再生障礙性貧血患者的腰椎骨髓MRI表現(xiàn)與氫質(zhì)子磁共振波譜特征▲

陸小霞 宋英儒 任 浩 李 瑞

(1 廣西醫(yī)大開(kāi)元埌東醫(yī)院放射科，南寧市 530028，電子郵箱：444151049@qq.com；2 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，南寧市 530021；3 廣西柳州市工人醫(yī)院放射科，柳州市 545005)

再生障礙性貧血(aplastic anemia，AA)是一種以骨髓發(fā)育不全、無(wú)髓外造血為特征的血液系統(tǒng)疾病,可出現(xiàn)由嚴(yán)重貧血、白細(xì)胞減少引起的敗血癥和由血小板減少引起的多器官出血[1-3]。近年來(lái)，隨著對(duì)AA研究的深入，AA患者的造血功能在一定程度上得到改善，存活率也得到了提高。AA患者骨髓涂片中可見(jiàn)局灶性反應(yīng)性造血骨髓(造血島)的存在，然而骨髓活檢標(biāo)本采集量少，所以骨髓穿刺及活檢并不能代表患者整體的骨髓狀況。研究顯示，MRI成像和波譜技術(shù)可顯示AA患者骨髓中的反應(yīng)性造血區(qū)域/造血島[4]。本研究觀(guān)察AA患者腰椎骨髓的MRI表現(xiàn)及氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)特征，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2010年1月至2012年6月在廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院經(jīng)骨髓穿刺活檢證實(shí)為AA的21例患者，其中男性8例，女性13例，年齡4～71歲。納入標(biāo)準(zhǔn):符合《血液病診斷及療效標(biāo)準(zhǔn)》[5]中有關(guān)AA的診斷標(biāo)準(zhǔn)；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):其他具有貧血表現(xiàn)的疾病、臨床資料不全者。另選取同期無(wú)血液系統(tǒng)疾病的22例健康志愿者作為正常對(duì)照組，其中男性13例，女性9例，年齡17～55歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無(wú)內(nèi)分泌、代謝性疾??；(2)未服用激素等影響骨代謝藥物；(3)無(wú)腫瘤及放化療史。兩組研究對(duì)象的性別、年齡等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性。所有研究對(duì)象均對(duì)本研究知情同意，且本研究經(jīng)過(guò)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查方法 采用飛利浦公司Achieva 3.0T超導(dǎo)磁共振儀，15通道腰椎線(xiàn)圈進(jìn)行檢查。常規(guī)掃描腰椎軸狀位、矢狀位、冠狀位3個(gè)平面定位片。(1)平面掃描參數(shù)：矢狀面T1加權(quán)成像(T1-weighted imaging，T1WI)的重復(fù)時(shí)間(repetition time,TR)、回波時(shí)間(echo time,TE)分別為364 ms、7.2 ms，T2加權(quán)成像(T2-weighted imaging，T2WI)的TR、TE分別為2110 ms、120 ms，T1WI與T2WI的矩陣均為316×252；矢狀面短時(shí)間翻轉(zhuǎn)恢復(fù)(short time inversion recovery,STIR)序列的TR/TE分別為1779 ms、70 ms，T1=200 ms，矩陣為316×252。橫斷面和冠狀面TlWI的TR、TE分別為171 ms、7.2 ms，層厚4 mm，層距1 mm。(2)1H-MRS掃描參數(shù)：采用單體素定位序列，點(diǎn)分辨波譜分析法常規(guī)掃描腰椎軸狀位、矢狀位、冠狀位3個(gè)平面進(jìn)行定位, 不抑水， TR、TE分別為2000 ms、40 ms，偏轉(zhuǎn)角90°，激勵(lì)次數(shù)為40。根據(jù)MRI常規(guī)掃描，選取每例AA患者腰椎骨髓中1～2個(gè)最大的造血島作為感興趣區(qū)，共收集6個(gè)感興趣區(qū)進(jìn)行1H-MRS掃描，體素體積盡量包括造血島的最大體積。針對(duì)腰椎骨髓MRI表現(xiàn)為彌漫型和混雜型的AA患者，選取L3和/或L4椎體中心為感興趣區(qū)，共收集21個(gè)感興趣區(qū)。每例正常對(duì)照組將L3椎體中心部作為感興趣區(qū)，要求避開(kāi)骨皮質(zhì)，體素體積為1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm。

