擴(kuò)散張量成像ADC及eADC值與腰椎間盤退行性變的相關(guān)性研究

黃恩善 莫志英 李瑞雄

【摘要】 目的 探討擴(kuò)散張量成像（DTI）表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）及指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)（eADC）與腰椎間盤退行性變的相關(guān)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(duì)腰椎間盤進(jìn)行Pfirrmann分級(jí)，利用DTI圖測(cè)量各腰椎間盤髓核的ADC及eADC值，對(duì)比腰椎間盤各Pfirrmann分級(jí)的ADC及eADC值的差異性，并分析ADC及eADC值與Pfirrmann分級(jí)的相關(guān)性。

結(jié)果 腰椎間盤各Pfirrmann分級(jí)的ADC及eADC值總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。組間多重比較采用LSD法，結(jié)果顯示ADC值除Ⅳ級(jí)與Ⅴ級(jí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）外，其余各級(jí)間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。eADC值組間比較，除Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）外，其余各級(jí)間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。相關(guān)性分析顯示，ADC值與Pfirrmann分級(jí)呈負(fù)相關(guān)（r=-0.752，P<0.05），eADC與Pfirrmann分級(jí)呈正相關(guān)（r=0.736，P<0.05）。

結(jié)論 ADC、eADC值與Pfirrmann分級(jí)呈高度相關(guān)性，腰椎間盤ADC及eADC值改變可準(zhǔn)確反映腰椎間盤退行性變的程度。

【關(guān)鍵詞】 腰椎間盤退行性變;擴(kuò)散張量成像;表觀擴(kuò)散系數(shù);指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù);磁共振成像

中圖分類號(hào)：R681.5;R445.2?? 文獻(xiàn)標(biāo)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(yán)重者可影響患者的生活質(zhì)量。在評(píng)估腰椎間盤退行性變中，醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)揮了重要的作用，特別是磁共振功能成像技術(shù)，被越來越多的研究證實(shí)能夠準(zhǔn)確評(píng)估椎間盤退行性變。目前，表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值已廣泛應(yīng)用于腰椎間盤退行性變的定量評(píng)估[1～3]，而針對(duì)指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)（exponential apparent diffusion coefficient，eADC）值應(yīng)用于腰椎間盤退行性變的評(píng)估鮮見報(bào)道，本研究就擴(kuò)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(yīng)用進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)：①有腰腿痛癥狀者;②無脊柱腫瘤、外傷及手術(shù)史;③無MRI檢查禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn)：圖像質(zhì)量較差，偽影較多影響測(cè)量。本次研究經(jīng)過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)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(jìn)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(shù)：TR4000 ms，TE minimum，層厚4 mm，間隔0 mm，矩陣256×256，b值取1000 s/mm2，擴(kuò)散方向15，激勵(lì)次數(shù)2。T2 IDEAL矢狀位掃描參數(shù)：TR 3000 ms，TE 102 ms，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，矩陣512×512，激勵(lì)次數(shù)2。

1.3 圖像及數(shù)據(jù)處理

在ADW 4.6工作站，利用functool軟件對(duì)矢狀位DTI原始圖像進(jìn)行相關(guān)處理，選取椎間盤中央?yún)^(qū)作為測(cè)量的感興趣區(qū)（圖1A、B），分別測(cè)量L1～S1椎間盤髓核ADC及eADC值。

1.4 圖像分析

由2名中級(jí)以上MR診斷醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行分析，意見不相同時(shí)則經(jīng)雙方協(xié)商后達(dá)成一致意見。利用正中矢狀位T2 IDEAL水相位，并參照國際公認(rèn)的椎間盤Pfirrmann分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]，將椎間盤退行性變的程度分為Ⅰ～Ⅴ級(jí)（見表1）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以（±s）表示，不同Pfirrmann分級(jí)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(jí)分別與ADC、eADC值相關(guān)性采用Spearman秩相關(guān)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2 結(jié)? 果

2.1 腰椎間盤退變分級(jí)

選取100例腰腿痛患者共500個(gè)椎間盤納入研究，按照Pfirrmann分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中，Ⅰ級(jí)椎間盤19個(gè)，Ⅱ級(jí)椎間盤126個(gè)，Ⅲ級(jí)椎間盤178個(gè)，Ⅳ級(jí)椎間盤144個(gè)，Ⅴ級(jí)椎間盤33個(gè)（圖2A、B）。

