多b值DWI序列ADC值在脊柱骨質(zhì)疏松性壓縮骨折與椎體轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折鑒別診斷中的價(jià)值研究

王振興,薛偉,魏萌,康少英,張英民

(邯鄲市中心醫(yī)院西區(qū)骨三科,河北邯鄲 056001)

MRI具有多參數(shù)、多系列成像及獨(dú)特的軟組織分辨率,且MRI的彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)是目前唯一無(wú)創(chuàng)檢測(cè)體內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方法,根據(jù)組織中水分子擴(kuò)散速度不同而成像,通過(guò)測(cè)量表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)實(shí)現(xiàn),反映機(jī)體組織結(jié)構(gòu)的生理和病理狀態(tài)[1]。DWI信號(hào)的衰減值主要由ADC值和彌散敏感系數(shù)值(b值)決定, b值增加時(shí),ADC圖像敏感度增加、穩(wěn)定性增加,同時(shí)其信噪比下降;當(dāng)b值較小時(shí),ADC值則容易受生理運(yùn)動(dòng)影響,導(dǎo)致測(cè)量值穩(wěn)定性不佳,不能真實(shí)反映組織中水分子彌散運(yùn)動(dòng)情況[2-3]。因此,如何選擇合適的b值在DWI成像方面顯得尤為重要。本研究旨在探討多b值(0、100、200、400、600、800 s/mm2)DWI序列ADC值對(duì)于鑒別診斷脊柱骨質(zhì)疏松性壓縮骨折與椎體轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2009年1月～2019年12月經(jīng)骨密度(T值≤-2.5)、X線、CT等影像學(xué)證實(shí)為脊柱骨質(zhì)疏松性壓縮骨折的68例患者(A組),以及經(jīng)PET-CT、病理診斷為椎體轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折的74例患者(B組)作為研究對(duì)象。A組中,男36例,女32例;年齡52～87歲,平均(62.4±7.5)歲。B組中,男39例,女35例;年齡31～85歲,平均(54.1±6.8)歲。所有患者均具有完整的臨床資料和完整的多b值(0、100、200、400、600、800 s/mm2)DWI的MRI影像資料,且均未行椎體壓縮性骨折的相關(guān)治療。

1.2 MRI檢查方法

采用飛利浦公司的Achieva 3.0T掃描儀,先行常規(guī)MRI掃描,主要掃描序列包括T1加權(quán)像(T1 weighted image, T1WI)、T2加權(quán)像(T2 weighted image,T2WI)和脂肪抑制T2WI(short tauinversion recovery T2,STIR T2)。再行多b值(0、100、200、400、600、800 s/mm2)下DWI掃描,TR:2800 ms,TE:57 ms,層厚3 mm,層間距1 mm,NEX 2次,FOV:320 mm。

1.3 影像分析

首先分析各患者常規(guī)MRI影像學(xué)表現(xiàn)特點(diǎn),包括患者椎體形態(tài)改變、椎體內(nèi)有無(wú)正常骨髓信號(hào)殘存、有無(wú)附件受累或軟組織腫塊形成、病變區(qū)域T1WI、T2WI、DWI信號(hào)。將圖像傳輸至后處理工作站,工作站自動(dòng)生成ADC圖,觀察椎體病變顯示的最大層面區(qū)域并測(cè)量3次ADC值,取平均值,測(cè)量時(shí)盡量避開血管、腦脊液、囊變、壞死區(qū)域;分別測(cè)量其多b值DWI下的ADC值并記錄。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)MRI及DWI信號(hào)表現(xiàn)

A組骨質(zhì)疏松性壓縮骨折的椎體形態(tài)多表現(xiàn)為楔形或凹陷形,T1WI以低信號(hào)常見(jiàn),T2WI以高信號(hào)常見(jiàn),DWI以等或低信號(hào)為主、部分為稍高信號(hào),椎體后緣成角及椎體內(nèi)可見(jiàn)正常骨髓信號(hào)殘留。B組轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折的椎體形態(tài)多表現(xiàn)為倒楔形或扁平形,T1WI以低信號(hào)為主,T2WI以高信號(hào)為主,DWI以高信號(hào)為主,可見(jiàn)附件受累及椎旁軟組織腫塊形成。A、B兩組的常規(guī)MRI及DWI信號(hào)表現(xiàn)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1、圖1。

圖1 A-C圖所示為b值=100、400、800 s/mm2時(shí),骨質(zhì)疏松性壓縮骨折DWI為等或低信號(hào)。D-F圖示b值=100、200、400 s/mm2時(shí),轉(zhuǎn)移瘤病理性骨折DWI為高信號(hào)。

表1 常規(guī)MRI及DWI信號(hào)表現(xiàn)情況(%)

2.2 兩組ADC值比較

當(dāng)b值分別為0、100、200、400、600、800 s/mm2時(shí),A組的ADC值均顯著高于B組,差異均具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 骨質(zhì)疏松性壓縮骨折與轉(zhuǎn)移瘤病理性骨折ADC值比較

