IDEAL-IQ序列對(duì)女性腰椎骨質(zhì)疏松癥的研究?jī)r(jià)值

耿長(zhǎng)帥 趙瑞 常瑩 金顥洋 王小月 雷杰

骨質(zhì)疏松是臨床常見(jiàn)的一種內(nèi)分泌疾病[1]，骨質(zhì)疏松癥是以骨含量減少，骨微結(jié)構(gòu)受損，骨強(qiáng)度降低，導(dǎo)致骨脆性增加、易發(fā)生骨折為特征的一種系統(tǒng)性骨代謝性疾病。患者因多種因素導(dǎo)致進(jìn)行性骨質(zhì)吸收超過(guò)沉積，致使骨轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)異常情況，具有較高的病發(fā)率，其多發(fā)于老年患者?；疾『蟛粌H存在較大的痛苦，對(duì)日常生活也具有較大的影響，隨著社會(huì)老齡化趨勢(shì)的增長(zhǎng)，骨質(zhì)疏松癥的患者也隨之增多，女性患者的患病率增長(zhǎng)速度更為顯著，其中圍絕經(jīng)期女性更是高危人群[2]，骨質(zhì)疏松癥不僅威脅著人們的健康和生活質(zhì)量，也給社會(huì)帶來(lái)重大負(fù)擔(dān)，近年來(lái)受到社會(huì)的廣泛關(guān)注[3]。目前我國(guó)骨質(zhì)疏松癥整體診治率較低[4]，因此加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)人群的早期篩查和診斷，有助于骨質(zhì)疏松性骨折的防治。骨強(qiáng)度由骨量與骨質(zhì)量?jī)刹糠纸M成，骨量能夠反映50%～70%的骨強(qiáng)度水平，骨質(zhì)量反應(yīng)的是骨質(zhì)的生物力學(xué)特征，包含骨質(zhì)結(jié)構(gòu)、骨微損傷、骨代謝轉(zhuǎn)換等多個(gè)方面。WHO推薦雙能X線骨密度儀（dualenergy X—rayabsorptiometry，DXA）測(cè)量腰椎或股骨頸骨密度（bonemineral density，BMD）作為診斷骨質(zhì)疏松癥的“金標(biāo)準(zhǔn)”[5]，該方法是利用二維投影技術(shù)，無(wú)法區(qū)分骨皮質(zhì)和骨松質(zhì)，且部分基層醫(yī)院開(kāi)展較為困難，更重要的是BMD雖能反映60%～80%的骨強(qiáng)度但不能提供骨質(zhì)量信息[5-6]，如何定量評(píng)估骨質(zhì)量也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，研究表明[7]，骨髓內(nèi)紅、黃骨髓不斷轉(zhuǎn)換與骨骼重塑緊密相關(guān)，骨髓內(nèi)脂肪含量能動(dòng)態(tài)影響骨質(zhì)量[8]，而且骨髓內(nèi)脂肪含量的變化往往早于骨量變化。IDEAL-IQ技術(shù)一次掃描可以生成水像、脂像、同反相位、脂肪分?jǐn)?shù)圖及R2*弛豫圖像，根據(jù)FatFrac圖可以定量測(cè)定脂肪含量，作為BMD的重要補(bǔ)充，IDEAL-IQ技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量椎體脂肪含量，反映骨量變化，為骨質(zhì)量的研究提供新的方向。基于此，研究擇60例圍絕經(jīng)期女性，分析IDEAL-IQ序列的診斷價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2019年12月—2021年6月吉林省一汽總醫(yī)院同星期之內(nèi)同時(shí)行腰椎骨密度和腰椎MRI平掃加IDEALIQ序列圍絕經(jīng)期女性患者共計(jì)67例，同時(shí)需排除（1）脊柱側(cè)彎；（2）脊柱外傷史、脊柱腫瘤病史；（3）含有影響骨代謝疾病或服用影響骨代謝藥物史的；（4）放化療病史，67例病例中，其中有3例脊柱側(cè)彎，3例存在腰椎壓縮性骨折病史，1例為腰椎結(jié)核病史，排除上述7例病例最終本研究共納入病例60例，年齡50～75歲，依據(jù)WHO診斷標(biāo)準(zhǔn)按骨密度分為骨量正常組20例，骨量減少組20例，骨質(zhì)疏松組20例?；颊呒凹覍偃媪私庵委熈鞒?，且自愿簽署知情同意書(shū)；研究?jī)?nèi)容經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

