IVIM序列磁共振成像對脊柱轉移瘤和結核的鑒別診斷價值

1.北京朝陽中西醫結合急診搶救中心醫學影像科(北京 100023)

2.北京積水潭醫院醫學影像科(北京 100035)

王海燕1 邢錫躍1 馬都平1 趙小秋1 顧 翔2,*

脊柱結核與脊柱轉移瘤患者臨床均表現出受累椎體區持續性叩擊痛，影像學檢查均為椎體骨質破壞以及炎性水腫，但兩者治療方案不同，且診斷鑒別存在一定困難[1-2]，因此探尋準確性更高的臨床診斷方案以幫助制定有效臨床治療方案具有重要意義。磁共振成像(MRI)為臨床常用檢測方式，但臨床實踐顯示常規序列MRI檢測難以分辨脊柱結核以及脊柱轉移瘤，隨著MRI硬件及序列技術的發展，體素內不相干運動(IVIM)序列等通過擴散成像，可提供更多微觀結構信息[3]，但目前IVIM在脊柱病變中應用較少。本研究旨在分析脊柱結核與脊柱轉移瘤患者IVIM指標變化并分析其診斷價值，以期為提高脊柱結核與脊柱轉移瘤的臨床診斷分辨效果提供一定的理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2015年8月至2019年3月經我院收治的23例脊柱結核和31例脊柱轉移瘤患者的臨床資料。脊柱結核組男性13例，女性10例。脊柱轉移瘤組男性17例，女性14例；原發腫瘤：肺癌14例、乳腺癌9例、食管癌3例、肝癌3例、結直腸癌1例、胰腺癌1例。所有患者均簽署MRI檢查知情同意書。本研究經我院醫學倫理委員會審核，并在其全程監督下進行。納入標準：入組患者(脊柱結核、脊柱轉移瘤)均經病理檢查確診[4]；脊柱結核患者具有典型的結核分支桿菌感染臨床表現[5]；臨床資料完整；無脊柱外傷史。排除標準：具有有創活檢、病變局部有手術治療史；脊柱腰骶部外傷患者；有幽閉恐懼癥等精神疾病，不能配合影像學檢查者；病灶椎體合并壓縮性骨折等；體內有金屬植入物。

1.2 影像學檢查方法檢查所用儀器為Philips公司生產的3.0T超導型磁共振掃描儀，選擇線圈包括全脊柱8通道相控陣表面線圈、腹部線圈。分別對患者進行常規序列MRI檢查及IVIM序列MRI檢查。常規序列MRI檢查包括矢狀位快速梯度回波序列T2WI(重復時間為2050ms，回波時間為125ms，回波鏈長度為21，矩陣為320×320)、軸位T2WI(重復時間為4000ms，回波時間為125ms，回波鏈長度為21，矩陣為160×160，層厚設置為4mm，層間距設置為1mm，視野為200mm×200mm)、快速自旋回波T1WI(重復時間為2000ms，回波時間為24ms，回波鏈長度為5，矩陣為320×224)以及短時間反轉恢復序列STIR(重復時間為2700ms，回波時間為50ms，回波鏈長度為17，矩陣設置為320×192，層厚設置為4mm，層間距設置為1mm，視野為280mm×280mm)。IVIM序列MRI檢查：重復時間為3529ms，回波時間為60ms，視野為280mm×340mm，層厚設置為5mm，層間距設置為0.5mm，矩陣為128×160，掃描時間為12min，b值分別為20、50、100、150、200、600、800、1000、1200、1500、1800以及2000s/mm2，平均信號數為2。觀察兩組MRI影像學表現情況，將IVIM序列MRI檢查原始圖像傳至工作站，由2名高年資影像專業醫師共同協商勾畫感興趣區，盡量包括病灶的實性成分，同時避開壞死部分，采用雙指數模型獲得代表純水分子的擴散運動的慢速擴散系數(ADCslow)、代表灌注相關的擴散系數的快速擴散系數(ADCfast)、代表快速擴散系數所占比例的快速擴散分數(FF值)。

1.3 統計學方法使用SPSS17.0統計軟件進行分析。計量資料，使用()來表示，組間各項指標差異比較使用獨立樣本t檢驗，計數資料以n(%)表示，通過χ2檢驗進行比較，與病理診斷的檢查結果的一致性比較使用配對χ2檢驗進行比較，并利用受試者工作特性曲線確定截斷值計算診斷的靈敏度、特異性、陽性預測值、陰性預測值和準確率，P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 病例累及錐體及分布情況23例脊柱結核患者共受累錐體45個，其中頸椎9個(20.00%)、胸椎19個(42.22%)、腰椎17個(37.78%)。31例脊柱轉移瘤患者共受累錐體51個，其中頸椎12個(23.53%)、胸椎25個(49.02%)、腰椎14個(27.45%)。

2.2 IVIM序列MRI對所有病例的檢查參數比較脊柱結核組顯著ADCslow低于脊柱轉移瘤組，有統計學意義(P<0.05)，而兩組ADCfast、FF值比較，差異不明顯(P>0.05)，差異無統計學意義(表1)。

表1 IVIM序列MRI對所有病例的檢查參數比較()