1.3 圖像分析及波譜數(shù)據(jù)采集 由2位高年資醫(yī)師共同閱片，對(duì)正常對(duì)照組及AA組的骨髓信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)兩人意見(jiàn)不一致時(shí)共同協(xié)商決定。腰椎骨髓信號(hào)改變：T1WI以脊髓圓錐部為參照物，STIR以鄰近肌肉做參照物，若信號(hào)與參照物相同、偏高、偏低，則相應(yīng)描述為等信號(hào)、高信號(hào)、低信號(hào)。參照文獻(xiàn)[6]，對(duì)AA患者腰椎骨髓的MRI表現(xiàn)進(jìn)行分型。使用飛利浦公司Achieva 3.0T超導(dǎo)磁共振儀自帶的SpectroView軟件分析AA患者非造血島骨髓、造血島與正常對(duì)照組骨髓的MRI信號(hào)及波譜圖形。1H-MRS主要顯示水峰和脂峰，水峰位于4.7 ppm處，脂峰位于1.3 ppm處。通過(guò)SpectroView軟件直接測(cè)量出水峰和脂峰的峰下面積，計(jì)算得到脂肪分?jǐn)?shù)，脂肪分?jǐn)?shù)=脂峰的峰下面積/(水峰的峰下面積+脂峰的峰下面積)。造血島的判斷標(biāo)準(zhǔn)為T(mén)1WI高信號(hào)或明顯高信號(hào)背景中的結(jié)節(jié)狀或斑片狀低信號(hào)灶，STIR呈略高信號(hào)灶。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以(x±s)表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；各觀(guān)測(cè)指標(biāo)的相關(guān)性采用多元線(xiàn)性回歸進(jìn)行分析。以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組研究對(duì)象的骨髓MRI表現(xiàn) 22例正常對(duì)照組的腰椎骨髓在T1WI序列呈等信號(hào)或稍高信號(hào)，其中10例在稍高信號(hào)背景中顯示椎體后緣中部三角形或線(xiàn)狀更高信號(hào)影；T2WI及STIR序列中，與脊髓圓錐對(duì)比，腰椎骨髓呈中等信號(hào)。21例AA患者腰椎骨髓MRI表現(xiàn)型為彌漫型3例(14.3%)，均處于臨床急性期，T1WI序列為均一高信號(hào)，STIR呈均一低信號(hào)；混雜型14例(66.7%)，其中處于臨床急性期1例、慢性期13例，T1WI和STIR序列呈斑片狀高低信號(hào)混雜分布；灶型4例(19.0%),均處于慢性期，在 T1WI序列的高信號(hào)或明顯高信號(hào)背景中可見(jiàn)2～4個(gè)結(jié)節(jié)狀或斑片狀低信號(hào)灶，STIR序列表現(xiàn)為低信號(hào)背景中可見(jiàn)結(jié)節(jié)狀或斑片狀略高信號(hào)。見(jiàn)圖1。

圖1 兩組患者腰椎的骨髓MRI表現(xiàn)注：T1WI(1A)、T2WI(1B)、STIR(1C)序列中，正常對(duì)照組研究對(duì)象的腰椎與脊髓圓錐對(duì)比呈等信號(hào)。T1WI(2A)、T2WI(2B) 序列中，彌漫型AA患者腰椎呈彌漫均勻高信號(hào)，STIR(2C)序列中腰椎呈均勻低信號(hào)。T1WI(3A)、T2WI(3B)、STIR(3C)序列中，混雜型AA患者腰椎呈高低混雜信號(hào)。T1WI(4A)、T2WI(4B)序列中，灶型AA患者腰1、骶1在彌漫高信號(hào)背景中出現(xiàn)低信號(hào)灶，STIR(4C)序列表現(xiàn)為低信號(hào)背景中局灶性高信號(hào)灶。