2.3 不同b值的診斷效能

當(dāng)b值分別取0、100、200、400、600、800 s/mm2時(shí),對(duì)應(yīng)曲線下面積AUC值分別為0.671、0.706、0.897、0.918、0.743、0.712,b值為400 s/mm2時(shí)的診斷效能最佳,見(jiàn)表3。

表3 不同b值在骨質(zhì)疏松性壓縮骨折與轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折中的診斷效能(%)

3 討論

MRI對(duì)于診斷和鑒別診斷椎體壓縮性骨折原因具有一定的臨床價(jià)值,較X線平片及CT敏感,且利用脊柱DWI成像技術(shù)可反映組織體內(nèi)結(jié)構(gòu)和功能,具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、無(wú)需對(duì)比劑等優(yōu)勢(shì)[4]。但DWI信號(hào)受b值影響,b值越大,對(duì)擴(kuò)散的敏感性越高,測(cè)得ADC值越準(zhǔn)確,但b值過(guò)大易導(dǎo)致圖像變形而影響ADC值測(cè)量。

骨質(zhì)疏松的特點(diǎn)是骨小梁稀疏、減少,骨量丟失、降低,有機(jī)成分減少,骨脆性增加,但骨髓信號(hào)正常,椎體骨折主要由骨髓水腫、出血等使自由活動(dòng)的水分子增加,因此,骨質(zhì)疏松患者的椎體信號(hào)改變多為線樣、條片狀改變,出血成分導(dǎo)致T1WI、T2WI信號(hào)多變,但T1WI以低信號(hào)常見(jiàn),T2WI以高信號(hào)常見(jiàn),椎體后緣成角及椎體內(nèi)可見(jiàn)正常骨髓信號(hào)殘留[5]。轉(zhuǎn)移瘤的椎體壓縮性骨折主要為腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)正常骨髓,并可伴有鄰近軟組織腫脹,往往表現(xiàn)為單發(fā)或跳躍性發(fā)作,因此,其椎體信號(hào)多為結(jié)節(jié)、圓形或團(tuán)塊狀改變,呈彌漫分布,與正常骨髓信號(hào)分界不清,T1WI以低信號(hào)為主,T2WI以高信號(hào)為主[6]。骨質(zhì)疏松性壓縮骨折的椎體形態(tài)多表現(xiàn)為楔形或凹陷形,轉(zhuǎn)移瘤病理性壓縮骨折椎體形態(tài)多表現(xiàn)為倒楔形或扁平形,這可能與椎體內(nèi)供血?jiǎng)用}有關(guān)。

DWI通過(guò)ADC值進(jìn)行量化分析,骨質(zhì)疏松患者因骨髓充血水腫,細(xì)胞外間歇水分子增加,擴(kuò)散速率加快,其ADC值升高,DWI多表現(xiàn)為等或低信號(hào);轉(zhuǎn)移瘤患者腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)骨髓及間質(zhì),細(xì)胞外間隙減小,水分子運(yùn)動(dòng)受限,擴(kuò)散速率降低,ADC值下降,因此DWI以高信號(hào)為主[7-9]。本研究中,兩組患者的常規(guī)MRI及DWI信號(hào)表現(xiàn)相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),提示常規(guī)MRI及DWI信號(hào)表現(xiàn)對(duì)兩者壓縮性骨折的鑒別診斷具有一定幫助。但部分患者診斷效能不佳,可能與DWI信號(hào)高低存在一定的視覺(jué)評(píng)估誤差有關(guān);此外,DWI對(duì)骨性轉(zhuǎn)移、骨質(zhì)增生硬化等不敏感。

為進(jìn)一步提高其診斷效能,本研究結(jié)合ADC值進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,在不同b值情況下,骨質(zhì)疏松性壓縮骨折的ADC值均顯著高于轉(zhuǎn)移瘤病理性骨折,提示ADC值可以區(qū)分兩種壓縮性骨折。新鮮壓縮性骨折因水腫、出血使間質(zhì)腔擴(kuò)大,水分子運(yùn)動(dòng)增加,DWI呈稍高信號(hào),而其他情況下則以等或稍低信號(hào)為主,測(cè)得ADC值較大。轉(zhuǎn)移瘤由于腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)、堆積使水分子運(yùn)動(dòng)受限,DWI呈高信號(hào),測(cè)得ADC值則較小。大量研究結(jié)果[10-11]與本研究結(jié)果一致。本研究顯示,b值取400 s/mm2時(shí),對(duì)應(yīng)曲線下面積AUC值最高,準(zhǔn)確度、特異度、敏感度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值及約登指數(shù)也最高,診斷效能最佳。但也有部分研究顯示,b值取300 s/mm2或600 s/mm2時(shí)診斷效能最佳[12-13]。