QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對骨質(zhì)疏松性骨折患者PVP療效的評估

馮獻禮 高彤 張喜善

1. 山東省第二康復醫(yī)院脊柱外科,山東 泰安 271000;

2. 山東省第二康復醫(yī)院重癥監(jiān)護室,山東 泰安 271000

3. 山東第一醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院脊柱外科,山東 泰安 271000

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures,OVCF)是骨科常見疾病,好發(fā)于中老年及絕經(jīng)后人群,其高發(fā)病率和高致殘率給家庭和社會帶來了沉重負擔[1]。經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneous vertebroplasty,PVP)是治療OVCF的常用術(shù)式,可迅速緩解患者疼痛癥狀、穩(wěn)定骨折椎體。但PVP治療后存在骨水泥滲漏、脊椎感染、鄰近椎體新發(fā)骨折等問題,易降低PVP療效,進而影響患者胸腰椎功能恢復[2]。既往臨床多通過Oswestry功能障礙指數(shù)(Oswestry disability index,ODI)、疼痛評分等評估OVCF患者手術(shù)療效,但量表評價法過于依賴受測者的主觀感受,評估結(jié)果不夠客觀[3]。因此,需采用其他更為準確的方式對OVCF患者PVP療效作出評估。

定量CT(quantitaive computed tomography,QCT)是測量骨密度(bone mineral density,BMD)的常用方法,可將皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨分開,測量骨松質(zhì)的BMD,反映人體骨骼強度。MRI脂肪定量技術(shù)也成為水脂分離技術(shù),可將水信號和脂肪信號單獨顯示出來,獲得水相圖和脂相圖,從而精確測量骨髓內(nèi)脂肪含量,為骨折疾病的診斷提供重要依據(jù)[4]。目前,QCT在OVCF的診斷和PVP療效評估中的價值已獲得臨床廣泛認可[5-6],但關(guān)于QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)能否提高臨床對OVCF患者PVP療效的評估價值尚缺乏明確證據(jù)。本研究采用前瞻性研究方法,探討QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對OVCF患者PVP療效的評估價值,現(xiàn)報道如下。

1 材料和方法

1.1 研究對象

前瞻性納入醫(yī)院2019年4月至2021年4月治療的165例OVCF患者作為研究對象。納入標準:①符合《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診療指南(2017)》[7]中骨質(zhì)疏松癥的診斷標準,椎體壓縮性骨折經(jīng)影像學檢查確診;②單節(jié)段椎體壓縮骨折;③具備PVP適應癥并采用PVP進行治療;④可耐受QCT和MRI檢查;⑤患者或家屬簽署研究知情同意書。排除標準:①長期使用抗凝藥物或凝血功能障礙;②既往胸腰椎手術(shù)史;③合并脊髓損傷;④合并皮膚病及椎體感染疾病;⑤合并局部或全身惡性腫瘤;⑥認知功能障礙,無法配合各項檢查;⑦存在QCT或MRI檢查禁忌癥。

1.2 研究方法

1.2.1手術(shù)方法:患者取仰臥位,以克氏針定位好骨折椎體,在C臂機透視下確認并標記傷椎位置;術(shù)區(qū)常規(guī)消毒鋪巾,采用局部浸潤麻醉,所有患者均選擇單側(cè)經(jīng)椎弓根入路穿刺,穿刺針到達椎體前1/3時去除針芯,置入工作套并使其到達距椎體后緣皮質(zhì)前2～3 mm處,通過工作管套推進鉆頭,使其尖端距椎體前緣3～4 mm處;透視下將調(diào)至好的骨水泥經(jīng)助推器注入椎體,劑量為3～6 mL,待骨水泥分布滿意并凝固后拔出穿刺針,對術(shù)區(qū)皮膚進行常規(guī)消毒并覆蓋無菌敷料,術(shù)畢。

1.2.2PVP療效判定:①近期療效:術(shù)后3個月,應用ODI指數(shù)評估OVCF患者的胸腰椎功能恢復情況,ODI從疼痛、生活自理、提物、步行等10項內(nèi)容進行評價,每項賦予0～5分,評分范圍0～50分,最終得分=(實際得分/50)×100 %,評分0 %～20 %為輕度功能障礙,21 %～40 %為中度功能障礙,>40 %為重度功能障礙[8]。②遠期療效:PVP術(shù)后對OVCF患者進行為期1年的跟蹤隨訪,以再發(fā)骨折作為隨訪終點事件,觀察患者隨訪期間骨折再發(fā)情況。③再發(fā)骨折診斷方法:術(shù)后1年復查X線片,若胸椎或腰椎部位的連續(xù)性和完整性中斷則表示骨折再發(fā);④排除其他因素(外傷、疾病等)引起的骨折。

