體素內不相干運動技術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.長治醫學院附屬和平醫院(長治 046000)；2.陜西中醫藥大學(咸陽 712046)；3.陜西中醫藥大學附屬醫院(咸陽 712000)

椎體壓縮性骨折已成為中老年人常見的疾病，良性通常由骨質疏松所致，惡性主要由轉移瘤所致[1]。正確診斷椎體骨折的病因至關重要。目前常規MRI鑒別診斷價值有限，本研究通過磁共振體素內不相干運動(Intravoxel incoherent motion，IVIM)技術在椎體骨折中的應用，探討IVIM 各參數在鑒別診斷骨質疏松和轉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月在陜西中醫藥大學附屬醫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復查隨訪3～6個月證實椎體骨折原因。根據椎體骨折的原因，將患者分為兩組：①骨質疏松組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超導型磁共振掃描儀，32通道脊柱線圈。均行常規矢狀位T1WI、T2WI及 STIR序列掃描。T1WI掃描參數：TR 433 ms，TE 8.7 ms，激勵次數(NEX) 3次，矩陣384×268，FOV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距 1 mm。T2WI掃描參數：TR 2000 ms，TE 101 ms，NEX 3次，矩陣384×268，FOV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距1 mm。STIR掃描參數：TR 3500 ms，TE 65 ms，NEX 3次，矩陣 256×256，FOV 28 cm×28 cm，層厚4 mm，間距1 mm。多b值IVIM掃描參數：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，FOV 22 cm×22 cm。

結 果

1 兩組椎體常規MRI和IVIM信號比較 見表1。骨質疏松組胸椎32個，腰椎38個，共70個椎體。轉移瘤組胸椎20個，腰椎 33個，共53個椎體。對骨質疏松組和轉移瘤組T1WI、T2WI、STIR及IVIM序列信號表現進行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計學意義。

表1 兩組椎體常規MRI 和 IVIM 信號比較(個)

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

3 兩組椎體常規MRI形態學比較及診斷效能 兩組常規MRI形態學比較，在椎體形態、椎體后緣形態、是否累及椎弓根、有無椎旁軟組織受壓上存在統計學差異(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參數診斷效能 對ADC、D、D*值進行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MRI形態學聯合IVIM參數的診斷效能 對常規MRI形態學、IVIM參數及常規MRI形態學聯合IVIM 參數進行ROC曲線分析，顯示常規MRI形態學聯合IVIM 參數的AUC和約登指數最大，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%水分構成，黃骨髓主要由80%脂肪和15%水分構成。椎體的主要轉換模式為局部骨髓轉換，隨著年齡的增長脂肪成分會逐漸增多，即趨向于黃髓化。文獻報道中骨質疏松和轉移瘤性別比較存在統計學差異，骨質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]；而且絕經后女性卵巢功能趨向衰退，相應產生的雌激素也大大減少，導致骨吸收遠大于骨形成，所以中老年女性較男性更容易發生椎體壓縮性骨折[3]。

表3 兩組椎體MRI常規形態學比較(個)

表4 壓縮性骨折MRI常規形態學診斷效能

表5 IVIM各參數診斷效能

表6 骨質疏松組和轉移瘤組多參數聯合診斷效能

圖5 常規形態學(A)、IVIM參數(B)及兩者聯合(C)ROC曲線

本研究中，骨質疏松和轉移瘤所致的椎體壓縮性骨折T1WI、T2WI、STIR 及IVIM信號比較，均沒有統計學差異(均P>0.05)，這與武小鵬等[4]的研究結果相同，分析原因為骨質疏松導致的椎體骨折水腫信號表現為長T1長T2[5]，而轉移瘤導致的椎體骨折由于增多的腫瘤細胞間質比例較大，一般壓縮椎體亦表現為長T1長T2信號的改變。IVIM基于彌散加權成像(Diffusion-weighted imaging， DWI)來反映組織中水分子的擴散及血液灌注情況，翁繩和等[6]認為通過DWI的信號改變可以鑒別椎體良惡性壓縮骨折。本研究結果相反，分析可能由骨質疏松椎體壓縮骨折后增強的T2透射效應所造成，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表現為高信號。

近年來，DWI技術由于無創、定量而廣泛應用于人體多種疾病的鑒別診斷，主要是根據組織中水分子擴散運動的受限程度來區分不同的疾病，水分子擴散受限的程度低則ADC值較高，相反則ADC值較低[7]。對不同病因導致的椎體壓縮性骨折，本研究骨質疏松組患者的ADC 值高于轉移瘤組患者，差異具有統計學意義(P<0.05)，可能原因是骨質疏松患者由于骨小梁的斷裂導致椎體骨挫傷、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，造成腫瘤細胞排列緊密、細胞間隙減小，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，我們的結果在其范圍內。但由于ADC值反映的是病變組織整體的水分子受限程度，組織血管內的微循環灌注也被包括在內[10]，導致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DWI技術，通過雙指數模型獲得的D值不受組織中血液微循環灌注的影響，更能準確地反映組織中真實水分子擴散受限的情況。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灌注情況[12]。本研究得出骨質疏松患者的D*值較轉移瘤患者高，差異有統計學意義(P<0.05)。但樊秋菊等[13]得出骨質疏松所致椎體壓縮骨折的D*值要明顯低于轉移瘤所致椎體壓縮骨折，認為腫瘤細胞的血流供應較良性椎體骨折更加豐富。本研究結果與此相反，分析原因可能為D*值對圖像的信噪比變化異常敏感，穩定性及重復性較差[14]，低b值下的測量結果更易出現誤差，造成結果偏倚；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，從而導致血流灌注量的相對降低[15]。

總之，在常規MRI形態學上，倒楔形在鑒別骨質疏松和轉移瘤所致椎體壓縮性骨折上的價值最高；在IVIM各參數中，D值具有最大AUC，說明D值在鑒別診斷骨質疏松和轉移瘤所致椎體壓縮性骨折上的價值最高；鑒別診斷骨質疏松和轉移瘤所致椎體壓縮性骨折時，IVIM參數的鑒別診斷價值高于常規MRI形態學，二者聯合時診斷價值更高。