mDIXON—Quant技術評價癌癥與非癌癥患者之間腰椎脂肪含量的差異

孫金磊

【摘要】 目的：利用mDIXON-Quant技術比較癌癥與非癌癥患者之間腰椎的脂肪含量差異。方法：對17例癌癥患者及75例非癌癥患者進行腰椎MRI mDIXON-Quant掃描，獲取L2～4椎體骨髓脂肪分數，對兩組患者的脂肪分數進行比較。結果：癌癥組腰椎骨髓脂肪分數為（40.16±6.23）%，顯著低于非癌癥組的（59.83±7.21）%，差異有統計學意義（P<0.05）。結論：利用mDIXON-Quant技術評價椎體骨髓脂肪分數是可行的，癌癥對椎體骨髓脂肪含量有影響。

【關鍵詞】 磁共振波譜； mDIXON-Quant； 椎體； 骨髓脂肪

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2016.31.001 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805（2016）31-0001-02

【Abstract】 Objective：To compare fat fraction of lumbar vertebrae between cancer and non-cancer patients by mDixon-Quant technique.Method：17 cases of cancer patients and 75 cases of cancer patients were scanned for lumbar MRI mDIXON –Quant，L2-4 vertebral bone marrow fat fraction were acquired，fat fraction was compared between the two groups.Result：Fat fraction of lumbar vertebrae in cancer patients was （40.16±6.23）%，significantly lower than that in non-cancer patients of （59.83±7.21）%，the difference was statistically significant（P<0.05）.Conclusion：mDixon-Quant technique for assessing fat fraction is reliable.Fat fraction of lumbar vertebrae in cancer patients is affected by cancer.

【Key words】 Magnetic resonance spectroscopy； mDIXON-Quant； Vertebra； Bone marrow fat

First-authors address：Shijingshan Teaching Hospital of Capital Medical University，Beijing Shijingshan Hospital，Beijing 100043，China

椎體骨質內部主要由骨髓及骨松質構成，骨小梁構成框架，由紅骨髓和黃骨髓以不同比例非均勻混合形成骨髓填充其中，許多病變對這一水脂平衡都有影響[1]。腫瘤成分可以完全或部分取代骨髓組織，從而減少脂肪含量并增加水分含量[2]，而且由于造血需求增加，黃骨髓轉化為紅骨髓，進一步導致骨髓脂肪含量下降[3]，因此研究骨髓脂肪含量及變化進而全面評估腫瘤是非常重要的[4]。目前對骨髓脂肪定量的方法多種多樣，從最初的以水-脂肪的化學位移差異評價椎體骨髓脂肪含量到Dixon同反相位水脂分離方法，再到兩點Dixon法、三點Dixon法及同時期MRS技術，技術的快速發展使得椎體脂肪含量的測量越來越準確，mDIXON-Quant技術是近兩年推出的用于脂肪定量測量的新技術，被許多學者證明是準確、可靠的[5-6]。本研究即利用mDIXON-Quant技術對癌癥與非癌癥患者的腰椎骨髓脂肪含量進行測量，以評價癌癥對椎體骨髓脂肪代謝的影響。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年4-9月在筆者所在醫院行腰椎MR檢查的患者92例為研究對象，受檢者均排除椎體變形及血液系統疾病，其中女性均已絕經，所有參與研究者檢查前都簽署了知情同意書。其中癌癥患者17例，男9 例，女8 例，年齡58～70歲，平均63.4歲，BMI22.6 kg/m2。非癌癥患者75例，男40 例，女35例，年齡55～76歲，平均65.7歲， BMI24.3 kg/m2，在癌癥患者和非癌癥患者的年齡、性別及BMI之間沒有顯著的差異（P=0.70，0.43，0.66）。

1.2 方法

應用飛利浦Injenia 3.0 T MR掃描儀進行掃描，體部表面線圈。所有受試者均常規行腰椎矢狀位T1WI、T2WI和軸位T2WI掃描。

mDIXON-Quant參數：翻轉角3°，TR 9.1 ms，TE1.3 ms，體素為2.5 mm×2.5 mm×3 mm，掃描層厚3 mm，視野180 mm×140 mm×90 mm，矩陣72×56，激勵次數為1。圖像后處理在3.0T MR掃描儀上進行，取L2～4椎體的中間層面，在松質區中間位置勾畫20 mm×20 mm感興趣區，獲得椎體骨髓脂肪分數，對椎體測量完成后間隔2周再次測量（圖1、圖2）。