MRI檢查：利用美國(guó)GE公司Creator 1.5T掃描儀進(jìn)行檢查。協(xié)助患者采取仰臥位，線圈采用脊柱專用線圈，掃描序列為矢狀位常規(guī)T1WI、T2W1及IDEAL-IQ序列，橫軸位T2WI，具體參數(shù)如下，T1WI掃描參數(shù)：TR600 ms，TE12 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV29 cm×29 cm，矩陣288X192，NEX2。T2WI掃描參數(shù)：TR2 500 ms，TE120 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV29 cm×29 cm，矩陣288×192，NE×2。IDEAL-IQ序 列 掃 描 參 數(shù)：TR21 ms，TE7.5 ms，層厚5 mm，F(xiàn)OV29 cm×29 cm，矩陣160×160，NE×2，翻轉(zhuǎn)角度為3°，掃描時(shí)間為23 s。

圖像分析：2名具有10年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的影像科主治醫(yī)師進(jìn)行圖像分析與測(cè)量，使用GE公司ADW 4.6工作站，選擇IDEAL-IQ序列的FatFrac圖，使用Viewer功能，選擇L1-4椎體矢狀位正中層面進(jìn)行勾畫(huà)長(zhǎng)方形感興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI大小為30～40 mm2，ROI范 圍 的 選取盡量避開(kāi)各椎體骨皮質(zhì)、椎間盤(pán)及終板，測(cè)得L1-4椎體脂肪分?jǐn)?shù)值，為了數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，每個(gè)椎體重復(fù)上述測(cè)量3次，取其平均值作為最終入組數(shù)據(jù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以（±s）表示。三組之間差異比較用單因素方差分析，每?jī)山M之間比較采用Bonferroni多重比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Pearson相關(guān)分析評(píng)估BMD、FF值及年齡之間相關(guān)性。并采用受試者工作特征曲線檢驗(yàn)FF值對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷效能。

2 結(jié)果

2.1 組間各個(gè)指標(biāo)比較

正常骨量組、低骨量組和骨質(zhì)疏松組三組平均年齡分別為（52.67±4.51）歲、（55.35±6.30）歲、（61.27±5.75）歲，骨質(zhì)疏松組平均年齡明顯高于正常骨量組及低骨量組，低骨量組年齡高于正常骨量組，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）；三組椎體FF值分別為（36.46±7.25）%、（43.74±7.51）%、（48.52±6.50）%，骨質(zhì)疏松患者的FF值顯著高于正常組和低骨量組，低骨量組患者FF值高于正常骨量組，經(jīng)單因素ANOVA檢驗(yàn)組間比較及Bonferroni多重比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見(jiàn)表1、2。

表1 正常骨量組、低骨量組及骨質(zhì)疏松組T值及FF值比較 （±s）

表1 正常骨量組、低骨量組及骨質(zhì)疏松組T值及FF值比較 （±s）

2.2 相關(guān)性分析

椎體脂肪分?jǐn)?shù)與年齡結(jié)果為正相關(guān)（r=0.610，P=0.000）；椎體脂肪分?jǐn)?shù)、年齡和L1-4骨密度呈負(fù)相關(guān)（r=-0.468，P=0.000）、（r=-0.447，P=0.002），數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表2 正常骨量組、低骨量組及骨質(zhì)疏松組FF值兩兩比較（Bonferroni法）（%， ±s）

