CT和MR在頸椎椎體挫傷中的診斷價值

福建醫科大學附屬第一醫院影像科(福建 福州 350005)

林曉君 黃宏杰 高小建 陳瑞權 邢 振*

頸椎骨挫傷是指外傷所致的頸椎骨髓出血、水腫和微小骨小梁斷裂，但是骨皮質和關節骨正常，是一種較為隱匿的骨損傷[1]。常規X線和CT是診斷頸椎骨折的重要成像方法，而診斷椎體挫傷價值有限[2]。MR具有軟組織分辨率高、對比分辨率高、多方位任意斷面掃描、多參數成像等優點，有助于顯示早期的輕微骨髓水腫，是診斷骨挫傷最直接有效的檢查方法[3-4]。目前，從主觀角度將MR序列用于骨挫傷的病灶檢出率[5-6]，且針對椎體挫傷的MR不同序列的相對信號值定量分析的報道較少。因此，本研究旨在分析CT值和MR不同序列的相對信號值在頸椎挫傷中的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性搜集我院2010年10月至2018年9月頸椎外傷患者的影像資料。納入標準：患者有頸椎外傷病史；外傷后72h行椎體MR掃描(包括T1WI、T2WI和STIR序列)，且STIR序列發現椎體異常高信號；MR隨訪資料顯示異常椎體信號消失。排除標準：X線或CT掃描發現椎體骨折；確定椎體脂肪沉積；發現椎體挫傷外的其他病變；MR圖像偽影明顯，無法定量分析。最終39例患者納入研究，其中男29例，女10例，年齡10～80歲，平均年齡52.9歲；17例進行CT掃描，39例進行MR掃描。

1.2 設備及檢查方法 CT檢查：采用64排東芝螺旋CT掃描儀對患者全段頸椎進行螺旋掃描，掃描條件：掃描層厚0.5mm，重建層厚5mm，螺距53HP(PF0.828)，管電壓120kV，管電流自動調節，矩陣512×512。于CT掃描完畢后將原始圖像數據進行多平面重組(MPR)及容積重建(VRT)。

MRI檢查：20例采用東芝1.5T磁共振掃描儀，19例采用GE1.5T磁共振成像儀，被檢者仰臥位、頭先進、掃描序列包括矢狀位T1WI、T2WI和STIR序列。

東芝MRI序列掃描參數：T2WI-FSE-SAG：TR/TE=2500ms/105ms，FOV 18cm×18cm，矩陣320×256，層厚3.5mm，層間隔0.5mm，NAQ 3次。T1WI-FSE-SAG：TR/TE=382ms/15ms，矩陣320×256，層厚3.5mm，層間隔0.5mm，NAQ 2次。STIR：T2WI TR/TE/TI=4148ms/108ms/150ms，矩陣256×192，層厚3.5mm，層間距0.5mm，NAQ 2次。

GE MRI序列掃描參數：T2WI-FSE-SAG：TR/TE=3300ms/110ms，FOV18cm×18cm，矩陣320×192，層厚3mm，層間隔1mm，NAQ4次。T1WIFSE-SAG:TR/TE=420ms/11.7ms，矩陣320×224，層厚3mm，層間隔1mm，NAQ 3次。STIR：T2WI TR/TE/TI=2800ms/42ms/150ms，矩陣320×192，層厚3mm，層間距1mm，NAQ 2次。

圖1 患者CT與MRI影像圖。C6骨折不在本研究范圍內，明顯挫傷的椎體為C4、C5。1A：CT圖像中挫傷與正常椎體無明顯的密度差別；1B：T1WI挫傷椎體表現為低信號；1C：T2WI上表現為高信號；1D：STIR序列中表現為明顯高信號；1E：隨訪MR異常信號消失。

1.3 數據后處理 挫傷椎體的信號測量：放置3個ROI于STIR序列椎體異常高信號區和鄰近正常信號強度頭半脊肌，各取其平均值，相對STIR信號值為挫傷椎體的平均信號值除以頭半脊肌的平均信號值；利用相同方法獲得挫傷椎體的相對T1信號值和相對T2信號值[7]。參照STIR序列測量部分挫傷椎體的CT值。

正常椎體的信號測量：將ROI放置于STIR序列顯示正常信號強度的頸椎椎體，每一正常椎體測量3次，取所有頸椎正常椎體的平均值，相對STIR信號值為正常椎體的平均信號值除以頭半脊肌的平均信號值；利用相同方法獲得正常椎體的相對T1信號值和相對T2信號值。參照STIR序列測量部分正常椎體的CT值。

挫傷椎體的ROI范圍為10～15mm2；正常椎體和頭半脊肌的ROI范圍為25～30mm2。

1.4 統計學方法 采用SPSS 18.0統計軟件。計量資料符合正態分布數據均以描述，組間計量資料比較采用兩獨立樣本t檢驗，采用ROC曲線分析不同定量數據在鑒別兩者中的敏感性、特異性和準確性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 挫傷椎體影像學表現 39例患者中單一椎體挫傷的25例，兩個椎體挫傷的9例，三個椎體骨挫傷的5例，共58個挫傷椎體。由圖1可知，挫傷椎體在T1WI信號強度低于正常椎體，表現為不規則條狀、斑片狀、地圖狀等低信號；挫傷椎體在T2WI上表現為不規則等高信號；在STIR序列挫傷椎體顯示為明顯的高信號。在17例行CT掃描的患者中，CT圖像上無明顯密度差別。

