擴散張量成像ADC及eADC值與腰椎間盤退行性變的相關性研究

黃恩善 莫志英 李瑞雄

【摘要】 目的 探討擴散張量成像（DTI）表觀擴散系數（ADC）及指數化表觀擴散系數（eADC）與腰椎間盤退行性變的相關性。

方法 選取100例腰腿疼痛患者行磁共振T2 IDEAL及DTI檢查，利用T2 IDEAL水相位對腰椎間盤進行Pfirrmann分級，利用DTI圖測量各腰椎間盤髓核的ADC及eADC值，對比腰椎間盤各Pfirrmann分級的ADC及eADC值的差異性，并分析ADC及eADC值與Pfirrmann分級的相關性。

結果 腰椎間盤各Pfirrmann分級的ADC及eADC值總體差異均有統計學意義（P<0.05）。組間多重比較采用LSD法，結果顯示ADC值除Ⅳ級與Ⅴ級間差異無統計學意義（P>0.05）外，其余各級間比較均有統計學意義（P<0.05）。eADC值組間比較，除Ⅰ級與Ⅱ級差異無統計學意義（P>0.05）外，其余各級間比較均有統計學意義（P<0.05）。相關性分析顯示，ADC值與Pfirrmann分級呈負相關（r=-0.752，P<0.05），eADC與Pfirrmann分級呈正相關（r=0.736，P<0.05）。

結論 ADC、eADC值與Pfirrmann分級呈高度相關性，腰椎間盤ADC及eADC值改變可準確反映腰椎間盤退行性變的程度。

【關鍵詞】 腰椎間盤退行性變;擴散張量成像;表觀擴散系數;指數化表觀擴散系數;磁共振成像

中圖分類號：R681.5;R445.2?? 文獻標志碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2022.01.003

Study of correlation between ADC and eADC values of diffusion tensor imaging and lumbar disc degeneration

HUANG Enshan1，2， MO Zhiying2， LI Ruixiong2

（1. Graduate School， Youjiang Medical University for Nationalities， Baise 533000， Guangxi， China; 2. Department of Medical Imaging， Wuzhou Hospital Affiliated to Youjiang Medical University for Nationalities， Wuzhou 543000， Guangxi， China）

【Abstract】 Objective To investigate the correlation between apparent diffusion coefficient （ADC） and exponential apparent diffusion coefficient （eADC） of diffusion tensor imaging （DTI） and lumbar disc degeneration.

Methods A total of 100 patients with lumbar and leg pain were selected for T2 IDEAL and DTI examination. Pfirrmann classification of lumbar intervertebral disc was performed by using T2 IDEAL water phase， the ADC and eADC values of the lumbar disc nucleus were measured by DTI map， difference between ADC and eADC values of each Pfirrmann grade of lumbar disc were compared， and correlation between ADC and eADC values and Pfirrmann grade was analyzed.

Results There were statistically significant differences in ADC and eADC value among each Pfirrmann grading of lumbar intervertebral discs （P<0.05）. LSD method was used for multiple comparisons between groups， and the results showed that there was no statistically significant difference in ADC values between Ⅳ grade and Ⅴ grade （P>0.05）， and there were statistically significant differences in ADC values between the other levels of groups （P<0.05）. There was no statistically significant difference in eADC value between groups except for Ⅰ grade and Ⅱ grade （P>0.05）， and there were statistically significant differences among other groups （P<0.05）. Correlation analysis showed that ADC value was negatively correlated with Pfirrmann grading （r=-0.752， P<0.05）， and eADC was positively correlated with Pfirrmann grading （r=0.736， P<0.05）.

Conclusion ADC and eADC values were highly correlated with Pfirrmann grade， and the changes of ADC and eADC values of lumbar intervertebral disc can accurately reflect the degree of lumbar disc degeneration.

【Key words】 intervertebral disc degeneration; DTI; ADC; eADC;MRI

腰椎間盤退行性變是引起腰腿痛的重要原因，嚴重者可影響患者的生活質量。在評估腰椎間盤退行性變中，醫學影像學發揮了重要的作用，特別是磁共振功能成像技術，被越來越多的研究證實能夠準確評估椎間盤退行性變。目前，表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）值已廣泛應用于腰椎間盤退行性變的定量評估[1～3]，而針對指數化表觀擴散系數（exponential apparent diffusion coefficient，eADC）值應用于腰椎間盤退行性變的評估鮮見報道，本研究就擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）ADC及eADC值在腰椎間盤退行性變中的應用進行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2018年12月～2020年12月在我院行腰椎磁共振檢查的腰腿痛患者100例的資料，男性51例，女性49例，年齡14～85歲，平均49.4歲。納入標準：①有腰腿痛癥狀者;②無脊柱腫瘤、外傷及手術史;③無MRI檢查禁忌證。排除標準：圖像質量較差，偽影較多影響測量。本次研究經過本院醫學倫理委員會同意。

1.2 檢查方法

所有患者均使用我院GE Discovery MR750 3.0T磁共振進行腰椎檢查，采用CTL8通道脊柱相控陣線圈。掃描序列包括T2 IDEAL、DTI，DTI矢狀位掃描參數：TR4000 ms，TE minimum，層厚4 mm，間隔0 mm，矩陣256×256，b值取1000 s/mm2，擴散方向15，激勵次數2。T2 IDEAL矢狀位掃描參數：TR 3000 ms，TE 102 ms，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，矩陣512×512，激勵次數2。