1.2.3QCT檢查方法:PVP術(shù)前采用GE Revolution CT機和BMD軟件測量椎體BMD值。測量方法如下:受檢者在檢查床上取仰臥位、雙下肢屈曲,將標準體模置于受檢者腰下正中位置;設置參數(shù):管電流110 mA,管電壓120 kV,掃描時間2 s,層厚10 mm,螺距0.938 mm,視野40 cm。測量L1～5椎體骨松質(zhì)的BMD并取均值作為最終測量值,測量時注意避開椎體后靜脈無骨小梁、骨皮質(zhì)和骨島處。

1.2.4MRI脂肪定量技術(shù)檢查方法:PVP術(shù)前采用GE1.5 T MR掃描儀,體部表面線圈,掃描范圍L1～5椎體,掃描序列包括T1WI、T2WI和mDixon Quant。參數(shù)設置:①T1WI/TSE:重復時間552 ms,恢復時間100 ms,采集次數(shù)2,視野160 mm×299 mm×57 mm,層厚與層間距分別為4 mm、0.4 mm,矩陣160×214。②T2WI/TSE:重復時間2 500 ms,恢復時間100 ms,采集次數(shù)2,視野160 mm×302 mm×57 mm,層厚與層間距分別為4 mm、0.4 mm,矩陣180×237。③mDixon Quant參數(shù):重復時間7 ms,體素2 mm×2 mm×4 mm,激勵次數(shù)2,翻轉(zhuǎn)角5 °,視野300 mm×369 mm×120 mm,矩陣152×184×60,層厚、層間距為6 mm、3 mm,掃描時間51 s。采用mDixon Quant技術(shù)直接輸出水相、同相位、反相位、脂相、脂肪分數(shù)(Fat fraction,FF)、T2 6個相位圖,測量L1～5椎體的FF值并取平均值作為最終測量值。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 PVP療效

術(shù)后3個月,ODI指數(shù)評估顯示,165例OVCF患者中輕度障礙125例、中度障礙22例,重度障礙18例。術(shù)后隨訪1年,165例OVCF患者PVP術(shù)后骨折再發(fā)率為16.36 %(27/165)。

2.2 不同近期及遠期療效OVCF患者BMD、MRI定量參數(shù)比較

不同近期及遠期療效OVCF患者BMD、FF參數(shù)比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1、表2。

表1 不同近期療效OVCF患者BMD、MRI定量參數(shù)比較

表2 不同遠期療效OVCF患者BMD、MRI定量參數(shù)比較

2.3 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對OVCF患者PVP近期療效的評估價值

以OVCF患者術(shù)后3個月胸腰椎功能狀況作為狀態(tài)變量,以BMD、FF參數(shù)作為檢驗變量,繪制ROC曲線圖(見圖1、圖2),結(jié)果顯示BMD、FF單獨及聯(lián)合評估OVCF患者PVP術(shù)后輕中度、中重度及輕重度胸腰椎功能障礙的AUC均>0.7,具有中等評估價值,且聯(lián)合評估價值最佳。見表3、表4。

圖1 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對輕中度胸腰椎功能障礙評估價值的ROC曲線

圖2 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對中重度胸腰椎功能障礙評估價值的ROC曲線

圖3 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對輕重度胸腰椎功能障礙評估價值的ROC曲線

表3 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對輕中度胸腰椎功能障礙的評估價值

2.4 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對OCVF患者PVP遠期療效的評估價值

以OVCF患者術(shù)后1年骨折再發(fā)情況作為狀態(tài)變量,以BMD、FF參數(shù)作為檢驗變量,繪制ROC曲線圖(見圖4),結(jié)果顯示,BMD、FF單獨及聯(lián)合評估OVCF患者PVP術(shù)后再發(fā)骨折的AUC分別為0.763、0.788、0.857,且聯(lián)合評估價值最佳。見表5。

圖4 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對PVP術(shù)后1年再發(fā)骨折的評估價值

表5 QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)對PVP術(shù)后1年再發(fā)骨折的評估價值

