Logistic 回歸分析。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 125 例中，Ⅰ期70 例（83 節(jié)），Ⅱ期29 例（41 節(jié)），Ⅲ期12 例（20 節(jié)），Ⅳ期14 例（24節(jié)）。各期年齡、性別比例、骨密度比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）（表1）。

表1 各期OVCFs 臨床資料比較

168 節(jié)傷椎中，胸椎77 節(jié)（T77 節(jié)，T87 節(jié)，T108 節(jié)，T1116 節(jié)，T1239 節(jié)），腰椎91 節(jié)（L134 節(jié)，L221 節(jié)，L315 節(jié)，L410 節(jié)，L511 節(jié)），胸腰段（T10～L2）發(fā)生率高達70.2%（118/168）。

2.2 骨折椎體形態(tài)改變 168 節(jié)傷椎中，楔形畸形40 節(jié)（23.8%），雙凹畸形87 節(jié)（51.8%），粉碎畸形25節(jié)（14.9%），16 節(jié)（9.5%）椎體無明顯改變。隨著病程延長，楔形畸形由33.7%降至8.3%，椎體形態(tài)無變化由12.0%降至4.2%，椎體粉碎畸形由4.8%升至33.3%，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）（表2）。

表2 骨折椎體形態(tài)分析 節(jié)/節(jié)（%）

2.3 骨髓水腫特征 168 節(jié)椎體中，輕度骨髓水腫32 節(jié)，中度70 節(jié)，重度66 節(jié)。隨時間推移，骨髓水腫信號強度逐漸由均勻向非均勻轉(zhuǎn)變，信號范圍逐漸減小，邊界逐漸清晰；輕度骨髓水腫發(fā)生率由8.4%升至50.0%，重度由51.8%降至8.3%，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）（表3）。①Ⅰ期：骨髓水腫比例迅速上升，達到峰值。T1WI、T2WI 信號均勻分布，T1WI 呈低信號，T2WI 和STIR 呈高信號，擴散至正常骨髓，呈彌漫性、均勻性、邊界不清的形態(tài)分布（圖1）。②Ⅱ期：信號分布變得不均勻，水腫范圍逐漸受限，并出現(xiàn)點、片狀T1WI 低信號，T2WI 和STIR 高信號（圖2）。③Ⅲ期：骨髓水腫較前一期下降，水腫范圍局限于骨折區(qū)，信號混雜；部分椎體T1WI 呈等、低信號，T2WI 及STIR 呈低、等、高信號（圖3）。④Ⅳ期：骨髓水腫百分比降至最低。T1WI 骨折區(qū)可見低信號區(qū)，邊界清晰。T2WI 和STIR 信號與相鄰正常椎體相同（圖4）。

表3 T1WI 上的椎體骨髓水腫形態(tài)分類

圖1 男，85 歲，Ⅰ期骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折（OVCFs）。MRI 示骨折位于T12，T1WI（圖1a）呈均勻低信號，T2WI（圖1b）和STIR（圖1c）呈均勻高信號。上終板下方線性透亮影表示斷裂線，T12 呈雙凹畸形圖2 女，75 歲，Ⅱ期OVCFs，L2 骨折。MRI 示明顯混合信號，T1WI（圖2a）呈不均勻低信號，T2WI（圖2b）及STIR（圖2c）呈不均勻高信號圖3 女，69 歲，Ⅲ期OVCFs。MRI 示骨折位于L3 和L4，雙凹畸形，MRI 示T1WI（圖3a）呈稍低信號，T2WI（圖3b）及STIR（圖3c）均呈稍高信號，矢狀位示水腫信號范圍縮小至骨折線附近圖4 女，77 歲，Ⅳ期OVCFs。MRI 示骨折位于L3，T1WI（圖4a）呈低信號，T2WI（圖4b）及STIR（圖4c）呈等或稍高信號，邊界清晰

