IDEAL-IQ序列對女性腰椎骨質疏松癥的研究價值

耿長帥 趙瑞 ?，?金顥洋 王小月 雷杰

骨質疏松是臨床常見的一種內分泌疾病[1]，骨質疏松癥是以骨含量減少，骨微結構受損，骨強度降低，導致骨脆性增加、易發生骨折為特征的一種系統性骨代謝性疾病?；颊咭蚨喾N因素導致進行性骨質吸收超過沉積，致使骨轉換時出現異常情況，具有較高的病發率，其多發于老年患者?；疾『蟛粌H存在較大的痛苦，對日常生活也具有較大的影響，隨著社會老齡化趨勢的增長，骨質疏松癥的患者也隨之增多，女性患者的患病率增長速度更為顯著，其中圍絕經期女性更是高危人群[2]，骨質疏松癥不僅威脅著人們的健康和生活質量，也給社會帶來重大負擔，近年來受到社會的廣泛關注[3]。目前我國骨質疏松癥整體診治率較低[4]，因此加強對危險人群的早期篩查和診斷，有助于骨質疏松性骨折的防治。骨強度由骨量與骨質量兩部分組成，骨量能夠反映50%～70%的骨強度水平，骨質量反應的是骨質的生物力學特征，包含骨質結構、骨微損傷、骨代謝轉換等多個方面。WHO推薦雙能X線骨密度儀（dualenergy X—rayabsorptiometry，DXA）測量腰椎或股骨頸骨密度（bonemineral density，BMD）作為診斷骨質疏松癥的“金標準”[5]，該方法是利用二維投影技術，無法區分骨皮質和骨松質，且部分基層醫院開展較為困難，更重要的是BMD雖能反映60%～80%的骨強度但不能提供骨質量信息[5-6]，如何定量評估骨質量也成為當前研究的熱點，研究表明[7]，骨髓內紅、黃骨髓不斷轉換與骨骼重塑緊密相關，骨髓內脂肪含量能動態影響骨質量[8]，而且骨髓內脂肪含量的變化往往早于骨量變化。IDEAL-IQ技術一次掃描可以生成水像、脂像、同反相位、脂肪分數圖及R2*弛豫圖像，根據FatFrac圖可以定量測定脂肪含量，作為BMD的重要補充，IDEAL-IQ技術可以通過測量椎體脂肪含量，反映骨量變化，為骨質量的研究提供新的方向。基于此，研究擇60例圍絕經期女性，分析IDEAL-IQ序列的診斷價值，現報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2019年12月—2021年6月吉林省一汽總醫院同星期之內同時行腰椎骨密度和腰椎MRI平掃加IDEALIQ序列圍絕經期女性患者共計67例，同時需排除（1）脊柱側彎；（2）脊柱外傷史、脊柱腫瘤病史；（3）含有影響骨代謝疾病或服用影響骨代謝藥物史的；（4）放化療病史，67例病例中，其中有3例脊柱側彎，3例存在腰椎壓縮性骨折病史，1例為腰椎結核病史，排除上述7例病例最終本研究共納入病例60例，年齡50～75歲，依據WHO診斷標準按骨密度分為骨量正常組20例，骨量減少組20例，骨質疏松組20例。患者及家屬全面了解治療流程，且自愿簽署知情同意書；研究內容經院倫理委員會批準。

1.2 方法

MRI檢查：利用美國GE公司Creator 1.5T掃描儀進行檢查。協助患者采取仰臥位，線圈采用脊柱專用線圈，掃描序列為矢狀位常規T1WI、T2W1及IDEAL-IQ序列，橫軸位T2WI，具體參數如下，T1WI掃描參數：TR600 ms，TE12 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，FOV29 cm×29 cm，矩陣288X192，NEX2。T2WI掃描參數：TR2 500 ms，TE120 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，FOV29 cm×29 cm，矩陣288×192，NE×2。IDEAL-IQ序 列 掃 描 參 數：TR21 ms，TE7.5 ms，層厚5 mm，FOV29 cm×29 cm，矩陣160×160，NE×2，翻轉角度為3°，掃描時間為23 s。

