MRI多種功能成像序列在椎間盤退變的診斷價值

李金寶

天津醫院放射科1科，天津 300211

椎間盤退變是臨床上常見的生理退化現象，同時也是患者諸多疾病基礎上引發的病變，腰痛與該疾病的發生及發展存在密切聯系，盡早診斷患者病情及椎間盤退變程度，有助于及時展開治療，從而改善患者臨床癥狀［1-2］。臨床上多采用MRI進行病變觀察，可根據椎間盤高度變化及信號強度變化進行椎間盤生理改變評估，具有無創性、無電離輻射等優勢，在檢查過程中不會影響人體正常的生理狀態［3］。但常規MRI單純進行形態學異常改變評估，難以量化評估病變具體程度，影響診斷準確性，無法為疾病的治療提供全面、有效的信息支持。近年來，MRI新序列已在病變檢測診斷中得到較好應用，本文對MRI在診斷椎間盤退變中的研究進展作如下綜述。

1 常規序列

臨床上最常用于評估椎間盤退變的序列為T2加權成像序列，在此序列檢查中可對椎間盤高度進行分級，同時還可清晰觀察到椎間盤髓核結構、纖維環界限清晰程度等信息。溫群等分析1.5T磁共振T2 mapping成像技術在腰椎間盤退行性病變中的診斷價值，認為T2 mapping成像可定量評估腰椎間盤退變程度，特別是在測量髓核的T2值，根據髓核T2值的變化可判定椎間盤退變程度，從而為臨床診斷患者病情提供影像學參考依據［4］。蔡紹磊等利用MRI矢狀位T2圖對腰椎分級，認為椎間盤級別隨著椎間盤位置的降低而升高，MRI矢狀位T2圖提供了建立在T2值基礎上的椎間盤分級方法，通過對T2圖評估及椎間盤髓核及纖維環T2的測量，有助于直接監測椎間盤早期退變及與相關因素間的關系［5］。

2 DWI

DWI是臨床上檢測活體組織細胞內外水分子擴散能力的無創檢查技術，對于其組織生理特點能夠完整反映，通常采用擴散系數（ADC）反映活體彌散成像中具體的彌散情況。椎間盤退變表現為髓核內細胞外水分的丟失，造成水分子擴散運動發生改變，將DWI應用于分析水分子擴散程度中具有較高的臨床意義。DWI不僅對于椎間盤的水分及糖胺聚糖含量有效顯現，同時還能夠為椎間盤結構完整程度的判斷或提供依據，幫助臨床醫生準確鑒別椎間盤和退變椎間盤，并且直觀展現腰椎中各個節段椎間盤擴散系數的變化。相關研究顯示利用DWI掃描離體椎間盤后，無論T1、T2值還是ADC值對于椎間盤上不同部位及不同退變情況均能實現準確區別。張青波等認為Pfirrmann分級與ADC值高度存在相關性，椎間盤退變患者中ADC值與VAS評分呈負相關，ADC值與Pfirrmann分級相比，ADC可更好的評估患者腰痛程度及椎間盤退變程度，可精準、敏感且客觀的反映患者椎間盤退變情況，對診斷椎間盤退變具有較高的應用價值［6］。周建軍［7］等評估DWI對女性哺乳期腰椎間盤退行性病變的應用價值，認為女性哺乳期椎間盤ADC值隨著產后時間的推移逐漸增高后恢復至穩定水平，DWI在對腰椎間盤定量檢測中可為臨床診斷及治療方式的選擇提供參考［7］。在另一項研究中發現，借助DWI能夠發現試驗豬椎間盤退變模型中的早期創傷以及椎間盤變化狀態，同時在退變早期階段ADC值升高，但隨后出現下降。隨后改為成年男性，均接受常規MRI和DWI檢查，對于正常椎間盤和退變椎間盤DWI無法做到有效辨別，因此DWI診斷價值還需進一步研究。

3 DTI

DTI是在DWI基礎上發展而來的磁共振成像技術，對蛋白質纖維具有較好的成像效果，在檢查過程中可清晰觀察蛋白質纖維束的完整性、方向性及走向，該技術現已在臨床上多個領域得到應用。賀露姣等［8］采用DTI診斷腰椎間盤退變及神經根受壓，認為DTI可敏感的探測椎間盤退變早期椎間盤水分子擴散情況，在繼續優化掃描下可提高圖像分辨率，定量分析DTI各指標水平變化，對評估患者臨床及預后的相關性具有重要作用［8］。褚相樂等［9］將DTI作為定量MRI檢查的一種特殊檢查技術，所得到的測量參數與Pirrmann分級存在較好的相關性，應用于椎間盤退變中可作為無創性檢查方法之一。劉超等［10］探討3.0T MR DTI在腰椎間盤退變中的診斷價值，認為DTI在評估腰椎間盤退變機制及定量評價退變程度中具有較高的價值，在椎間盤退變中可將MRI檢查作為首選方法。