表2 正常骨量組、低骨量組及骨質(zhì)疏松組FF值兩兩比較（Bonferroni法）（%， ±s）

表3 椎體脂肪分?jǐn)?shù)、年齡及骨密度相關(guān)性分析

3 討論

隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)體能力不斷退化，在面對(duì)意外事件時(shí)，反應(yīng)較為遲緩，且對(duì)自身平衡維持能力較弱，因此造成椎體骨質(zhì)疏松的機(jī)會(huì)較多。骨質(zhì)疏松患者在患病后主要特點(diǎn)便是單位體積內(nèi)骨組織量減少，骨質(zhì)疏松患者臨床主要表現(xiàn)出骨痛、固體縮短等問(wèn)題，因此對(duì)骨質(zhì)疏松患者采取有效診斷措施干預(yù)，可以降低患者并發(fā)癥發(fā)生率，改善骨密度。腰椎骨質(zhì)疏松容易導(dǎo)致椎體骨折，時(shí)刻威脅著人類的健康安全，已經(jīng)引起社會(huì)廣泛關(guān)注，骨質(zhì)疏松多見(jiàn)于中老年患者，尤其是圍絕經(jīng)期女性患者最為常見(jiàn)。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[9]，40歲以上女性大多處于低BMD狀態(tài)，骨量減少率為38%，骨質(zhì)疏松癥發(fā)生率為4%。圍絕經(jīng)期婦女出現(xiàn)卵巢功能衰退，導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，雌激素水平下降，當(dāng)雌激素水平下降時(shí)，無(wú)法抑制下丘腦與垂體，垂體分泌促卵泡激素量增加，雌二醇生成減少。高水平的FSH與低水平的E2可加速骨丟失，是導(dǎo)致圍絕經(jīng)期女性發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的根本原因[10]。

圍絕經(jīng)期婦女腰椎骨質(zhì)情況的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)疾病及時(shí)預(yù)防和治療起到至關(guān)重要的作用，評(píng)價(jià)腰椎骨質(zhì)情況的方法有很多，傳統(tǒng)影像學(xué)方法是使用DXA測(cè)量BMD來(lái)評(píng)估骨量，該方法是利用二維投影技術(shù)，無(wú)法區(qū)分骨皮質(zhì)和骨松質(zhì)，BMD雖能夠反映一定骨強(qiáng)度水平，但是無(wú)法評(píng)價(jià)骨質(zhì)量。僅使用BMD評(píng)估骨質(zhì)疏松骨骼生物力學(xué)改變是不全面的，將遺漏50%以上潛在發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折患者。定量計(jì)算機(jī)斷層掃描（quantitative computed tomography，QCT）因其輻射劑量大，不適宜長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，且該方法也不能提供骨質(zhì)量信息，不能全面、準(zhǔn)確評(píng)估骨強(qiáng)度。在骨質(zhì)疏松的進(jìn)展過(guò)程中，骨量的變化滯后于骨髓脂肪的變化， 脂肪組織在骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制中占有重要地位，因此，定量測(cè)定骨髓內(nèi)脂肪含量，可以作為一個(gè)評(píng)價(jià)骨質(zhì)量的潛在生物學(xué)指標(biāo)。近年來(lái)，MR在脂肪定量中評(píng)價(jià)骨質(zhì)的價(jià)值得到廣泛關(guān)注，應(yīng)用較廣的是磁共振波譜（magnetic resonance spectrum，MRS）技術(shù)、IDEALIQ技術(shù)。MRS技術(shù)定量分析脂肪含量較為成熟，在MRI脂肪定量技術(shù)中被認(rèn)為是參照金標(biāo)準(zhǔn)，但該技術(shù)波譜曲線復(fù)雜、后處理操作繁瑣，最重要的是無(wú)法同時(shí)掃描多個(gè)椎體，掃描時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，患者難以接受，因此不適合用于臨床工作中。IDEAL-IQ技術(shù)的出現(xiàn)很好的彌補(bǔ)了既往影像檢查只能評(píng)估骨量而不能評(píng)估骨質(zhì)量的短板，該技術(shù)是全新的一種精準(zhǔn)定量評(píng)估脂肪的技術(shù)，一次掃描同時(shí)獲得FatFrac圖與R2*弛豫圖像，可以評(píng)估骨髓FF和腰椎鐵含量，反映骨量變化。