圖像分析：2名具有10年以上診斷經驗的影像科主治醫師進行圖像分析與測量，使用GE公司ADW 4.6工作站，選擇IDEAL-IQ序列的FatFrac圖，使用Viewer功能，選擇L1-4椎體矢狀位正中層面進行勾畫長方形感興趣區（region of interest，ROI），ROI大小為30～40 mm2，ROI范 圍 的 選取盡量避開各椎體骨皮質、椎間盤及終板，測得L1-4椎體脂肪分數值，為了數據測量的準確性，每個椎體重復上述測量3次，取其平均值作為最終入組數據。

1.3 統計學方法

采用SPSS 25.0統計學軟件進行統計學分析，計量資料以（±s）表示。三組之間差異比較用單因素方差分析，每兩組之間比較采用Bonferroni多重比較，以P＜0.05為差異有統計學意義。采用Pearson相關分析評估BMD、FF值及年齡之間相關性。并采用受試者工作特征曲線檢驗FF值對骨質疏松的診斷效能。

2 結果

2.1 組間各個指標比較

正常骨量組、低骨量組和骨質疏松組三組平均年齡分別為（52.67±4.51）歲、（55.35±6.30）歲、（61.27±5.75）歲，骨質疏松組平均年齡明顯高于正常骨量組及低骨量組，低骨量組年齡高于正常骨量組，且差異均有統計學意義（P=0.000）；三組椎體FF值分別為（36.46±7.25）%、（43.74±7.51）%、（48.52±6.50）%，骨質疏松患者的FF值顯著高于正常組和低骨量組，低骨量組患者FF值高于正常骨量組，經單因素ANOVA檢驗組間比較及Bonferroni多重比較差異均有統計學意義（P＜0.001），見表1、2。

表1 正常骨量組、低骨量組及骨質疏松組T值及FF值比較 （±s）

表1 正常骨量組、低骨量組及骨質疏松組T值及FF值比較 （±s）

2.2 相關性分析

椎體脂肪分數與年齡結果為正相關（r=0.610，P=0.000）；椎體脂肪分數、年齡和L1-4骨密度呈負相關（r=-0.468，P=0.000）、（r=-0.447，P=0.002），數據見表3。

表2 正常骨量組、低骨量組及骨質疏松組FF值兩兩比較（Bonferroni法）（%， ±s）

表2 正常骨量組、低骨量組及骨質疏松組FF值兩兩比較（Bonferroni法）（%， ±s）

表3 椎體脂肪分數、年齡及骨密度相關性分析

3 討論

隨著年齡的增長，機體能力不斷退化，在面對意外事件時，反應較為遲緩，且對自身平衡維持能力較弱，因此造成椎體骨質疏松的機會較多。骨質疏松患者在患病后主要特點便是單位體積內骨組織量減少，骨質疏松患者臨床主要表現出骨痛、固體縮短等問題，因此對骨質疏松患者采取有效診斷措施干預，可以降低患者并發癥發生率，改善骨密度。腰椎骨質疏松容易導致椎體骨折，時刻威脅著人類的健康安全，已經引起社會廣泛關注，骨質疏松多見于中老年患者，尤其是圍絕經期女性患者最為常見。相關文獻報道[9]，40歲以上女性大多處于低BMD狀態，骨量減少率為38%，骨質疏松癥發生率為4%。圍絕經期婦女出現卵巢功能衰退，導致內分泌失調，雌激素水平下降，當雌激素水平下降時，無法抑制下丘腦與垂體，垂體分泌促卵泡激素量增加，雌二醇生成減少。高水平的FSH與低水平的E2可加速骨丟失，是導致圍絕經期女性發生骨質疏松癥的根本原因[10]。