表1 IVIM序列MRI對所有病例的檢查參數比較()

2.3 MRI影像學表現情況比較脊柱結核的常規MRI顯示椎體骨質破壞較重，椎體形態失常，椎間隙明顯變窄，椎體信號不均勻，可有明顯椎旁膿腫。脊柱轉移瘤常MRI示椎體及附件均可受累，信號多樣。脊柱轉移瘤組骨質破壞類型為混合型以及病灶形態為類圓形的比例顯著高于脊柱結核組，病灶形態為梭形比例顯著低于脊柱結核組(P<0.05)，見表2。

表2 MRI影像學表現情況比較[n(%)]

2.4 IVIM序列MRI與常規序列MRI鑒別診斷脊柱轉移瘤和結核與病理診斷一致性比較IVIM序列MRI與常規序列MRI鑒別診斷脊柱轉移瘤和結核與病理診斷一致性比較，差異無統計學意義(P>0.05)，說明兩種檢查方法對鑒別診斷脊柱轉移瘤和結核均有一定的診斷價值，見表3。

表3 IVIM序列MRI與MRI鑒別診斷脊柱轉移瘤和結核與病理診斷一致性比較[n(%)]

2.5 兩種檢查方法診斷效能比較IVIM序列MRI檢查對脊柱轉移瘤和結核診斷的靈敏度、特異性、準確率均高于常規序列MRI檢查，其中IVIM序列MRI檢查準確率顯著高于常規序列MRI檢查，差異具有統計學意義(χ2=4.267，P=0.039)，見表4。

表4 兩種檢查方法診斷效能比較(%)

3 討 論

隨著MRI技術的不斷完善，MRI檢查的臨床應用率逐漸提高，多種新型序列的應用，如擴散峰度模型、IVIM模型等，大幅提高了其對組織病變的敏感性[6-8]。本研究對脊柱轉移瘤和結核患者應用常規序列MRI檢查及IVIM序列檢查，結果顯示，23例脊柱結核患者共受累錐體45個，其中頸椎9個(20.00%)，胸椎19個(42.22%)，腰椎17個(37.78%)。31例脊柱轉移瘤患者共受累錐體51個，其中頸椎12個(23.53%)，胸椎25個(49.02%)，腰椎14個(27.45%)，與張振顯等[9]的研究結果類似。進一步對其病變情況進行觀察，發現脊柱轉移瘤組骨質破壞類型為混合型以及病灶形態為類圓形的比例顯著高于脊柱結核組，病灶形態為梭形比例顯著低于脊柱結核組，說明脊柱轉移瘤椎體破壞情況比較復雜，且病灶形態也可作為與脊柱結核患者鑒別的參考依據。

IVIM基于雙指數模型，可以同時獲得灌注和擴散信息，既往在腦膠質瘤分級的診斷中具有較好的應用[10]。ADCslow、ADCfast、FF值均為IVIM序列參數，ADCslow為病變區域純水分子擴散系數，值越高說明水分子擴散快，細胞密度低，ADCfast可反映病變區域灌注相關擴散效應，ADCfast升高提示微循環越豐富，灌注分數FF值越高則說明血流灌注在水分子擴散中影響占比越高[11-12]。本研究結果顯示，脊柱結核組顯著ADCslow顯著低于脊柱轉移瘤組，而兩組ADCfast、FF值比較，差異不明顯，分析其原因為脊柱結核病理表現為干酪樣壞死，為特殊類型凝固性壞死[13]，脊柱轉移瘤組病變區域病理表現為腫瘤細胞惡性增殖可導致骨組織損傷，降低骨小梁數目及骨密度[14-15]，因此脊柱結核組水分子擴散更緩慢，ADCslow值更低。而組織血流灌注及血流灌注在水分子擴散中影響則無明顯差異，可能原因為脊柱轉移瘤及脊柱結核病變區域，細胞壞死及骨質破壞情況不一，本研究所選取的感興趣區，無法準確地體現組織血流灌注情況，IVIM具體指標輔助診斷鑒別脊柱轉移瘤及脊柱結核效果，有待進一步大樣本研究數據予以證明。

本研究結果還顯示，IVIM序列MRI與常規序列MRI鑒別診斷脊柱轉移瘤和結核與病理診斷一致性均較高，進一步對診斷價值進行分析，發現IVIM序列MRI檢查對脊柱轉移瘤和結核診斷的靈敏度、特異性、準確率均高于常規序列MRI檢查，其中IVIM序列MRI檢查準確率顯著高于常規序列MRI檢查，差異具有統計學意義。既往研究顯示IVIM在乳腺癌、前列腺癌等腫瘤性疾病中具有良好的應用[16-18]。本研究發現其在分辨脊柱轉移瘤和脊柱結核中診斷價值亦較高，可能原因為常規MRI序列并未考慮灌注因素對擴散信號的影響，而IVIM序列MRI檢測對生物組織內復雜的擴散信息的反映更為準確[19]。

綜上所述，MRI檢查可顯示脊柱轉移瘤和結核病理變化，其中IVIM序列MRI對脊柱轉移瘤和結核的鑒別診斷效能較高，值得臨床推廣應用。