再生障礙性貧血患者的腰椎骨髓MRI表現與氫質子磁共振波譜特征▲

陸小霞 宋英儒 任 浩 李 瑞

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

再生障礙性貧血(aplastic anemia，AA)是一種以骨髓發育不全、無髓外造血為特征的血液系統疾病,可出現由嚴重貧血、白細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，隨著對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局灶性反應性造血骨髓(造血島)的存在，然而骨髓活檢標本采集量少，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成像和波譜技術可顯示AA患者骨髓中的反應性造血區域/造血島[4]。本研究觀察AA患者腰椎骨髓的MRI表現及氫質子磁共振波譜(1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)特征，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2010年1月至2012年6月在廣西醫科大學第一附屬醫院經骨髓穿刺活檢證實為AA的21例患者，其中男性8例，女性13例，年齡4～71歲。納入標準:符合《血液病診斷及療效標準》[5]中有關AA的診斷標準；臨床資料完整。排除標準:其他具有貧血表現的疾病、臨床資料不全者。另選取同期無血液系統疾病的22例健康志愿者作為正常對照組，其中男性13例，女性9例，年齡17～55歲。納入標準：(1)無內分泌、代謝性疾病；(2)未服用激素等影響骨代謝藥物；(3)無腫瘤及放化療史。兩組研究對象的性別、年齡等一般資料比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性。所有研究對象均對本研究知情同意，且本研究經過醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 檢查方法 采用飛利浦公司Achieva 3.0T超導磁共振儀，15通道腰椎線圈進行檢查。常規掃描腰椎軸狀位、矢狀位、冠狀位3個平面定位片。(1)平面掃描參數：矢狀面T1加權成像(T1-weighted imaging，T1WI)的重復時間(repetition time,TR)、回波時間(echo time,TE)分別為364 ms、7.2 ms，T2加權成像(T2-weighted imaging，T2WI)的TR、TE分別為2110 ms、120 ms，T1WI與T2WI的矩陣均為316×252；矢狀面短時間翻轉恢復(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：采用單體素定位序列，點分辨波譜分析法常規掃描腰椎軸狀位、矢狀位、冠狀位3個平面進行定位, 不抑水， TR、TE分別為2000 ms、40 ms，偏轉角90°，激勵次數為40。根據MRI常規掃描，選取每例AA患者腰椎骨髓中1～2個最大的造血島作為感興趣區，共收集6個感興趣區進行1H-MRS掃描，體素體積盡量包括造血島的最大體積。針對腰椎骨髓MRI表現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，共收集21個感興趣區。每例正常對照組將L3椎體中心部作為感興趣區，要求避開骨皮質，體素體積為1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm。

1.3 圖像分析及波譜數據采集 由2位高年資醫師共同閱片，對正常對照組及AA組的骨髓信號進行比較，當兩人意見不一致時共同協商決定。腰椎骨髓信號改變：T1WI以脊髓圓錐部為參照物，STIR以鄰近肌肉做參照物，若信號與參照物相同、偏高、偏低，則相應描述為等信號、高信號、低信號。參照文獻[6]，對AA患者腰椎骨髓的MRI表現進行分型。使用飛利浦公司Achieva 3.0T超導磁共振儀自帶的SpectroView軟件分析AA患者非造血島骨髓、造血島與正常對照組骨髓的MRI信號及波譜圖形。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SpectroView軟件直接測量出水峰和脂峰的峰下面積，計算得到脂肪分數，脂肪分數=脂峰的峰下面積/(水峰的峰下面積+脂峰的峰下面積)。造血島的判斷標準為T1WI高信號或明顯高信號背景中的結節狀或斑片狀低信號灶，STIR呈略高信號灶。

1.4 統計學分析 采用SPSS 18.0軟件進行統計學分析。計量資料以(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；各觀測指標的相關性采用多元線性回歸進行分析。以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組研究對象的骨髓MRI表現 22例正常對照組的腰椎骨髓在T1WI序列呈等信號或稍高信號，其中10例在稍高信號背景中顯示椎體后緣中部三角形或線狀更高信號影；T2WI及STIR序列中，與脊髓圓錐對比，腰椎骨髓呈中等信號。21例AA患者腰椎骨髓MRI表現型為彌漫型3例(14.3%)，均處于臨床急性期，T1WI序列為均一高信號，STIR呈均一低信號；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混雜分布；灶型4例(19.0%),均處于慢性期，在 T1WI序列的高信號或明顯高信號背景中可見2～4個結節狀或斑片狀低信號灶，STIR序列表現為低信號背景中可見結節狀或斑片狀略高信號。見圖1。