目前，利用IDEAL-IQ技術(shù)，測(cè)量椎體FF對(duì)骨質(zhì)疏松研究的較多，但多數(shù)年齡跨度比較大，對(duì)特定人群尤其是圍絕經(jīng)期女性這類骨質(zhì)疏松高發(fā)人群的研究并不多，本研究通過(guò)對(duì)圍絕經(jīng)期女性的BMD分為骨量正常組、骨量減少組和骨質(zhì)疏松組，測(cè)得FF值分別為（36.46±7.25）%、（43.74±7.51）%、（48.52±6.50）%，骨質(zhì)疏松組FF值明顯高于正常組和減低組，組間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。徐良洲等[11]通過(guò)IDEAL-IQ技術(shù)對(duì)16名正常志愿者及24例骨質(zhì)疏松患者進(jìn)行研究，結(jié)果表明骨質(zhì)疏松患者的骨髓脂肪含量為（52.39±5.09）%，而對(duì)照組為（41.57±9.24）%，骨質(zhì)疏松患者的骨髓脂肪含量顯著高于正常對(duì)照組，與本文研究結(jié)果一致。經(jīng)由研究后可知[12-13]，患者腰椎椎體脂肪含量與其骨密度表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)作用。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，年齡是影響骨質(zhì)疏松發(fā)生的重要因素，年齡與L1-4骨密度呈負(fù)相關(guān)（r=-0.447，P=0.002），年齡越大，BMD越低，這是因?yàn)殡S著女性年齡的增加，胃腸道對(duì)食物中鈣、磷等物質(zhì)質(zhì)的吸收變差，繼而發(fā)生骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)升高。另經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)年齡和FF值呈正相關(guān)（r=0.610，P=0.000），在查閱相關(guān)文獻(xiàn)后可知，機(jī)體骨骼和脂肪之間存在相互調(diào)節(jié)的關(guān)系，當(dāng)骨髓脂肪含量在不斷提高后，便會(huì)使機(jī)體骨細(xì)胞生成數(shù)量減少，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)骨質(zhì)疏松問(wèn)題[14]。骨髓有紅骨髓和黃骨髓兩部分組成，紅骨髓由40%脂肪、40%水及20%蛋白質(zhì)構(gòu)成，而黃骨髓主要由脂肪構(gòu)成，占比80%。從嬰兒到成人再到老年，二者所占比例處于動(dòng)態(tài)變化中，紅骨髓逐漸向黃骨髓轉(zhuǎn)化，隨著年齡增長(zhǎng)黃骨髓占主導(dǎo)地位，骨髓內(nèi)脂肪含量隨之增加，與本研究結(jié)論相符。本研究通過(guò)IDEAL-IQ技術(shù)中的脂肪定量對(duì)圍絕經(jīng)期女性腰椎骨質(zhì)疏松癥做了相關(guān)性研究，除了脂肪定量分析外IDEAL-IQ技術(shù)還包含另一項(xiàng)鐵含量定量分析技術(shù)即R2*，骨髓鐵含量對(duì)骨質(zhì)疏松癥的相關(guān)分析會(huì)在今后的工作中加以補(bǔ)充。

此文研究結(jié)果認(rèn)為，DEAL-IQ技術(shù)定量分析圍絕經(jīng)期女性腰椎椎體FF值有助于評(píng)價(jià)骨強(qiáng)度，對(duì)于椎骨質(zhì)疏松早期診斷有重要作用，作為BMD的重要補(bǔ)充，IDEAL-IQ技術(shù)是一種新型的無(wú)創(chuàng)的影像學(xué)檢查方法，可以準(zhǔn)確快速的測(cè)量各椎體骨髓內(nèi)脂肪含量，反映骨量變化，為骨質(zhì)疏松患者的影像評(píng)估及診斷提供了一個(gè)全新方法。