3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描指導(dǎo)成年腰椎間盤退變診斷及分級的價(jià)值＊

黃 麗 羅愛芳 陳淑嬌 陳鼎偉 歐陽林

聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇九醫(yī)院(廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院)放射診斷科 (福建 漳州 363000)

腰椎間盤退行性改變(DDD)是脊柱外科疾病中發(fā)病率最高的疾病，是由椎間盤的基質(zhì)代謝失衡所致，且基質(zhì)金屬蛋白酶等細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)參與病變過程，可出現(xiàn)椎間內(nèi)生物力學(xué)、生物化學(xué)及病理解剖的改變，導(dǎo)致椎間盤退變，引起的下腰痛[1]。椎間盤作為人體最大的無血管性組織，其營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于終板，營養(yǎng)是由椎體內(nèi)經(jīng)軟骨終板輸送至椎間盤，因此，終板軟骨損傷、椎間盤周圍脂肪組織減少被認(rèn)為是DDD發(fā)生的重要因素[2-3]。對DDD的早期診斷、準(zhǔn)確分級和量化評估對于臨床診治和預(yù)后具有重要意義。DDD同樣也是骨科、影像科醫(yī)師普遍關(guān)注的問題，隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是核磁共振(MRI)、CT等影像學(xué)手段的普及，人們對其的認(rèn)知也在不斷的深化和完善。MRI技術(shù)具有良好軟組織分辨力，尤其在骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)中更具優(yōu)勢，骨關(guān)節(jié)、軟骨、韌帶層次分明，明顯優(yōu)于常規(guī)的CT檢查；改良水-脂分離技術(shù)(mDixon-Quant)序列掃描是新發(fā)展的MRI成像技術(shù)，通過獲取腰椎間盤感興趣區(qū)T2＊值以及上、下位椎體脂肪分?jǐn)?shù)(FF)值，從而實(shí)現(xiàn)對DDD患者椎間盤生化改變的定量分析[4-5]?；诖耍狙芯糠治?8例行3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描患者影像資料，獲取其L1/L2～L5/S1椎間盤的T2＊值、上下位椎體FF值，探討其對成年DDD的診斷及分級價(jià)值，以期為成年DDD的早期診斷及分級提供參考，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

表1 椎間盤Pfirrmann形態(tài)學(xué)分級

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2021年1月至2021年10月在我院進(jìn)行3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描的98位患者。其中男41例，女57例；年齡為22-77(48.42±5.11)歲；檢查原因：腰痛56例，下肢麻木、刺痛19例，下肢無力23例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：行3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描，且影像資料清晰可用；臨床資料完整；年齡≥18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：影像資料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；腰椎發(fā)育異常或腰椎骨折、外傷史；腰椎腫瘤史；代謝性骨病史。

1.2 檢查方法利用3.0T MRI掃描儀(Philips Ingenia 3.0 T，the Netherlands)，以32通道椎體表面相控線圈，對患者進(jìn)行腰椎掃描?；颊卟捎醚雠P位，身體與床體保持平行，掃描部位盡可能接近主磁場和線圈中心，膝部放置海綿墊，以控制腰椎靜止。參數(shù)設(shè)置：矢狀位T2WI-TSE序列：TR 2500ms，TE 107ms，層厚3mm，層間距0.8mm，采集次數(shù)2次；矢狀面mDixon-Quant序列：TR 5.6ms，TE 0.95ms，F(xiàn)OV 400mm×350mm，矩陣368×214，翻轉(zhuǎn)角3°，層厚3mm，層間距0，掃描時(shí)間17s。

1.3 影像分析由2名肌骨影像診斷經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師進(jìn)行圖像觀察，結(jié)果有異議時(shí)共同協(xié)商。Pfirrmann分級標(biāo)準(zhǔn)[6]，見表1。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以(±s)表示，所有數(shù)據(jù)經(jīng)檢驗(yàn)均呈正態(tài)分布，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，多組比較采用單因素方差分析；T2＊值、FF值與Pfirrmann分級相關(guān)性采用Spearman等級相關(guān)性分析；以P＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

