磁共振水-脂分離成像對使用糖皮質激素類風濕患者骨量評價的研究

常飛霞 樊敦徽 和建偉 黃剛* 何建宏 馬小梅

1. 甘肅省敦煌市醫(yī)院，甘肅 敦煌 736200

2. 甘肅省人民醫(yī)院放射科，甘肅 蘭州 730000

近年來，磁共振成像(magnetic resonanceimaging，MRI) 技術的發(fā)展和成熟，為臨床診斷及治療提供成熟、可靠的價值?；诨瘜W位移水-脂分離成像技術可以定量組織器官的脂肪含量，并且水-脂分離成像技術(Dixon 技術)能夠有效克服磁場不均勻性的影響，徹底使水、脂分離。糖皮質激素應用到類風濕性關節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)的治療中已有許多年歷史，但是應用糖皮質激素治療是繼發(fā)性骨質疏松的主要原因，有大量研究證實骨量的降低均伴有不同程度的骨髓內脂肪組織增加[1-2]。本次研究對不同年齡段類風濕患者在治療前及使用糖皮質激素治療后不同時期的腰椎骨髓脂肪含量做了測量，并進行分析，以期對長期服用糖皮質激素的類風濕患者椎體骨質強度的變化進行評估。

1 資料與方法

1.1研究對象

收集甘肅省人民醫(yī)院2016年1-3風濕免疫科住院類風濕患者40例，納入標準：①30～50歲類風濕患者；②此前無激素治療史；③所有患者糖皮質激素使用量(7.5 mg～10 mg /d)；排除標準：排除老年男性及絕經后婦女；腰椎患有骨腫瘤、轉移瘤、血管瘤、結核等病變的患者；腰椎有壓縮骨折；骨質代謝相關疾病。所有患者在檢查前簽署知情同意書。所有患者符合美國風濕病學會(ACR)1987年修訂的診斷標準，年齡30～50歲之間，按年齡分為30～40歲組20例、40～50歲組20例，治療前所有患者行DXA腰椎骨密度值(BMD值)測量及腰椎MR水-脂分離成像掃描；糖皮質激素治療3個月后及治療6個月后分別進行腰椎磁共振水-脂分離成像掃描，測量并計算脂肪分數進行比較；所有患者在住院早期DXA檢查與3.0T磁共振常規(guī)腰椎檢查時間間隔不超過一周。

1.2DXA和MR檢查技術及測量方法

應用DXA設備(GE-LunarDPX型)測腰椎BMD值.所有研究對象應用DXA設備(GE-LunarDPX型)按廠商制定的標準方法測量L1-L4椎體前后位骨密度(Bone mineral density，BMD)值(單位為g/cm2)和各個椎體對應的T值，測量前均需進行儀器校準。

MR掃描應用德國SIEMENS Skyra 3.0T MRI儀進行腰椎磁共振檢查，使用脊柱相控陣線圈；MR 掃描序列包括：T1WI矢狀位化學位移成像：TR 650 ms，TE1ms，翻轉角度160°,回波鏈3，層厚均為4 mm，層間距為0.8 mm，矩陣256*256，FOV為260 mm*260 mm，共掃描15 層。所有序列掃描前常規(guī)自動勻場。所有患者在序列掃描前完成檢查前準備，并保持掃描過程中安靜制動。掃描結束后，系統(tǒng)自動生成4 組圖像，即正相位、反相位、脂像及水像。

將磁共振掃描圖像傳至MMWP(multi modality work place)version: VE40后處理工作站,由兩位放射科主治醫(yī)師獨立測定所有椎體骨髓脂肪的含量。脂肪分數=[脂相/(脂相+水相)]*100%[3]。選擇經過腰椎(測量L1～L4)椎體最正中矢狀位手動繪制感興趣區(qū)(ROI)，ROI包括整個椎體的松質骨部分，需避開椎靜脈入口及皮質骨等。

1.3統(tǒng)計學分析

2 結果

2.1治療前不同年齡組患者BMD均值及FF均值差異有統(tǒng)計學意義，如表1所示，治療前所有患者BMD均值與FF值呈負相關，如圖1所示。

2.2不同年齡組治療前、治療3個月后及治療6個月后的FF均值有顯著統(tǒng)計學差異如表2所示；組內兩兩比較有統(tǒng)計學意義，如表3、4所示：FF均值隨著使用激素時間的延長呈明顯上升趨勢，如圖2所示。

2.3所有類風濕患者中可以看出激素治療3個月后期間脂肪分數上升的程度明顯高于治療6個月后組，且圖中斜率看出40～50歲年齡組脂肪分數增加的程度顯著高于30～40歲年齡組，如圖3所示，因此可以看出隨著用藥時間及年齡的增加，椎體內脂肪含量明顯增加。

表1 不同年齡組類風濕患者治療前FF與BMD值比較Table 1 Comparison of FF and BMD values before treatment for rheumatoid patients between different age groups

表2 不同年齡組類風濕患者治療前、治療3個月后及治療6個月后椎體脂肪分數比較Table 2 Comparison of vertebral body fat scores before and after treatment, 3 months and 6 months after treatment, between patients with rheumatoid arthritis in different age groups

表3 30～40歲年齡組類風濕患者治療前及治療后不同時期椎體脂肪信號的比較Table 3 Comparison of vertebral fat signals before and after treatment in 30-40 years old group

表4 40～50歲年齡組類風濕患者治療前及治療后不同時期椎體脂肪信號的比較Table 4 Comparison of vertebral fat signals before and after treatment in 40-50 years old