1.3 統計學處理

利用統計軟件包SPSS 18.0進行數據處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

對前后兩次測量數據進行組內相關分析顯示組內相關性為0.943，說明該方法測得的數據是穩定的，后處理可重復性非常好。癌癥組腰椎骨髓脂肪分數為（40.16±6.23）%，顯著低于非癌癥組的（59.83±7.21）%，差異有統計學意義（P<0.05）。如圖1、圖2兩例患者，1例為癌癥患者，1例為非癌癥患者，其年齡、性別、BMI、絕經時間基本一致，但L3椎體脂肪分數相差明顯。

3 討論

mDIXON-Quant技術通過一次屏氣采集6個回波，結合7峰值脂肪模型和T2*校正，得到解剖組織的高質量3D脂肪分數圖。6個回波保證了圖像信噪比和成像速度，從而獲取高質量圖像。典型的脂肪分子具有9種不同的質子基團，在脂肪譜上具有9個不同峰值，脂肪定量的精確性依賴于脂肪峰值模型的準確性，但是目前在1.5 T和3.0 T主磁場不能完全分辨出9個峰值，一般只采用較易區分的脂肪6峰值模型，而mDIXON-Quant采用脂肪7峰值模型較其他技術進一步提高脂肪定量的精確性。

隨著分子生物學的進展，脂肪組織已經被認為是一種具有內分泌功能的器官，這一觀念徹底改變了骨髓脂肪一直以來被認為是單純填充骨小梁間隙的懶性組織的傳統觀念[7]。研究表明成骨細胞及脂肪細胞同祖，均來源于具有多向分化潛能的骨髓間充質干細胞（marrow mesenchymal stem cells， MSCs），MSCs對于骨組織的形成和代謝具有重要的作用，MSCs的分化能力一旦失衡，成骨-成脂將存在“此消彼長”的關系[8]，椎體骨髓作為一個動態的器官[9]，不同年齡階段，骨髓內脂肪、水分、蛋白質、礦物質等成分含量不斷變化，隨著年齡增加，椎體內含脂肪較多的黃骨髓成分逐漸增加，含水分較多的紅骨髓逐漸減少[10-11]，其中男性椎體脂肪比例持續增長，70歲后達高峰，最高達88%；女性61～70歲達到高峰，脂肪比例最高達96%，70歲后稍下降[12]。Kugel等[13]表明椎體骨髓脂肪分數的平均值大約每10年增加6%直至61歲，年齡超過61歲時保持在50%～60%。本研究中非癌癥組椎體骨髓脂肪分數基本符合這一表現。腫瘤完全或部分取代骨髓組織，腫瘤成分增加了椎體水分含量，減少了椎體內脂肪含量[2]，腫瘤即使沒有侵及椎體，但腫瘤是全身性系統性疾病，是消耗性疾病，可能導致全身脂肪代謝的增加及造血需求增加，促使黃骨髓轉化為紅骨髓，進一步導致骨髓脂肪含量的下降。在本研究中腫瘤組椎體骨髓脂肪分數減低也印證了這一觀點，因此對于腫瘤患者，在常規檢查中椎體即使沒有出現形態變化的情況如局灶性病變或壓縮性骨折，在排除血液系統或骨骼系統疾病的情況下發現體骨髓脂肪分數降低可能提示腫瘤累及或腫瘤因素導致的椎體內改變。

本研究的局限性在于mDIXON-Quant技術應用時間較短，獲得的樣本量也較少，無法對癌癥患者的種類及患病時間進行詳細劃分，對于椎體無明顯轉移的診斷也是基于影像的基礎上，沒有病理證實及長期隨訪，并且癌癥患者會應用各種化療藥物及其他輔助治療藥物，這個無法準確區分，化療的主要不良反應是骨髓抑制，即會促使紅骨髓轉化為黃骨髓 [14-15]，這會導致癌癥組所測得的椎體骨髓脂肪分數較理論值增大，但這也提示可以通過mDIXON-Quant技術對化療的患者進行隨訪，在排除骨髓抑制的情況下通過測量椎體骨髓脂肪分數來推斷化療藥物是否有效，這種方法可能會較觀察腫瘤的形態及血供情況來檢測療效更敏感。另外對于非癌癥組患者可能患有除血液系統疾病以外的會影響骨髓脂肪分數變化的疾病認識不足，對于某些藥物可能會影響椎體骨髓脂肪分數的情況認識也比較欠缺。

總之，mDIXON-Quant技術能夠很好地評價骨髓脂肪變化的特點，未來有望在監測腫瘤患者骨髓脂肪變化方面起著重要的作用。

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（收稿日期：2016-07-11）