氢质子MR波谱、弥散成像与腰椎定量CT骨密度测量的相关性研究

发布时间：2019-03-11 16:53

【摘要】：目的:探讨腰椎椎体氢质子MR波谱(1H-MR spectroscopy，MRS)各测量值及弥散加权成像(Diffusion weighted imaging,DWI)表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值与定量CT(quantitative computedtomography, QCT)所测骨密度(bone mineral density, BMD)值的相关性，观察各测量值与年龄、绝经前后及不同性别间的变化关系。方法：2012年11月-2013年5月于河北医科大学第三附属医院脊柱外科门诊因腰腿痛行腰椎MR检查的124例患者，分别行QCT和MRS及DWI检查。入选标准：(1)无内分泌、代谢性疾病；(2)未服用激素类等对骨代谢影响的药物；(3)无肿瘤及放疗、化疗、手术史及椎体骨折史；（4）没有MRI检查禁忌如起搏器、支架、体内有金属植入物等；(5)无BMD检查禁忌，如近期未做消化道及同位素检查。（6）MR检查椎体无形态及信号异常。男49例（20-82岁,平均52.9±16.6岁），女75例（21-90岁,平均55.6±15.7岁）。20-40组29例（男15例，女14例），41-60组48例（男17例，女31例），60岁以上组47例（男17例，女30例）。女性绝经前23例；绝经后52例。每位受试者均签署知情同意书。首先对患者进行腰椎MR检查，采用德国Siemens公司3.0T VERIO磁共振机，先行常规矢状位T2WI、T1WI和横轴面T2WI扫描，用于排除可影响MRS、DWI及QCT测量的椎体病变。MRS扫描采用单体素点解析波谱（pointresolved spectroscopy，PRESS）序列进行腰2-4椎体扫描，波谱分析采用本机自带波谱分析软件Syngo Spectroscopy，对水峰和脂峰进行拟合，其中水峰位置在4.7ppm，脂峰主要在1.3ppm左右。使用拟合得到的水峰和脂峰的峰下面积计算脂水比(Lipid water ratio，LWR)、脂肪分数(Fatfraction,FF%），LWR=Ifat/Iwater；FF=Ifat／(Ifat+Iwater)×100％(Ifat脂肪信号的峰下面积；Iwater水信号的峰下面积)，脂峰（Fat peak line width, LW）及水峰(Water peak line width, LW)。腰椎矢状位DWI扫描采用自旋回波单次激发回波平面成像序列（spin-echo single-shot echo-planar imagingsequence），b值选用0和600s/mm2，在自动生成的ADC图上测量腰2-4椎体ADC值，每个椎体测量三次取平均值。QCT检查应用德国Siemens公司sensation16层螺旋CT，并结合美国Mindways公司提供的5柱形标准体模，用美国Mindways公司生产的QCTPRO软件分析，得到腰2-4椎体骨密度值。骨密度分组标准应用国际临床骨密度协会（ISCD）2007年认定的诊断标准,骨量减低BMD阈值为120mg/cm3(相当于DXA T值=-1.0SD)，骨质疏松BMD阈值为80mg/cm3(相当于DXA T值=-2.5SD)，，分为骨密度正常组、骨量减低组及骨质疏松组。分析LWR、FF%、脂峰LW、水峰LW和ADC值在各骨密度组的差异及与BMD的相关性。结果：骨密度正常组：男22例(20-76岁,平均45.5±16.9岁)，女26例(21-65岁,平均39.6±12.6岁)；骨量减低组：男17例(26-72岁,平均53.1±13.5岁)，女21例(41-90岁,平均62.5±9.9岁)；骨质疏松组：男10例(57-82岁,平均68.9±6.9岁)，女25例(50-84岁,平均65.0±9.1岁)。1各年龄组差异：（1）随年龄增长,男女两组骨密度均逐渐降低，且男女FF及LWR均逐渐增加，女性ADC值逐渐降低，女性水峰LW逐渐增加。(2)男性组中只有LWR及FF在41-60岁与60岁以上组有显著性差异，水峰LW、脂峰LW及ADC各组无显著性差异。（3）女性组LWR、FF、水峰LW及ADC值表现为20-40岁组与41-60岁组LWR、FF、ADC值有显著性差异，20-40岁组与60岁以上组LWR、FF、水峰LW、ADC值有显著性差异，41-60岁与60岁以上组，仅ADC值有显著性差异。2不同骨密度组差异：（1）男性骨质疏松组比骨密度正常组FF%增加(32.80±20.60%vs.17.05±10.47%)，但各组间LWR、脂峰LW、水峰LW与ADC值无显著性差异。（2）女性骨密度正常组LWR（0.150±0.15）、FF (11.62±9.1)%、脂峰LW (48.4±12.2HZ)、水峰LW (66.3±9.8HZ) ADC(0.45±0.13)×10-3mm2/s与骨量减少组LWR （0.331±0.25）、 FF(22.76±11.11)%、脂峰LW （57.6±11.3HZ）、水峰LW(75.6±5.8HZ）ADC(0.302±0.07)×10-3mm2/s及骨质疏松组LWR（0.433±0.33）、FF(27.16±12.63)%、脂峰LW（56.2±14.9HZ）、水峰LW（77.6±4.8HZ）ADC(0.287±0.05)×10-3mm2/s有显著性差异。3不同性别差异：男性各骨密度组LWR及脂峰LW高于女性；男性骨密度正常组及骨质疏松组FF%高于女性，只有骨量减少组女性稍高于男性；骨密度正常及骨量减少组女性ADC值高于男性，骨质疏松组低于男性。骨密度正常组中，不同性别LWR、水峰LW及ADC有显著性差异，骨量减少组及骨质疏松组男女两组没有显著性差异。4女性绝经前后差异：绝经前、后组LWR、FF%、水峰LW、脂峰LW与ADC值均有显著性差异。在正常骨密度组中，绝经前（22例）及绝经后（4例）LWR、FF、水峰LW及脂峰LW无显著性差异。5. MRS及DWI与BMD的相关性：(1)男性FF%、LWR、脂峰LW、水峰LW及ADC值与BMD均无相关性，LWR与ADC无相关性。（2）女性LWR、FF、水峰LW、脂峰LW与BMD呈负相关，相关系数分别为-0.641、-0.639、-0.524、-0.272。ADC与BMD呈正相关，相关系数为0.545。结论：功能性磁共振成像(MRS、DWI)相关测量值与QCT所测得的BMD有很好的相关性，可从骨髓脂肪组成、分子运动水平研究骨质疏松的病理生理变化，对骨质疏松进行无创性定量评估。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R445.2;R580

【引证文献】