3 討論

PVP是治療OVCF的有效手段之一,通過向病變椎體內(nèi)注入一定量的骨水泥,可增加椎體的穩(wěn)定性,改善椎體功能[9]。臨床發(fā)現(xiàn)部分OVCF患者PVP術(shù)后可能再次發(fā)生骨折,不僅增加臨床治療難度,還可延長住院時間、影響椎體功能恢復[10]。目前,臨床對于PVP術(shù)后骨折再發(fā)的原因并沒有統(tǒng)一明確的認識,但有研究認為,OVCF患者PVP術(shù)后骨折再發(fā)可能與骨質(zhì)疏松癥的原發(fā)進展存在一定聯(lián)系,且骨質(zhì)疏松癥引起的骨量流失、BMD下降可大大增加OVCF患者PVP術(shù)后骨折再發(fā)風險[11]。由此可見,骨質(zhì)疏松程度有可能是影響OVCF患者PVP療效的重要因素。

QCT是一種特殊的BMD測量技術(shù),能精確測量松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨的體積密度,反映機體骨質(zhì)疏松程度。但OVCF患者除了骨質(zhì)內(nèi)骨量會發(fā)生變化外,脂肪成分也會發(fā)生一系列改變。施丹等[12]研究顯示,骨質(zhì)疏松癥患者BMD明顯低于正常骨量組和低骨量組,而骨髓脂肪含量卻高于正常骨量組和低骨量組。馬銳等[13]研究也指出,絕經(jīng)后女性椎體骨髓脂肪含量與全身BMD具有一定的相關(guān)性,且椎體骨髓脂肪含量對骨質(zhì)疏松癥的早期診斷和防治有一定的指導作用。由此可見,椎體內(nèi)骨髓脂肪含量也能夠為骨質(zhì)疏松癥的診斷提供客觀依據(jù)。MRI脂肪定量技術(shù)是評價椎體骨髓脂肪含量的有效方法之一,其基本原理是利用水、脂肪的化學移位效應對不同相位圖像進行相加和相減,從而精確測量椎體內(nèi)脂肪含量[14]。目前,已有研究將QCT、MRI脂肪定量技術(shù)應用于骨質(zhì)疏松癥、骨質(zhì)疏松性骨折等疾病的診斷中[15-16],但關(guān)于MRI脂肪定量技術(shù)聯(lián)合QCT能否準確評估OVCF患者PVP療效仍缺乏明確證據(jù)。

本研究通過MRI脂肪定量技術(shù)和QCT評估OVCF患者PVP近期及遠期療效,結(jié)果顯示不同近期及遠期療效OVCF患者BMD、FF參數(shù)對比差異均有統(tǒng)計學意義。BMD是反映骨強度的一項參數(shù),BMD值降低表明松質(zhì)骨中骨小梁結(jié)構(gòu)變細、變薄,甚至發(fā)生斷裂或消失,進而影響力學傳導和分布,降低胸腰椎功能[17]。同時,BMD值下降時骨基質(zhì)質(zhì)量減少,會導致成骨細胞功能與骨骼緩沖能力下降、骨韌性降低,極有可能再次誘發(fā)骨折。葉向陽等[18]報道,BMD值降低是OVCF患者椎體后凸成形術(shù)后骨折再發(fā)的獨立危險因素,且BMD對骨折再發(fā)具有重要的評估價值。Shevroja等[19]調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,骨密度每降低1 SD,局部椎體骨折發(fā)生風險將增加1.6倍。上述研究均說明了骨密度與OVCF患者PVP遠期療效有關(guān),本研究進一步明確了骨密度對OVCF患者PVP近期與遠期療效均具有較高的評估價值。FF是反映脂肪含量的一項參數(shù),FF值增大表明骨髓脂肪含量增加,而脂肪組織含量增加可引起脂肪中飽和脂肪酸堆積,對骨細胞產(chǎn)生明顯毒性作用,可降低骨質(zhì)量并增加OVCF患者骨折再發(fā)風險[20]。此外,脂肪組織中的飽和脂肪酸還可釋放瘦素、內(nèi)臟素等脂肪因子和白細胞介素-6、腫瘤壞死因子-α等炎性因子,這些脂肪因子與炎癥因子可通過細胞分泌、旁分泌、自分泌等作用影響機體能量代謝和骨代謝,降低骨質(zhì)量,從而影響胸腰椎功能恢復[21]。ROC曲線分析顯示,BMD、FF單獨及聯(lián)合評估OVCF患者PVP近期及遠期療效的AUC均>0.7,均具有一定的評估價值,且聯(lián)合評估價值最佳,說明QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)可提高臨床對OVCF患者PVP近期及遠期療效的評估價值。

綜上所述,QCT聯(lián)合MRI脂肪定量技術(shù)可準確評估OVCF患者PVP術(shù)后胸腰椎功能恢復情況和骨折再發(fā)風險,QCT與MRI脂肪定量技術(shù)測得的BMD、FF參數(shù)對OVCF患者PVP近期及遠期療效均具有較高的評估價值。