2.2 退變腰椎間盤ADC、eADC值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

結(jié)果顯示ADC及eADC值總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。組間多重比較采用LSD法，結(jié)果顯示ADC值除Ⅳ級(jí)與Ⅴ級(jí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）外，其余各級(jí)間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。eADC值組間比較，除Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）外，其余各級(jí)間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表2、表3。

2.3 退變椎間盤Pfirrmann分級(jí)與ADC、eADC值相關(guān)性分析

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

3 討? 論

DTI是由擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）發(fā)展而來的MRI功能成像技術(shù)，早期被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷[5～6]，近年來該成像技術(shù)也逐漸開始應(yīng)用于椎間盤退變、椎間盤術(shù)前術(shù)后評(píng)估等方面的研究[7～8]。作為DTI的參數(shù)ADC及eADC值，兩者就信號(hào)而言，擴(kuò)散受限區(qū)在ADC圖上呈低信號(hào)，而在eADC圖上呈高信號(hào)。另外，在實(shí)際工作中利用ADC圖可以直接測(cè)量表觀擴(kuò)散系數(shù)值，并且ADC值是一個(gè)定量參數(shù)，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(hào)強(qiáng)度除以其T2WI上的信號(hào)強(qiáng)度而得到的比值，其并不是表觀擴(kuò)散系數(shù)定量參數(shù)，eADC值不受T2透過效應(yīng)的影響，因此eADC值能較為真實(shí)地反映水分子的擴(kuò)散情況[9]。

ADC值大小與水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有關(guān)，椎間盤退行性變主要表現(xiàn)為髓核的含水量下降，同時(shí)Ⅱ型膠原的含量減少，髓核的水分子擴(kuò)散能力下降，從而導(dǎo)致ADC值降低，即隨著椎間盤Pm分級(jí)增高，ADC值減低。劉超等人[10]應(yīng)用3.0T磁共振對(duì)29例腰痛或腰腿痛患者行DTI檢查，發(fā)現(xiàn)ADC值與Pfirrmann分級(jí)呈負(fù)相關(guān)。褚相樂等[11]利用1.5T磁共振對(duì)105例腰腿痛患者行DTI檢查，也發(fā)現(xiàn)ADC值與Pfirrmann分級(jí)呈負(fù)相關(guān)。本研究表明ADC值與Pfirrmann分級(jí)呈高度負(fù)相關(guān)，相關(guān)性較上述研究密切。張青波等[12]應(yīng)用3.0T磁共振對(duì)60例門診腰腿痛患者行DWI檢查，發(fā)現(xiàn)ADC值與Pfirrmann分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性相較于本研究更密切，并且發(fā)現(xiàn)年齡和體重指數(shù)均為ADC值的影響因素，兩者指數(shù)越大，其ADC值越低。

近年來eADC值開始應(yīng)用于各系統(tǒng)疾病的診斷，王玉濤等[13]應(yīng)用ADC和eADC值對(duì)肝細(xì)胞癌微血管侵犯進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)肝細(xì)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(kuò)散加權(quán)成像中的ADC、eADC及rADC值對(duì)可疑乳腺癌患者進(jìn)行診斷及鑒別診斷，發(fā)現(xiàn)ADC、eADC及rADC值是鑒別可疑乳腺癌的可靠指標(biāo)。而eADC值用于評(píng)價(jià)椎間盤退行性變鮮見報(bào)道，本研究發(fā)現(xiàn)eADC與Pfirrmann分級(jí)呈高度正相關(guān)，表明eADC值越大，腰椎間盤Pfirrmann分級(jí)越高，退變的程度越重。另外，本研究發(fā)現(xiàn)ADC及eADC兩者組間比較結(jié)果并不一致，ADC值在Pfirrmann分級(jí)Ⅳ級(jí)與Ⅴ級(jí)間無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而eADC值Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)間無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析可能是Ⅳ級(jí)與Ⅴ級(jí)椎間盤到了退變末期，髓核含水量減少并趨于穩(wěn)定，并且Ⅳ級(jí)與Ⅴ級(jí)椎間盤分級(jí)僅是依靠椎間盤高度予以區(qū)分，導(dǎo)致兩者ADC值差別不明顯。而Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)椎間盤處于退變?cè)缙?，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(jí)呈高度相關(guān)，腰椎間盤ADC、eADC值改變可準(zhǔn)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(guān)因素進(jìn)行分組比較，這些都有待于今后進(jìn)一步完善。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2021-05-25 修回日期：2021-10-17）

（編輯：潘明志）