3 討論

松質(zhì)骨骨折愈合方式與皮質(zhì)骨不同，其愈合過程中無明顯的類似皮質(zhì)骨的骨痂形成［9］。傳統(tǒng)的X線平片或CT 檢查不易判斷骨折處于哪個階段，而MRI 對松質(zhì)骨骨折后骨髓內(nèi)創(chuàng)傷修復(fù)的病理改變，以及骨折椎體中骨髓水腫的存在、位置和程度非常敏感［10］，明顯優(yōu)于其他檢查。張淑嫻等［11］利用兔的椎體骨折愈合模型觀察其病理變化特點，并與MRI進行對比分析，認為MRI 在一定程度上可反映骨折愈合過程。

骨折椎體中的骨髓水腫不僅被認為是急性或亞急性O(shè)VCFs 的特征，且是經(jīng)皮椎體成形術(shù)/經(jīng)皮后凸成形術(shù)術(shù)后疼痛緩解良好反應(yīng)的一個強有力的預(yù)測因子［12-16］。矢狀位T1WI 示早期骨髓水腫程度與后期隨訪椎體畸形類型顯著相關(guān)［17］。

創(chuàng)傷后不久，骨髓中產(chǎn)生血腫，骨髓含水量增加，導(dǎo)致T1和T2弛豫時間延長，T1WI 呈低信號，T2WI和STIR 均呈高信號。這種急性期的病理改變常范圍很廣，并不局限于骨折線。因此，MRI 上的骨髓水腫信號呈彌漫性、均勻性和邊界不清的形態(tài)學(xué)分布。本研究創(chuàng)傷后2 周內(nèi)水腫期信號最高，隨時間推移，水腫和出血逐漸被吸收。骨折后2～4 周內(nèi)，水腫逐漸吸收，成纖維細胞增殖，新生毛細血管增生，血腫開始機化，纖維蛋白增生，形成肉芽組織和局灶性軟骨組織［18］。肉芽組織的MRI 信號與水腫不同，其T1WI呈低或等信號，T2WI 和STIR 呈略高信號。另外，肉芽組織和纖維軟骨分散分布和成熟度的差異使信號不均勻，表現(xiàn)為斑片狀、點狀或條狀形態(tài)分布，邊界逐漸清晰。這一階段MRI 信號的變化主要反映骨折早期病理改變。骨折后4～8 周內(nèi)，骨小梁增多，大量類骨樣組織形成，鈣鹽沉積，進一步降低了局部信號，使得MRI 高信號面積大幅度縮小，集中于骨折線附近。然而，由于部分椎體內(nèi)壞死液化組織的出現(xiàn)，引起相應(yīng)區(qū)域異常高信號，因此MRI 呈混雜信號，表明松質(zhì)骨骨折尚未完全愈合。骨折后8～12 周內(nèi)骨小梁趨于成熟，水腫吸收，血腫清除，T1WI 上可見邊界清晰的低信號影，考慮是骨折修復(fù)后的痕跡，T2WI和STIR 上高信號大部分消失，與相鄰正常椎體信號相同。

近年來，雖然保守治療對大多數(shù)OVCFs 患者效果良好［19-20］，但椎體成形術(shù)等微創(chuàng)脊柱手術(shù)已在臨床得到廣泛應(yīng)用，并已被證明對OVCFs 有效［21］。Ⅰ期處于急性水腫期，應(yīng)及時給予保守治療（包括止痛藥物、臥床休息、外固定支架）或手術(shù)治療（椎體成形術(shù)）；Ⅱ期、Ⅲ期均為骨折修復(fù)期，不宜早期負重，可繼續(xù)保守治療或盡早手術(shù)；Ⅳ期骨折大部分基本愈合，癥狀消失，功能鍛煉可逐步開始。若部分骨折椎體后期存在后凸畸形或空隙征，導(dǎo)致持續(xù)慢性癥狀，可酌情行經(jīng)椎弓根截骨術(shù)或椎體成形術(shù)等。

總之，骨髓水腫的MRI 信號變化在一定程度上可反映病理變化，對于評估OVCFs 患者椎體骨折的愈合情況及繼發(fā)性病理改變有很大幫助。