2.2 兩組研究對(duì)象的1H-MRS特征 AA患者的非造血島骨髓1H-MRS譜線(xiàn)表現(xiàn)為脂峰高聳、水峰低平或消失(見(jiàn)圖2A)，其造血島1H-MRS譜線(xiàn)特征為水峰高聳、脂峰低平或消失(見(jiàn)圖2B)；正常對(duì)照組的骨髓1H-MRS譜線(xiàn)表現(xiàn)為水峰稍高于(<40歲)或稍低于(>40歲)脂峰(見(jiàn)圖2C)。AA患者非造血島骨髓、AA患者造血島骨髓與正常對(duì)照組骨髓的脂肪分?jǐn)?shù)分別為(0.72±0.11)、(0.14±0.07)、(0.44±0.14)，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=128.907，P<0.001)，AA患者非造血島骨髓、正常對(duì)照組骨髓、AA患者造血島骨髓的脂肪分?jǐn)?shù)依次降低(均P<0.05)。

圖2 兩組研究對(duì)象的腰椎骨髓1H-MRS譜線(xiàn)注：A、B、C分別為AA組非造血島、AA組造血島、正常對(duì)照組的腰椎骨髓1H-MRS譜線(xiàn)。

2.3 多重回歸分析 以年齡、水峰的峰下面積、脂肪峰的峰下面積作為自變量，分析AA患者非造血島骨髓的脂肪分?jǐn)?shù)與脂肪峰和水峰的峰下面積之間的相關(guān)性，建立的多重回歸方程為Y=0.678-1.05X1+0.458X2(R2=0.94，F(xiàn)=105.745,P<0.001)，其中X1、X2分別為水峰和脂肪峰的峰下面積；結(jié)果提示脂肪分?jǐn)?shù)與年齡無(wú)相關(guān)性(P>0.05)，與脂肪峰的峰下面積呈正相關(guān)，與水峰的峰下面積呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05)，且水峰的峰下面積對(duì)脂肪分?jǐn)?shù)的影響大于脂肪峰的峰下面積。(2)以水峰的峰下面積、脂肪峰的峰下面積作為自變量，分析正常對(duì)照組骨髓的脂肪分?jǐn)?shù)與脂肪峰和水峰的峰下面積之間的相關(guān)性，建立的多重回歸方程為Y=0.433-0.901X1+1.144X2(R2=0.906，F(xiàn)=68.716,P<0.001)，其中X1、X2分別為水峰和脂肪峰的峰下面積；結(jié)果提示脂肪分?jǐn)?shù)與脂肪峰的峰下面積呈正相關(guān)，與水峰的峰下面積呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05)，且水峰的峰下面積對(duì)脂肪分?jǐn)?shù)的影響小于脂肪峰的峰下面積。見(jiàn)表1。

