DWI及ADC值與常規(guī)MRI序列對脊柱椎體良惡性壓縮骨折的診斷價值

馬 茜，苗 紅，張 帥，趙新光，裴中力，杜 爽，劉 博，張洪峰

脊柱椎體壓縮骨折屬于臨床常見損傷類型，男性多于女性，多由間接外力損傷、沖擊性外力損傷所引起，少數(shù)由直接外力損傷所致，患者常表現(xiàn)為外傷后脊柱局部疼痛、畸形、壓痛、感覺以及運動功能障礙等，病情嚴(yán)重者可導(dǎo)致截癱甚至死亡，如臨床治療不當(dāng)會遺留慢性腰痛[1-2]。良性壓縮骨折病因主要有外傷、骨質(zhì)疏松等，而惡性壓縮骨折病因主要包含退行性變、感染、腫瘤等因素[3]。因而對脊柱椎體壓縮骨折的良惡性進行早期鑒別診斷尤為重要，早期臨床中多依據(jù)患者有無外傷、臨床表現(xiàn)以及X線片等進行診斷[4]，但對脊柱椎體壓縮骨折良惡性診斷的準(zhǔn)確率較低。近年來隨著影像學(xué)技術(shù)不斷提高，MRI常規(guī)序列已然成為脊柱病變常用的檢查方法，但長期臨床實踐表明其較難鑒別診斷部分脊柱椎體壓縮骨折的良惡性，不利于早期治療方案的制定[5]。磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)是一種功能成像技術(shù)，已有研究表明在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷上有明確應(yīng)用價值[6]。然而現(xiàn)階段有關(guān)DWI及表觀擴散系數(shù)(ADC)值與常規(guī)MRI序列對診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折應(yīng)用價值的研究并不多見，為此本文對其展開臨床回顧性研究，結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1納入與排除標(biāo)準(zhǔn) ①納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)影像學(xué)檢查結(jié)合醫(yī)師診斷、穿刺活檢等確診為脊柱椎體良惡性壓縮骨折；臨床資料完整；無相關(guān)檢查禁忌證。②排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他惡性腫瘤者；妊娠期或哺乳期女性；合并陳舊性骨折者；年齡<18歲或>75歲；合并腦外傷、自身免疫性疾病或嚴(yán)重器質(zhì)性疾病者。

1.2一般資料 回顧性分析2015年2月—2017年2月我院收治52例脊柱椎體良惡性壓縮骨折患者的臨床資料。依據(jù)術(shù)后病理結(jié)果將患者分為良性組21例和惡性組31例，良性組男12例，女9例；年齡36～75(56.05±3.68)歲；體重49～72(62.05±3.51)kg。惡性組男20例，女11例；年齡38～73(55.98±4.02)歲；體重48～73(61.98±3.48)kg。兩組性別、年齡和體重比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.3方法 ①常規(guī)MRI序列掃描：采用西門子MRI 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀，頸胸腰聯(lián)合線圈，常規(guī)矢狀FSE序列，T1WI(TR=300～400 ms，TE=9～15 ms)；T2WI(TR=3000～4000 ms，TE=90～120 ms)；STIR(TR=2700～2840 ms，TE=53.3～53.9 ms)，層厚4～6 mm，層間距1～2 mm，F(xiàn)OV=220～400 mm，矩陣為(196～256)×(256～320)；層數(shù)9層，增強掃描參數(shù)同T1WI，患者經(jīng)肘靜脈注射扎噴酸葡胺0.1 mmol/kg，脂肪抑制下行矢狀位、軸位、冠狀位增強掃描。②DWI掃描：DWI-MRI采用多次激發(fā)矢狀SE-EPI-DWI，TR=3000～4000 ms，TE=53.3～80 ms，激發(fā)次數(shù)為4，矩陣為196×256，層厚5～6 mm、層間距1～2 mm，F(xiàn)OV與常規(guī)掃描一致，層數(shù)依據(jù)病變大小而定，b值=0、300 s/mm2，行脂肪抑制，三方向同時施加彌散敏感梯度場，均在掃描野腹側(cè)、頭側(cè)放置預(yù)飽和帶，均行矢狀位掃描。③ADC圖像分析：感興趣區(qū)范圍應(yīng)將病灶區(qū)域75%面積覆蓋，盡量將鈣化灶以及邊緣區(qū)域避開，正常椎體選中心區(qū)域(范圍為30 mm2)；記錄每個病變椎體、鄰近正常椎體感興趣區(qū)的ADC最大值、最小值和平均值，正常椎體ADC值缺失的取總體均值。

1.4觀察指標(biāo) ①DWI及ADC值、常規(guī)MRI序列對脊柱椎體良惡性壓縮骨折診斷效能比較，以術(shù)后組織病理結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，即骨小梁斷裂、紊亂及骨組織的結(jié)構(gòu)與序列破壞嚴(yán)重(反應(yīng)性硬骨形成、多壞死骨質(zhì)、周圍出現(xiàn)間質(zhì)、纖維組織)為惡性；否則為良性[7]。對比DWI、常規(guī)MRI序列鑒別診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折診斷效能。參考文獻[8]診斷經(jīng)驗，其中DWI序列：當(dāng)DWI序列的ADC值>(4.54±1.09)×10-4mm2/s時即可初步診斷為脊柱椎體良性壓縮骨折；常規(guī)MRI序列：良性壓縮骨折的椎體高度減低，與鄰近正常椎體相較，病變椎體高度減低至少20%，但存在輕微形態(tài)和輪廓變化則不包含在內(nèi)。②良性組和惡性組DWI信號變化及ADC值比較。

