IDEAL-IQ 序列對(duì)成人腰椎骨髓脂肪含量的研究?jī)r(jià)值

葉佩佩，黃熒熒，陳少卿，何家維

骨質(zhì)疏松是引起腰痛的主要原因之一，常導(dǎo)致椎體骨折。有研究表明骨髓脂肪含量與骨質(zhì)疏松密切相關(guān)[1-3]。一種新的MRI 技術(shù)，定量非對(duì)稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離序列（IDEAL-IQ）可定量評(píng)估椎體骨髓脂肪含量（bone marrow fat，BMF），然而多數(shù)研究只評(píng)估L1～L4椎體BMF 與年齡及性別的差異，缺乏準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性[4-6]。本研究采用IDEAL-IQ 技術(shù)測(cè)量腰椎BMF，觀察其變化情況，分析其在性別、年齡間的差異，掌握其好發(fā)人群及年齡段，對(duì)及早治療和預(yù)防骨質(zhì)疏松引起的脊柱骨折有重要意義，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究為前瞻性研究，收集2017 年7 月至2019 年11 月的志愿者共133 名，納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡在18 ～80 周歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）雙下肢不等長(zhǎng)；（2）脊柱側(cè)凸、先天性脊柱發(fā)育畸形、重大外傷病史；（3）髖、膝關(guān)節(jié)有疾病史；（4）既往有胸腰椎骨折病史、脊柱相關(guān)性手術(shù)或放療者；（5）腰椎椎體腫瘤和感染性病變?nèi)缃Y(jié)核；（6）風(fēng)濕免疫疾病史如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、強(qiáng)直性脊柱炎、骨性關(guān)節(jié)炎等；（7）糖尿病和全身性代謝性骨病所致的病理性骨質(zhì)改變病史，除外骨質(zhì)疏松癥；（8）有幽閉恐懼癥、孕婦、MRI檢查禁忌者；（9）MRI 圖像質(zhì)量差。133 名志愿者中，排除2名因有脊柱相關(guān)性手術(shù)，3 名糖尿病病史，1 名幽閉恐懼癥者，1 名腰椎椎體腫瘤，8 名MRI圖像質(zhì)量差。最終納入該研究共計(jì)118 名。MRI 檢查前，收集和記錄志愿者的一般情況資料，如姓名、體質(zhì)量、年齡、性別、職業(yè)、身高及月經(jīng)情況等。本研究獲得溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均同意參加本研究并簽署書面知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 磁共振掃描方法 所有研究對(duì)象均行MRI掃描，檢查設(shè)備為3.0T 全身磁共振掃描儀（Discovery 750，GE Healthcare，US），采用8 通道脊柱相控陣線圈行腰椎MRI 檢查，采取仰臥位行腰椎的常規(guī)序列掃描和矢狀位IDEAL-IQ 序列掃描。矢狀位IDEALIQ 序列掃描參數(shù)：翻轉(zhuǎn)角3 °，掃描層厚10 mm，TE 1.0 ms，TR 6.4 ms，帶寬868 Hz，視野35 cm×35 cm，激勵(lì)次數(shù)為1，矩陣160×160，掃描時(shí)間為67 s。

1.2.2 IDEAL-IQ 腰椎骨髓脂肪含量百分比測(cè)定將IDEAL-IQ 掃描脂肪分?jǐn)?shù)圖傳入AW4.6 工作站，選取經(jīng)各腰椎椎體的正中心圖像，在每個(gè)研究對(duì)象的L1～L5椎體上手動(dòng)放置橢圓形的感興趣區(qū)（ROI）至椎體中心，避開椎體血管、骨皮質(zhì)、骨贅、椎間盤以及椎緣的軟骨終板，勾畫最佳的ROI，系統(tǒng)可自動(dòng)生成根據(jù)所畫ROI 產(chǎn)生骨髓脂肪分?jǐn)?shù)（FF）值。任一椎體的FF 值測(cè)定均由兩名有2 年以上年資的影像科醫(yī)師進(jìn)行獨(dú)立操作，取這2 次測(cè)的平均值作為這一椎體的FF 值，見圖1。

圖1 IDEAL-IQ 序列的4 種不同圖像

1.3 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，多組比較采用單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料采用2檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Spearman 相關(guān)分析；通過計(jì)算兩個(gè)測(cè)量者之間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評(píng)估觀察者間測(cè)量結(jié)果的可信度。P ＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況資料 本研究共納入118 名志愿者，共590 個(gè)椎間盤和590 個(gè)椎體。所有受試者按年齡分為5 組，各年齡組性別、年齡和體質(zhì)量指數(shù)（BMI）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＞0.05），見表1。