納入98例患者，共計(jì)490個(gè)椎間盤，其中L1/L2～L5/S1椎間盤Ⅰ級個(gè)數(shù)分別為38個(gè)、40個(gè)、30個(gè)、15個(gè)、15個(gè)，共計(jì)138個(gè)；Ⅱ級個(gè)數(shù)分別為39個(gè)、26個(gè)、26個(gè)、26個(gè)、33個(gè)，共計(jì)150個(gè)；Ⅲ級個(gè)數(shù)分別為18個(gè)、23個(gè)、22個(gè)、22個(gè)、26個(gè)，共計(jì)111個(gè)；Ⅳ級個(gè)數(shù)分別為3個(gè)、9個(gè)、17個(gè)、31個(gè)、19個(gè)，共計(jì)79個(gè)；Ⅴ級個(gè)數(shù)分別為0個(gè)、0個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)，共計(jì)12個(gè)。

2.1 不同Pfirrmann分級椎體的T2＊值比較在L1/L2～L5/S1椎間盤中T2＊值均為Ⅰ級＞Ⅱ級＞Ⅲ級＞Ⅳ級＞Ⅴ級(均P＜0.05)，見表2。

2.2 不同Pfirrmann分級椎體的FF值比較在上位椎體中FF值為Ⅳ級＞Ⅲ級＞Ⅴ級＞Ⅱ級＞Ⅰ級(P＜0.05)，在下位椎體中FF值為Ⅳ級＞Ⅴ級＞Ⅲ級＞Ⅱ級＞Ⅰ級(P＜0.05)，見表3。

表3 不同Pfirrmann分級椎體的FF值比較

2.3 T2＊值與Pfirrmann分級相關(guān)性Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，L1/L2～L5/S1椎間盤T2＊值均與Pfirrmann分級呈負(fù)相關(guān)(均P＜0.05)，見表4。

表4 T2＊值與Pfirrmann分級相關(guān)性

2.4 FF值與Pfirrmann分級相關(guān)性Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，上、下位椎體FF值均與Pfirrmann分級呈正相關(guān)(均P＜0.05)，見表5。

表5 FF值與Pfirrmann分級相關(guān)性

2.5 典型病例影像分析典型病例影像分析結(jié)果見圖1。患者女，57歲，入院后行3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描，圖1A顯示該患者腰椎間盤L1/L2～L5/S1T2＊值分別為57.167ms、43.15ms、43.81ms、38.144ms、37.411ms，選取偽彩區(qū)域時(shí)包含椎間盤髓核和纖維環(huán)；圖1B顯示該患者腰椎FF值分別為74.212%、76.19%、77.363%、75.092%、74.139%，ROI設(shè)置于椎體骨髓L1-S1中央?yún)^(qū)，避開骨皮質(zhì)和血管。

圖1 A-圖1B 1例成年DDD患者影像資料

3 討論

腰椎間盤是人體最早發(fā)生退行性變的組織之一。近年來，以T2＊值和FF值為指標(biāo)的MRI新技術(shù)對DDD進(jìn)行評估，已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)[7]。MRI作為一種檢測DDD的重要診斷檢查，能夠準(zhǔn)確地反映出椎間盤內(nèi)的信號與形態(tài)改變[8]，并量化DDD分級，有利于對不同分級患者實(shí)施相適宜的治療手段，改善預(yù)后。因此，如何將其早期檢出并量化DDD對臨床有重大意義，是目前臨床亟待解決的問題。