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

2.2 兩組研究對象的1H-MRS特征 AA患者的非造血島骨髓1H-MRS譜線表現為脂峰高聳、水峰低平或消失(見圖2A)，其造血島1H-MRS譜線特征為水峰高聳、脂峰低平或消失(見圖2B)；正常對照組的骨髓1H-MRS譜線表現為水峰稍高于(<40歲)或稍低于(>40歲)脂峰(見圖2C)。AA患者非造血島骨髓、AA患者造血島骨髓與正常對照組骨髓的脂肪分數分別為(0.72±0.11)、(0.14±0.07)、(0.44±0.14)，組間差異有統計學意義(F=128.907，P<0.001)，AA患者非造血島骨髓、正常對照組骨髓、AA患者造血島骨髓的脂肪分數依次降低(均P<0.05)。

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

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數與脂肪峰和水峰的峰下面積之間的相關性，建立的多重回歸方程為Y=0.678-1.05X1+0.458X2(R2=0.94，F=105.745,P<0.001)，其中X1、X2分別為水峰和脂肪峰的峰下面積；結果提示脂肪分數與年齡無相關性(P>0.05)，與脂肪峰的峰下面積呈正相關，與水峰的峰下面積呈負相關(均P<0.05)，且水峰的峰下面積對脂肪分數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，分析正常對照組骨髓的脂肪分數與脂肪峰和水峰的峰下面積之間的相關性，建立的多重回歸方程為Y=0.433-0.901X1+1.144X2(R2=0.906，F=68.716,P<0.001)，其中X1、X2分別為水峰和脂肪峰的峰下面積；結果提示脂肪分數與脂肪峰的峰下面積呈正相關，與水峰的峰下面積呈負相關(均P<0.05)，且水峰的峰下面積對脂肪分數的影響小于脂肪峰的峰下面積。見表1。

表1 多重線性回歸分析結果

3 討 論

骨髓是骨內富含細胞的結締組織，根據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%蛋白質和其他成分，而黃骨髓約含15%水、80%脂肪以及5%蛋白質和其他成分。隨著年齡的增長,紅骨髓逐漸轉變為黃骨髓，其造血功能相應降低，骨髓內脂成分增多，水分減少[7]。MRI檢查是對骨髓化學成分變化最敏感的影像學方法，能夠顯示紅、黃骨髓的轉換。磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)則是利用核磁共振現象和化學位移作用進行特定原子核及其化合物分析的方法，各代謝產物的峰下面積與其含量呈正比，故計算出每個代謝產物的峰下面積可推算出其含量，其中高場MRS具有較高的骨髓脂肪含量相關測量精確性[8]。正常骨髓的脂肪峰的峰下面積隨著年齡的增長逐漸增大，即骨髓脂肪含量增加[7]。本研究結果顯示，引起正常骨髓脂肪分數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改變的主要因素。

MRI檢查可以全面觀察和分析AA患者的骨髓類型，評估骨髓變化狀況，而MRS技術在AA中的應用價值在于定量分析患者在治療和隨訪過程中骨髓的含水量，便于短期隨訪，減少不必要的有創檢查[4]。AA是一種以骨髓增生抑制、無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,其信號接近于皮下脂肪信號，在STIR中其為低信號[5]。本組AA患者的腰椎骨髓MRI表現與相關文獻報道[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]，本研究結果顯示AA患者的非造血島骨髓波譜表現為水峰值極低，脂肪峰值極高，脂肪分數高于正常骨髓，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數的主要相關因素為水峰的峰下面積，提示AA患者非造血島骨髓信號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致AA的灶型表現，其具有造血活性，稱之為造血組織島[8]。MRI成像和波譜技術可顯示AA患者骨髓中的反應性造血區域[4]。本組中有4例灶型AA患者，均見于慢性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, 脂肪分數明顯降低。

臨床上，AA的診斷和療效評價主要依靠骨髓組織細胞學檢查。對于彌漫型AA患者，此檢查方法的結果可靠。但是對于灶型AA或混雜型AA患者，骨髓穿刺活檢部位不一定為病變區，而MRI能顯示患者全身骨髓分布，因此MRI是協助臨床診斷AA的可靠方法。本研究的局限性為樣本量較小，定量結果未提示診斷閾值，仍有待更多的病例研究進一步探討。

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可以作為評價AA腰椎骨髓類型和狀態的無創性檢查方法，1H-MRS可在常規MRI基礎上無創性評估腰椎骨髓水脂成分，兩者可彌補局部骨髓穿刺活檢的不足，為臨床診斷和療效評價提供更多信息。