表1 一般資料情況

2.2 不同性別不同年齡組同一椎體FF值比較 腰椎椎體FF 值測(cè)定的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.969（95%CI：0.966 ～0.972）（P ＜0.05），可認(rèn)為兩測(cè)量者之間可信度良好。＜40 歲、40 ～49 歲年齡段中男女L1～L5椎體FF值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意（均P＜0.05），且男性椎體FF 值偏大。在50 ～59 歲年齡段中男性L1～L5椎體FF 值均高于其他組，而女性L1～L5椎體FF值隨年齡增大逐步增長(zhǎng)，且從50 ～59 年齡段開始FF 值漲幅增大。采用Bonferroni 事后比較檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)50 ～59 年齡段和≥60 歲年齡段間女性各腰椎FF值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表2及圖2。

表2 不同性別不同年齡組同一椎體FF 值比較

圖2 4 名腰痛的受試者腰椎椎體的FF 圖

2.3 FF 值與性別、年齡的相關(guān)性分析 男性組、女性組的腰椎FF 值與年齡均呈正相關(guān)（r=0.37、0.73，均P ＜0.05）。

3 討論

本研究通過IDEAL-IQ 技術(shù)獲得腰椎FF 圖，測(cè)量L1～L5椎體的FF 值，分析與年齡和性別的相關(guān)性。本研究結(jié)果顯示男女間在50 歲以前椎體FF 值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05），且男性的椎體BMF 高于女性，50 歲以后男女差異不大。骨髓脂肪細(xì)胞與成骨細(xì)胞均來源于髓腔間充質(zhì)細(xì)胞（mesenchymal stromal cells，MSCs），MSCs向兩者分化受多種因素影響，比如雌激素，其在一定程度上可以抑制向成骨細(xì)胞分化，甚至促進(jìn)髓腔的脂肪化，在脂質(zhì)代謝中起調(diào)節(jié)作用，影響椎體BMF。有研究也表明圍絕經(jīng)期及絕經(jīng)期女性由于雌激素驟然急速下降，導(dǎo)致骨髓脂肪轉(zhuǎn)化速度急劇上升，女性腰椎BMF 明顯增加，而男性雌激素處于持續(xù)性減低的穩(wěn)定狀態(tài)[7]，這就有可能導(dǎo)致女性絕經(jīng)期前椎體BMF低于男性，絕經(jīng)后兩者無顯著差異；上述結(jié)果與陳慧瑩等[8]研究結(jié)果相似，認(rèn)為影響腰椎BMF 的因素有很多，除了年齡因素和雌激素水平，也與BMI 及內(nèi)臟脂肪（VAT）相關(guān)。

無論男性還是女性，腰椎BMF均隨著年齡增大而增長(zhǎng)，并與雌激素水平關(guān)系密切，這已被較多研究發(fā)現(xiàn)[8-10]，也與本研究結(jié)果一致。然而女性一生中雌激素水平變化幅度大，男性則相反，因此在控制年齡因素后女性的相關(guān)性強(qiáng)于男性。另反映出女性影響椎體BMF 的主導(dǎo)效應(yīng)是雌激素，而男性在50 ～59年齡段中其椎體FF值最高，與60 歲后椎體FF值并無顯著差異，更加說明椎體BMF不光與雌激素及年齡因素有關(guān)。張?chǎng)螡萚11]認(rèn)為椎體骨髓脂肪含量與VAT相關(guān)性最強(qiáng)，老年人代謝率下降，活動(dòng)量少，VAT增加。但也與文獻(xiàn)[4]研究結(jié)果不一致，這需要進(jìn)一步研究分析。

本研究存在一定局限性。首先，本研究樣本量較小，特別是≥60 歲的老年人，需要多中心、大樣本對(duì)研究結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證。其次，未能結(jié)合DTI 成像、DWI 成像等其他定量MRI 技術(shù)進(jìn)行對(duì)比研究。

綜上所述，IDEAL-IQ技術(shù)作為一項(xiàng)無創(chuàng)手段可以定量評(píng)價(jià)腰椎骨髓脂肪的浸潤(rùn)情況，動(dòng)態(tài)掌握椎體BMF變化，對(duì)老年人特別是女性防治骨質(zhì)疏松癥有重要參考價(jià)值。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突