mDixon-Quant法利用三維梯度回波Dixon序列，可實(shí)現(xiàn)水、脂肪信號在正、反相位分離，一次掃描即可得到全腰椎間盤的T2＊值與FF值，且與常規(guī)掃描相比，該技術(shù)具有更好的信噪比、更快的采集速度、更穩(wěn)定、易于圖像后處理等優(yōu)勢[9-10]。本研究探討不同Pfirrmann分級患者的T2＊值發(fā)現(xiàn)，在L1/L2～L5/S1椎間盤中T2＊值均為Ⅰ級＞Ⅱ級＞Ⅲ級＞Ⅳ級＞Ⅴ級(均P＜0.05)。另外，本研究發(fā)現(xiàn)L1/L2～L5/S1椎間盤T2＊值均與Pfirrmann分級呈負(fù)相關(guān)(均P＜0.05)。提示T2＊值可用于成年DDD診斷，且椎間盤Pfirrmann分級越高，其對應(yīng)的T2＊值越低，具有負(fù)相關(guān)性。羅愛芳等[11]通過對DDD患者椎間盤MRI mDixon-Quant影像資料分析發(fā)現(xiàn)，T2＊值與Pfirrmann分級之間存在著顯著的負(fù)相關(guān)，此結(jié)論與研究結(jié)果相吻合。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，椎間盤具有類似于關(guān)節(jié)軟骨的特征，DDD其主要的變化為蛋白多糖的丟失，屬于生化改變，導(dǎo)致椎間盤含水量降低而發(fā)生退行[12-13]。翟樹佳等[14]研究提出，T2＊值是反映椎間盤生化特征的重要指標(biāo)，且T2＊值與椎間盤膠原組織含量的相關(guān)性較高，甚至高于Pfirrmann分級與椎間盤膠原組織含量的相關(guān)性程度。說明T2＊值在DDD診斷中具有更好的應(yīng)用價(jià)值。而Pfirrmann分級越高的DDD患者，其椎間盤生化改變越顯著，其所測得T2＊值越低，說明T2＊值與椎間盤Pfirrmann形態(tài)學(xué)分級具有顯著負(fù)相關(guān)性。

此外，本研究探討不同Pfirrmann分級患者的FF值發(fā)現(xiàn)，不同Pfirrmann分級患者上、下位椎體中FF值存在顯著差異(P＜0.05)。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)上、下位椎體FF值均與Pfirrmann分級呈正相關(guān)(均P＜0.05)。提示FF值可用于成年DDD診斷，且椎間盤Pfirrmann分級越高，其對應(yīng)的FF值也越高，具有正相關(guān)性。椎體骨髓脂肪含量與骨密度之間存在著顯著的負(fù)相關(guān)性，并且與骨質(zhì)疏松之間也存在著密切的聯(lián)系，基于此，骨髓脂肪測量是一種非?？煽康姆治龉琴|(zhì)變化的無創(chuàng)手段[15-16]。腰椎旁肌肉的脂肪含量與椎間盤高度降低即DDD的發(fā)生有著密切關(guān)系，其原因在于：在腰椎旁肌肉退行性改變的過程中，其正常的肌纖維形態(tài)也會(huì)發(fā)生改變，被脂肪替代，進(jìn)而導(dǎo)致腰椎功能退化、穩(wěn)定性減弱，引起關(guān)節(jié)軟骨、椎間盤等結(jié)構(gòu)負(fù)荷增加，最終導(dǎo)致DDD發(fā)生；同時(shí)，DDD患者的腰椎穩(wěn)定性下降，椎旁肌發(fā)生代償，進(jìn)一步導(dǎo)致椎旁肌負(fù)荷失衡，導(dǎo)致退行性病變，最終導(dǎo)致椎旁肌的萎縮和脂肪化，形成惡性循環(huán)[17-18]。故可在椎間盤Pfirrmann分級越高的DDD患者影像資料中發(fā)現(xiàn)其FF值越高。

綜上所述，3.0T MRI mDixon-Quant序列掃描測得成年DDD患者T2＊值低于、FF值高于標(biāo)準(zhǔn)值，可用于成年DDD診斷，且椎間盤Pfirrmann分級越高，其對應(yīng)的T2＊值越低，呈負(fù)相關(guān)性，對應(yīng)的FF值越高，呈正相關(guān)性。