圍絕經期婦女腰椎骨質情況的準確評價對疾病及時預防和治療起到至關重要的作用，評價腰椎骨質情況的方法有很多，傳統影像學方法是使用DXA測量BMD來評估骨量，該方法是利用二維投影技術，無法區分骨皮質和骨松質，BMD雖能夠反映一定骨強度水平，但是無法評價骨質量。僅使用BMD評估骨質疏松骨骼生物力學改變是不全面的，將遺漏50%以上潛在發生骨質疏松性骨折患者。定量計算機斷層掃描（quantitative computed tomography，QCT）因其輻射劑量大，不適宜長期監測，且該方法也不能提供骨質量信息，不能全面、準確評估骨強度。在骨質疏松的進展過程中，骨量的變化滯后于骨髓脂肪的變化， 脂肪組織在骨質疏松的發病機制中占有重要地位，因此，定量測定骨髓內脂肪含量，可以作為一個評價骨質量的潛在生物學指標。近年來，MR在脂肪定量中評價骨質的價值得到廣泛關注，應用較廣的是磁共振波譜（magnetic resonance spectrum，MRS）技術、IDEALIQ技術。MRS技術定量分析脂肪含量較為成熟，在MRI脂肪定量技術中被認為是參照金標準，但該技術波譜曲線復雜、后處理操作繁瑣，最重要的是無法同時掃描多個椎體，掃描時間過長，患者難以接受，因此不適合用于臨床工作中。IDEAL-IQ技術的出現很好的彌補了既往影像檢查只能評估骨量而不能評估骨質量的短板，該技術是全新的一種精準定量評估脂肪的技術，一次掃描同時獲得FatFrac圖與R2*弛豫圖像，可以評估骨髓FF和腰椎鐵含量，反映骨量變化。

目前，利用IDEAL-IQ技術，測量椎體FF對骨質疏松研究的較多，但多數年齡跨度比較大，對特定人群尤其是圍絕經期女性這類骨質疏松高發人群的研究并不多，本研究通過對圍絕經期女性的BMD分為骨量正常組、骨量減少組和骨質疏松組，測得FF值分別為（36.46±7.25）%、（43.74±7.51）%、（48.52±6.50）%，骨質疏松組FF值明顯高于正常組和減低組，組間比較均有統計學意義。徐良洲等[11]通過IDEAL-IQ技術對16名正常志愿者及24例骨質疏松患者進行研究，結果表明骨質疏松患者的骨髓脂肪含量為（52.39±5.09）%，而對照組為（41.57±9.24）%，骨質疏松患者的骨髓脂肪含量顯著高于正常對照組，與本文研究結果一致。經由研究后可知[12-13]，患者腰椎椎體脂肪含量與其骨密度表現為負相關作用。經相關性分析發現，年齡是影響骨質疏松發生的重要因素，年齡與L1-4骨密度呈負相關（r=-0.447，P=0.002），年齡越大，BMD越低，這是因為隨著女性年齡的增加，胃腸道對食物中鈣、磷等物質質的吸收變差，繼而發生骨質疏松風險升高。另經相關分析發現年齡和FF值呈正相關（r=0.610，P=0.000），在查閱相關文獻后可知，機體骨骼和脂肪之間存在相互調節的關系，當骨髓脂肪含量在不斷提高后，便會使機體骨細胞生成數量減少，從而導致患者出現骨質疏松問題[14]。骨髓有紅骨髓和黃骨髓兩部分組成，紅骨髓由40%脂肪、40%水及20%蛋白質構成，而黃骨髓主要由脂肪構成，占比80%。從嬰兒到成人再到老年，二者所占比例處于動態變化中，紅骨髓逐漸向黃骨髓轉化，隨著年齡增長黃骨髓占主導地位，骨髓內脂肪含量隨之增加，與本研究結論相符。本研究通過IDEAL-IQ技術中的脂肪定量對圍絕經期女性腰椎骨質疏松癥做了相關性研究，除了脂肪定量分析外IDEAL-IQ技術還包含另一項鐵含量定量分析技術即R2*，骨髓鐵含量對骨質疏松癥的相關分析會在今后的工作中加以補充。

此文研究結果認為，DEAL-IQ技術定量分析圍絕經期女性腰椎椎體FF值有助于評價骨強度，對于椎骨質疏松早期診斷有重要作用，作為BMD的重要補充，IDEAL-IQ技術是一種新型的無創的影像學檢查方法，可以準確快速的測量各椎體骨髓內脂肪含量，反映骨量變化，為骨質疏松患者的影像評估及診斷提供了一個全新方法。