2.2 CT值及MRI各序列相對信號值統計參數比較 以挫傷椎體的CT值和(挫傷椎體/頭半脊肌)相對信號值為觀察組，正常椎體的CT值和(正常椎體/頭半脊肌)相對信號值為對照組。由表1可知，觀察組的相對T1信號值低于對照組，相對STIR信號值高于對照組，相對T1信號值和相對STIR信號值在兩者中的差異有統計學意義(P＜0.001)；相對T2信號值和CT值在兩者中的差異無統計學意義(P＞0.05)。

表1 CT值及MRI各序列相對信號值統計參數比較

表1 CT值及MRI各序列相對信號值統計參數比較

組別 相對T1信號值 相對T2信號值 相對STIR信號值 CT值(HU)觀察組 1.14±0.28 2.68±0.46 2.17±0.7 350.4±137.01對照組 1.41±0.29 2.47±0.6 1.34±0.38 345.18±95.58 t -4.57 1.9 6.79 0.14 P 0.00 0.06 0.00 0.89

2.3 ROC曲線對比分析 由表2、圖2可知，相對STIR信號值鑒別挫傷與正常椎體的敏感性、特異性、準確性和ROC曲線下面積(AUC)均高于相對T1信號值，而聯合二者的診斷效能最高。

3 討 論

本研究中CT值和T2WI的相對T2信號值在鑒別挫傷椎體與正常椎體中的價值有限，而T1WI的相對T1信號值和STIR序列的相對STIR信號值鑒別兩者具有重要價值，STIR序列的診斷效能高于T1WI，且兩者聯合的診斷效能最高。頸椎椎體骨髓的脂肪含量會對T2信號值產生影響。隨著年齡的增長，椎體脂肪替代明顯[8]，而脂肪在FSE-T2WI表現為明顯高信號，因此，正常椎體的T2WI表現為高信號。當椎體發生損傷時，骨髓成分會發生病理變化，存在不同程度的水腫[9]，水分子的馳豫時間(T2)較長，在T2WI上表現為高信號，故挫傷椎體與正常椎體骨髓脂肪高信號互相重疊[6]。本研究結果表明，T2WI的相對T2信號值不能用于鑒別挫傷椎體與正常椎體，與文獻[10]報道的結果一致。

表2 相對T1與STIR信號值單獨或者聯合時在頸椎椎體挫傷中的診斷效能

圖2 ROC曲線圖

基于椎體脂肪成分對T2信號值的影響，STIR序列可以剔除脂肪信號的影響。STIR序列是一種利用短T1反轉恢復法的脂肪抑制序列。當抑制脂肪信號時，水分子的信號不受限制，以脂肪抑制后的低信號為背景，水腫區表現為顯著高信號[11]。STIR序列的高信號反映骨髓細胞外液的增多，同時細胞外液增多的程度決定了水腫所致異常信號的強弱和范圍[12]。本研究中的STIR序列增加了頸椎挫傷椎體的病變區與正常椎體的對比，有助于椎體挫傷情況顯示。同樣，T1WI的相對T1信號值在鑒別診斷兩者具有重要價值。由于椎體脂肪成分表現為短T1效應，在T1WI上表現為高信號，而水分子T1WI上表現為低信號。非脂肪抑制的T1WI以骨脂肪成分為背景，挫傷椎體在T1WI序列上主要表現為不規則低信號，周邊正常骨髓脂肪呈高信號，形成一定的信號對比，可顯示挫傷病灶[13]。有研究從主觀角度觀察T1WI和STIR在脊柱椎體和其他骨質挫傷中檢查率的敏感性均較高[5-6]。本研究中的T1WI和STIR序列是通過半定量分析獲得頸椎椎體挫傷的敏感性分別為81.03%和86.21%。

CT成像是急診骨折外傷最常用的掃描方式，具有對骨組織顯示更清楚、密度分辨率高、快速成像、可進行后處理重建等優點[14]。CT可以清楚顯示椎體及附件的骨折情況[15]，而骨挫傷引起骨質水腫，相對于骨質密度而言，骨質水腫引起的密度下降對正常骨質密度影響較小，從而CT發現骨挫傷不敏感，容易漏診[16]。本研究中的17例CT三維重建患者的椎體挫傷的CT值與正常椎體的CT值無統計學差異。此外，本研究也存在一定不足：(1)T1WI、T2WI和STIR序列的信號值不能絕對定量，本研究采用鄰近正常肌肉的信號值作為參考值，進行標化后的半定量分析，使量化分析盡量準確；(2)本研究缺乏病理支持，椎體挫傷的確定是結合病史、臨床表現、STIR序列及頸椎MR隨訪資料并排除其它疾病可能，而實際的臨床工作中很難獲得頸椎椎體挫傷的病理組織；(3)數據采集是在兩臺不同型號的MR設備上完成，采用半定量分析盡量避免對數據的影響。

總之，T1WI和STIR能準確地診斷頸椎椎體挫傷，而T2WI和CT在椎體挫傷中的診斷價值有限。聯合T1WI和STIR序列有助于頸椎椎體挫傷的診斷。