圖1 類風濕患者治療前椎體脂肪分數與DXA的線性關系Fig.1 The linear relationship between vertebral fat fraction and DXA in rheumatoid patients before the treatment

圖2 類風濕患者治療前、使用激素3個月后及使用激素6個月后脂肪分數箱形圖Fig.2 Box diagram of fat fraction in rheumatoid patients before treatment, after 3 months and 6 months with hormone therapy

圖3 不同年齡組類風濕患者治療前、治療后3、6個月關系的復合線圖Fig.3 The composite line graph of the relationship between rheumatoid patients of different age groups before treatment, 3 months and 6 months after treatment

3 討論

水脂分離技術(Dixon 技術)是在1984 年由Dixon 介紹并且應用[4]，Dixon技術是利用水質子和脂肪質子拉莫爾頻率差，通過調節(jié)回波時間做多次采集，可分別獲得正相位、反相位及單獨的“水”和“脂肪”的圖像，即水-脂分離成像。多年來，Dixon 水-脂分離成像技術的成像方法不斷改進，由最初的兩點采集發(fā)展到現今的三點采集[5-6 ]，由三點法對稱性Dixon 成像方式發(fā)展為如今三點法非對稱性Dixon成像方式，使圖像信號均勻，組織結構邊緣顯示清晰，保證水、脂分離徹底，大大減小了外界干擾對水-脂分離成像的影響[7-9]。應用Dixon 技術評估人體骨髓脂肪組織含量的研究顯得相對較少。前期研究[10]及本研究表明，這種技術對評估骨髓脂肪含量是可行的。

糖皮質激素對改善RA 癥狀具有積極有效的作用，但是糖皮質激素有促進骨的吸收、破壞，抑制骨的形成，抑制腸鈣的吸收，增加尿鈣的排泄等作用，可引起骨量減少，造成繼發(fā)性骨質疏松等不良癥狀。因此在臨床應用中一直存在著爭議，但是在重癥及反復發(fā)作的類風濕患者中效果較顯著，臨床療效已被證實，長期小劑量使用時能有效控制病情，因此在考慮為患者使用糖皮質激素的過程中，不能不將其所產生的副作用納入考慮范圍，而這種兩面性就一直存在于臨床用藥之中[11]。但是最近年也有研究證實，長期使用糖皮質激素并不會對患者造成骨量丟失的問題，甚至能夠減少關節(jié)破壞的程度[12]。可是這兩種理論至今都沒有達成共識[3]。也有研究證實糖皮質激素大量且長期使用時，容易造成患者發(fā)生骨質疏松等并發(fā)癥，嚴重時會造成患者病理性骨折[14]。關于糖皮質激素導致骨質疏松的主要病理機制尚不十分明確，但主要可歸為兩種途徑，第一種途是糖皮質激素對骨組織直接作用，第二種途徑是糖皮質激素對骨組織間接作用糖皮質激素通過口服入患者胃腸道，由于糖皮質激素能夠阻止小腸粘膜細胞鈣結合蛋白合成和分泌，抑制腸道對鈣的吸收；同時糖皮質對腎小管上皮細胞鈣的重吸收也有抑制作用，增大尿液中鈣量，從而兩方面使血液中鈣量減少，引起患者分泌甲狀旁腺激素(PTH)量增大[15，16]。同樣糖皮質激素通過減少體內1，25(OH)2D3含量，也使PTH活性增大。而PTH屬于蛋白激酶A介導激素，可以激活成骨細胞，促使破骨細胞分化增殖，為了滿足機體對鈣的大量需要，內環(huán)境加大了骨的吸收和骨鈣的釋放，導致骨代謝失衡，使機體內游離骨保持正常，而骨量卻降低，引起骨質疏松。

世界衛(wèi)生組織將雙能X線吸收測量法(dual-energy X-ray absorptiometry，DXA)測定骨密度值作為診斷骨質疏松的金標準[17-18]。因此本研究就類風濕患者治療前進行DXA骨密度測量，以BMD值為參照標準與椎體FF值進行相關性分析，相關系數達(r=-0.88)，說明椎體FF對椎體骨量的評估較為準確，進而對激素治療后兩不同年齡組患者椎體FF值進行測量，因考慮到輻射劑量的關系應用糖皮質激素治療后患者并未進行DXA測量。研究結果顯示30～40歲，40～50歲兩不同年齡組治療前FF均值分別為42.14%±2.78%、45.21%±4.15%，40～50歲年齡組的FF值略高于30～40歲年齡組，兩組患者椎體內脂肪含量明顯高于前期研究中正常椎體內脂肪含量(31.1±6.2%)[19]，說明類風濕關節(jié)炎本身可能有增加椎體內脂肪含量，從而加速骨吸收，降低骨量作用。類風濕患者治療前、使用激素3個月及6個月后我們可以看出FF均值隨著使用激素時間的延長呈明顯上升趨勢，間接說明類風濕患者在使用激素治療后椎體骨量逐漸下降，與周義輝等研究相符[20]。所有研究者中可以看出激素治療后3個月期間脂肪分數上升的程度明顯高于治療后6個月組，與柏華民等研究相符[21]本試驗的相關數據與研究結果發(fā)其他研究數據相符，表明使用糖皮質激素對類風濕病患者治療引發(fā)的骨質疏松兩組之間具有明顯的相關性，分析原因可能是由于糖皮質激素主要通過對內分泌系統(tǒng)、各種骨組織細胞、骨細胞因子的活性等多種途徑的影響，導致骨吸收增加、骨形成減少，最終造成患者發(fā)生骨質疏松癥。