4 MRS

氫質子MRS成像能夠對活體器官組織代謝情況進行檢測，并且具有無創的優勢，定量分析組織內部化合物，顯示機體生理生化變化情況。MRS是在MR化學位移和自旋耦合現象測定人體代謝物，因椎間盤細胞外基質中存在大分子物質，而大分子物質中主要成分為蛋白多糖與水，兩者中均存在N-乙酰，現階段MRS評估椎間盤退變的代謝物即N-乙酰。N-乙酰與膽堿面積比值在不同Thompson退變分級中，相較于糖類與膽堿面積比值存在較大差異，并且只存在少量的區域間重疊。椎間盤中的蛋白多糖以及膠原等化學物質可通過MRS成像實現定性和定量。李永等［11］采用MRS定量評價腰椎間盤退變，認為MRS在定量檢測腰椎間盤退變中具有較好的可行性，同時還可盡早檢出蛋白多糖變化，并根據其水平變化情況判斷患者椎間盤退變程度。從尸體研究標本中發現，隨著椎間盤退變嚴重程度的增加，其N-乙酰與多糖比值，N-乙酰與脂質加乳酸鹽的比值反而出現下降，N-乙酰與膽堿的比值與糖胺聚糖之間存在密切聯系。同時還發現水和蛋白多糖的頷聯在MRS成像中與患者自覺癥狀及椎間盤造影等情況密切相關。雖然MRS具有較多優勢，但分辨率不高，成像噪比差，導致成像穩定性不足，在超高場MR儀上適應性更好。

5 UTE

臨床上大部分功能成像序列多用于觀察纖維環及髓核的生理性改變，而UTE序列觀察角度不同，此種方法提供研究軟骨終板特異性的方法。胡浩然等［12］分析UTE在評價腰椎間盤血供中的價值可知患者年齡與椎間盤退變間存在密切聯系，當患者年齡越大，椎間盤退變越嚴重，微血管發生浸潤與患者年齡、椎間盤退變等級間存在正相關性。上世紀90年代外國學者首先聽過UTE序列對膝關節軟骨展開研究。UTE序列對于肌腱和韌帶上的纖維軟骨組織成分能夠起到特異性鑒別，將纖維結締組織和纖維軟骨進行有效區分，還能夠顯示蛋白多糖在其中的含量以及膠原的方向［13］。臨床研究發現，患者隨著椎間盤退變程度的加重，其軟骨終板的缺陷更加明顯，尤其在下腰椎更為顯著。同時對椎間盤使用UTE序列成像后，能夠通過信號強度按段軟骨終板鈣化情況，同時分析軟骨終板的形態學。

6 T1ρ成像

T1ρ成像能夠對位于射頻脈沖磁場中的阻止自選弛豫值進行評價，直觀顯示水分子與附近大分子相互作用后引發的弛豫，在蛋白多糖含量下降的檢測上具有良好的敏感程度，在膠原蛋白含量等組織的檢測中得到廣泛應用［14］。椎間盤退變早期階段機體存在明顯的代謝異常，T1ρ成像與椎間盤退變之間呈反比，隨著T1ρ值得下降，椎間盤退變程度更加嚴重。臨床研究發現，正常人T1ρ弛豫范圍更大，具有顯示早期椎間盤退變的潛力。T1ρ成像相較于常規T2mapping成像，對于早期階段椎間盤退變敏感程度更高，與患者自身癥狀存在密切聯系。T1ρ成像在椎間盤退變的檢測上，成像穩定性強、敏感程度高，且基本不受因其他素干擾，圖像清洗，應用性強，在椎間盤退變的檢測上有希望成為主要功能成像序列。

7 CEST成像

在常規MRI和飽和轉移技術的結合下，形成了磁化傳遞技術，該成像序列能夠對椎間盤中的糖胺聚糖含量進行定量檢測，同時對椎間盤退變實現定量化評估，在和年齡以及改良Pfirmann等因素上具有密切聯系［15］。在磁化傳遞技術的基礎上逐漸發展為CEST，也是現階段唯一能夠通過細胞內源性對比劑實施細胞微環境檢測的技術，具有無創的特點，已成為現階段NRI序列的新熱點。采用CEST成像時能夠選擇更多的質子類型，根據不同的數量實施相應的激活和預飽和處理，因此也為對比劑提供了更多選擇，給予了充分的自由。雖然對比劑有更多選擇，例如人工合成的外源性對比劑等，但大部分研究人員在評估椎間盤退變時還是傾向于選擇機體內物質制成的對比劑。CEST成像優點包括穩定性高、重復性好的，并且自身信號與糖胺聚糖含量呈線性關系，對于椎間盤退變后糖胺聚糖含量的下膠囊尤其敏感。椎間盤退變會導致腰痛，同時機體pH值下降，通過CEST成像能夠有效觀察到椎間盤導致疼痛的變化。在離體豬椎間盤試驗發現，糖胺聚糖依賴性CEST對于椎間盤pH值得變化敏感程度較高，完整顯示了組織內pH環境?，F階段越來越多的學者在努力加強CEST的成像質量，提高掃描速度，是發展潛力較大的功能成像序列。

8 小結

椎間盤退變病情較為復雜，無論是DWI、DTI、MRS還是UTE成像方法均存在優勢及不足，在臨床檢查中需根據患者病理該病選擇恰當的MRI成像方法，從而提高診斷準確度，而準確的診斷有助于為臨床治療提供參考依據。