2 結(jié)果

2.1DWI及ADC值與常規(guī)MRI序列對脊柱椎體良惡性壓縮骨折診斷效能的比較 DWI及ADC值診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為85.71%、90.32%和88.46%，常規(guī)MRI序列分別為71.43%、61.29%和65.38%。DWI及ADC值診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度均明顯高于常規(guī)MRI序列(P<0.05)。見表1和2。

表1 DWI及ADC值對脊柱椎體良惡性壓縮骨折的診斷結(jié)果(例)

注：DWI為彌散加權(quán)成像，ADC為表觀擴散系數(shù)

表2 常規(guī)MRI序列對脊柱椎體良惡性壓縮骨折的診斷結(jié)果(例)

2.2兩組DWI信號變化及ADC值比較 兩組DWI低信號、等信號、高信號和混雜信號占比比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。良性組ADC值為(6.96±1.89)×10-4mm2/s，惡性組ADC值為(4.52±1.02)×10-4mm2/s。良性組ADC值明顯高于惡性組(P<0.01)。

表3 兩組脊柱椎體壓縮骨折患者的磁共振彌散加權(quán)成像信號變化[例(%)]

3 討論

脊柱椎體壓縮骨折屬于臨床常見疾病，其發(fā)生率日益升高且趨于年輕化[9]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，脊柱椎體壓縮性骨折分為良性和惡性，其中良性的單純外傷性壓縮骨折患者以中青年為主，惡性椎體轉(zhuǎn)移瘤引起的壓縮性骨折好發(fā)于中老年人群，由于脊柱椎體良惡性壓縮骨折可能同時存在，易增加診斷的難度[10]。早期臨床上主要由醫(yī)師依據(jù)患者外傷史、X線片等對脊柱椎體良惡性壓縮骨折進行鑒別診斷，但診斷準(zhǔn)確率不高，并且較難對良惡性病變進行準(zhǔn)確區(qū)分[11]。隨影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CT和MRI在脊柱椎體壓縮性骨折診斷中的應(yīng)用日益廣泛，尤其是MRI具有可獲得多方位圖像、無電離輻射損傷、軟組織結(jié)構(gòu)顯示清晰等優(yōu)勢，在各類骨科疾病、良惡性腫瘤鑒別診斷中的應(yīng)用日益廣泛[12-14]。而DWI屬于功能成像技術(shù)，可通過測量骨折部位ADC值變化，為良惡性壓縮性骨折的鑒別診斷提供參考信息[15-16]。臨床實踐表明，脊柱壓縮骨折惡性腫瘤患者DWI信號變化較良性骨折患者更為明顯，此外惡性腫瘤患者的ADC值明顯低于良性骨折患者，當(dāng)ADC值>(4.54±1.09)×10-4mm2/s時即可確診為良性脊柱壓縮骨折[17]。

臨床上有關(guān)MRI診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折價值的研究較多，如秦學(xué)元[18]研究表明，1.5T磁共振DWI和ADC對椎體壓縮性骨折的診斷檢出率高、準(zhǔn)確率高，且在椎體壓縮性骨折的良惡性鑒別診斷中有明確應(yīng)用價值，可為患者臨床治療提供可靠的信息。傅忠和賴曉東[19]研究則表明，DWI信號較難對椎體良惡性病變進行準(zhǔn)確診斷，而ADC值對椎體良惡性病變的鑒別診斷價值較高。本研究結(jié)果提示，DWI及ADC值診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度均高于常規(guī)MRI序列，良性組DWI信號與惡性組相比較無明顯差異，但良性組ADC值較惡性組明顯高。初步證實了DWI及ADC值在脊柱椎體良惡性壓縮骨折鑒別診斷中的應(yīng)用價值較常規(guī)MRI序列更高，這與既往文獻報告相符[20]。主要原因是常規(guī)MRI序列影像的分析主要依據(jù)不同序列信號強度以及解剖形態(tài)學(xué)表現(xiàn)，而脊柱椎體良惡性壓縮骨折病理過程中存在類似的信號表現(xiàn)，從而降低了診斷的特異性[21]。而DWI成像基礎(chǔ)是以組織中水分子隨機彌散運動為主，細(xì)胞外水分子運動近似自由水(運動阻力較小)，細(xì)胞內(nèi)水分子運動則受細(xì)胞器和細(xì)胞膜及組織大分子影響，降低了水分子彌散運動能力[22-23]，故DWI影像可從細(xì)胞水平提供組織微觀學(xué)信息從而實現(xiàn)正常組織和病理組織的鑒別[24-26]。在組織中水分子彌散運動受組織成分的影響，因此不同組織ADC存在不同表現(xiàn)，ADC值也大小不同[27-28]。因而脊柱椎體良惡性壓縮骨折組織中ADC值存在明顯差異，表明DWI及ADC值在脊柱椎體良惡性壓縮骨折鑒別診斷中的應(yīng)用價值較常規(guī)MRI更具優(yōu)勢。

綜上所述，與常規(guī)MRI序列相比，DWI及ADC值診斷脊柱椎體良惡性壓縮骨折的準(zhǔn)確度、靈敏度、特異度較更高。