1.3 圖像及數據處理

在ADW 4.6工作站，利用functool軟件對矢狀位DTI原始圖像進行相關處理，選取椎間盤中央區作為測量的感興趣區（圖1A、B），分別測量L1～S1椎間盤髓核ADC及eADC值。

1.4 圖像分析

由2名中級以上MR診斷醫師對圖像進行分析，意見不相同時則經雙方協商后達成一致意見。利用正中矢狀位T2 IDEAL水相位，并參照國際公認的椎間盤Pfirrmann分級標準[4]，將椎間盤退行性變的程度分為Ⅰ～Ⅴ級（見表1）。

1.5 統計學方法

采用SPSS 21.0統計軟件，計量資料以（±s）表示，不同Pfirrmann分級椎間盤ADC及eADC值比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD法。椎間盤Pfirrmann分級分別與ADC、eADC值相關性采用Spearman秩相關分析。檢驗水準：α=0.05，雙側檢驗。

2 結? 果

2.1 腰椎間盤退變分級

選取100例腰腿痛患者共500個椎間盤納入研究，按照Pfirrmann分級標準，其中，Ⅰ級椎間盤19個，Ⅱ級椎間盤126個，Ⅲ級椎間盤178個，Ⅳ級椎間盤144個，Ⅴ級椎間盤33個（圖2A、B）。

2.2 退變腰椎間盤ADC、eADC值統計結果

結果顯示ADC及eADC值總體差異均有統計學意義（P<0.05）。組間多重比較采用LSD法，結果顯示ADC值除Ⅳ級與Ⅴ級間差異無統計學意義（P>0.05）外，其余各級間比較均有統計學意義（P<0.05）。eADC值組間比較，除Ⅰ級與Ⅱ級間差異無統計學意義（P>0.05）外，其余各級間比較均有統計學意義（P<0.05）。見表2、表3。

2.3 退變椎間盤Pfirrmann分級與ADC、eADC值相關性分析

ADC值與Pfirrmann分級呈負相關（r=-0.752，P<0.05），eADC與Pfirrmann分級呈正相關（r=0.736，P<0.05）。

3 討? 論

DTI是由擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）發展而來的MRI功能成像技術，早期被廣泛應用于神經系統疾病的診斷[5～6]，近年來該成像技術也逐漸開始應用于椎間盤退變、椎間盤術前術后評估等方面的研究[7～8]。作為DTI的參數ADC及eADC值，兩者就信號而言，擴散受限區在ADC圖上呈低信號，而在eADC圖上呈高信號。另外，在實際工作中利用ADC圖可以直接測量表觀擴散系數值，并且ADC值是一個定量參數，能夠給疾病影像診斷提供參考信息。而eADC值是通過病灶DWI上的信號強度除以其T2WI上的信號強度而得到的比值，其并不是表觀擴散系數定量參數，eADC值不受T2透過效應的影響，因此eADC值能較為真實地反映水分子的擴散情況[9]。

ADC值大小與水分子擴散運動有關，椎間盤退行性變主要表現為髓核的含水量下降，同時Ⅱ型膠原的含量減少，髓核的水分子擴散能力下降，從而導致ADC值降低，即隨著椎間盤Pm分級增高，ADC值減低。劉超等人[10]應用3.0T磁共振對29例腰痛或腰腿痛患者行DTI檢查，發現ADC值與Pfirrmann分級呈負相關。褚相樂等[11]利用1.5T磁共振對105例腰腿痛患者行DTI檢查，也發現ADC值與Pfirrmann分級呈負相關。本研究表明ADC值與Pfirrmann分級呈高度負相關，相關性較上述研究密切。張青波等[12]應用3.0T磁共振對60例門診腰腿痛患者行DWI檢查，發現ADC值與Pfirrmann分級呈負相關，相關性相較于本研究更密切，并且發現年齡和體重指數均為ADC值的影響因素，兩者指數越大，其ADC值越低。

近年來eADC值開始應用于各系統疾病的診斷，王玉濤等[13]應用ADC和eADC值對肝細胞癌微血管侵犯進行預測，發現肝細胞癌有微血管侵犯者eADC值瘤-肝比值高于無微血管侵犯者，并且兩者差異顯著。馮浩等人[14]利用磁共振擴散加權成像中的ADC、eADC及rADC值對可疑乳腺癌患者進行診斷及鑒別診斷，發現ADC、eADC及rADC值是鑒別可疑乳腺癌的可靠指標。而eADC值用于評價椎間盤退行性變鮮見報道，本研究發現eADC與Pfirrmann分級呈高度正相關，表明eADC值越大，腰椎間盤Pfirrmann分級越高，退變的程度越重。另外，本研究發現ADC及eADC兩者組間比較結果并不一致，ADC值在Pfirrmann分級Ⅳ級與Ⅴ級間無統計學意義，而eADC值Ⅰ級與Ⅱ級間無統計學意義，分析可能是Ⅳ級與Ⅴ級椎間盤到了退變末期，髓核含水量減少并趨于穩定，并且Ⅳ級與Ⅴ級椎間盤分級僅是依靠椎間盤高度予以區分，導致兩者ADC值差別不明顯。而Ⅰ級與Ⅱ級椎間盤處于退變早期，髓核含水量及Ⅱ型膠原減少不明顯，所以eADC差異也不明顯。

綜上所述，ADC、eADC值分別與Pfirrmann分級呈高度相關，腰椎間盤ADC、eADC值改變可準確反映椎間盤退行性變的程度。本研究尚存在一定的缺陷，比如沒有將患者按性別、年齡、體重等相關因素進行分組比較，這些都有待于今后進一步完善。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2021-05-25 修回日期：2021-10-17）

（編輯：潘明志）