表1 多重線(xiàn)性回歸分析結(jié)果

3 討 論

骨髓是骨內(nèi)富含細(xì)胞的結(jié)締組織，根據(jù)其功能與成分的不同，可分為造血性紅骨髓和脂肪性黃骨髓，紅骨髓約含40%水、40%脂肪以及20%蛋白質(zhì)和其他成分，而黃骨髓約含15%水、80%脂肪以及5%蛋白質(zhì)和其他成分。隨著年齡的增長(zhǎng),紅骨髓逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S骨髓，其造血功能相應(yīng)降低，骨髓內(nèi)脂成分增多，水分減少[7]。MRI檢查是對(duì)骨髓化學(xué)成分變化最敏感的影像學(xué)方法，能夠顯示紅、黃骨髓的轉(zhuǎn)換。磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)則是利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用進(jìn)行特定原子核及其化合物分析的方法，各代謝產(chǎn)物的峰下面積與其含量呈正比，故計(jì)算出每個(gè)代謝產(chǎn)物的峰下面積可推算出其含量，其中高場(chǎng)MRS具有較高的骨髓脂肪含量相關(guān)測(cè)量精確性[8]。正常骨髓的脂肪峰的峰下面積隨著年齡的增長(zhǎng)逐漸增大，即骨髓脂肪含量增加[7]。本研究結(jié)果顯示，引起正常骨髓脂肪分?jǐn)?shù)改變的主要因素是脂肪峰的峰下面積，提示脂肪成分是引起正常骨髓信號(hào)改變的主要因素。

MRI檢查可以全面觀(guān)察和分析AA患者的骨髓類(lèi)型，評(píng)估骨髓變化狀況，而MRS技術(shù)在AA中的應(yīng)用價(jià)值在于定量分析患者在治療和隨訪(fǎng)過(guò)程中骨髓的含水量，便于短期隨訪(fǎng)，減少不必要的有創(chuàng)檢查[4]。AA是一種以骨髓增生抑制、無(wú)髓外造血為特征的疾病，其病理特征為造血性紅骨髓被脂肪性黃骨髓所取代，在T1WI序列中椎體骨髓呈高信號(hào),其信號(hào)接近于皮下脂肪信號(hào)，在STIR中其為低信號(hào)[5]。本組AA患者的腰椎骨髓MRI表現(xiàn)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[6-9]基本一致。AA患者骨髓中的脂肪組織增多，造血面積減小[10]，本研究結(jié)果顯示AA患者的非造血島骨髓波譜表現(xiàn)為水峰值極低，脂肪峰值極高，脂肪分?jǐn)?shù)高于正常骨髓，這提示AA患者骨髓造血功能衰退。而AA患者非造血島骨髓脂肪分?jǐn)?shù)的主要相關(guān)因素為水峰的峰下面積，提示AA患者非造血島骨髓信號(hào)改變的主要原因是水的含量變化。紅骨髓的殘留或治療后造血組織再生導(dǎo)致AA的灶型表現(xiàn)，其具有造血活性，稱(chēng)之為造血組織島[8]。MRI成像和波譜技術(shù)可顯示AA患者骨髓中的反應(yīng)性造血區(qū)域[4]。本組中有4例灶型AA患者，均見(jiàn)于慢性AA，MRI顯示造血島分布不均，造血島1H-MRS提示其含水量豐富且高于正常骨髓, 脂肪分?jǐn)?shù)明顯降低。

臨床上，AA的診斷和療效評(píng)價(jià)主要依靠骨髓組織細(xì)胞學(xué)檢查。對(duì)于彌漫型AA患者，此檢查方法的結(jié)果可靠。但是對(duì)于灶型AA或混雜型AA患者，骨髓穿刺活檢部位不一定為病變區(qū)，而MRI能顯示患者全身骨髓分布，因此MRI是協(xié)助臨床診斷AA的可靠方法。本研究的局限性為樣本量較小，定量結(jié)果未提示診斷閾值，仍有待更多的病例研究進(jìn)一步探討。

綜上所述，AA患者腰椎非造血島、造血島骨髓與正常骨髓的水脂成分均存在差異。MRI可以作為評(píng)價(jià)AA腰椎骨髓類(lèi)型和狀態(tài)的無(wú)創(chuàng)性檢查方法，1H-MRS可在常規(guī)MRI基礎(chǔ)上無(wú)創(chuàng)性評(píng)估腰椎骨髓水脂成分，兩者可彌補(bǔ)局部骨髓穿刺活檢的不足，為臨床診斷和療效評(píng)價(jià)提供更多信息。