椎间盘退变的磁共振成像研究

发布时间：2020-09-09 15:07

　　 研究背景 在我国,人口老年化的趋势比发达国家还要迅猛,退变性疾病在疾病谱的构成中占的比率越来越高。流行病学研究表明,椎间盘退变的发病率已从最初的12%上升到35%,而其中约10%的患者会丧失正常生活能力。 由于椎间盘退变的发病机制复杂,起病状态多样,目前尚缺乏一种客观的、无创伤性的方法评价活体椎间盘的生理状态及退变程度。常规的磁共振成像能很好显示椎间盘形态及信号的改变,椎间盘膨出、突出及脱出方向、部位及其与硬膜囊、马尾神经、腰神经根的关系。但随着磁共振成像技术的发展,影像学诊断已不再单纯从形态学变化评价椎间盘退变。磁共振增强扫描和磁共振弥散成像可更早期、更细微评价椎间盘退变及其病理过程,从而指导临床从椎间盘微结构及其生化功能水平进行治疗和预防。 磁共振增强扫描能够为发现病变提供更多信息,在各个系统疾病诊断及鉴别诊断中发挥重要作用,但国内外椎间盘的磁共振增强扫描鲜有报道。磁共振弥散加权成像是目前唯一能在活体上测量水分子扩散的无创性技术手段,通过检测组织内水分子的运动状态来反映组织的结构特点。磁共振弥散张量成像利用水分子在生物体各组织内弥散的各向异性进行纤维追踪,使组织微结构更加精细显示,可以评价规律排列的组织结构的完整性,在神经系统应用广泛。本课题通过对椎间盘的磁共振增强研究及椎间盘DWI和DTI成像定量分析椎间盘退变过程中微结构变化,进而更好地判断椎间盘血管化、髓核脱水、纤维环断裂与椎间盘退变之间的关系。 第一部分椎间盘退变的磁共振增强研究 目的 运用MRI增强扫描评价椎间盘退变、终板断裂与椎间盘血管化之间的关系。 材料和方法 71例受检者,年龄均20岁,有或无腰腿痛。所有受检者均无脊柱手术史、无外伤、感染和肿瘤病史。无脊柱畸形。无心脏起搏器、恐惧幽闭症、严重的心肺疾病等磁共振扫描禁忌。经患者同意并取得患者配合,根据椎间盘Pm分级和终板变形对71例376个椎间盘的磁共振平扫和增强扫描进行对照研究。采用GE SIGNA EXCITE 1.5T超导型MR成像仪及脊柱表面线圈,脊柱平扫和增强扫描。平扫采用快速自旋回波(FSE)脉冲序列,矢状面:T1WI:TR450ms,TE12ms,T2WI:TR3500ms,TE110ms,层厚4mm,扫描野FOV30cm,距阵:320×224;增强扫描:按0.1mmol/kg体重肘静脉注入GD-DTPA,注药后2分钟行T1WI矢状面和冠状面扫描,扫描参数和层厚同上。 结果 376个椎间盘,220个发生不同程度及不同形态强化,强化率为58.51%。PmⅠ级13个,强化0个;Ⅱ级73个,强化17个,强化率23.29%;Ⅲ级178个,强化107个,强化率60.11%;Ⅳ级93个,强化78个,强化率83.87%;Ⅴ级19个,强化18个,强化率94.74%。终板断裂型164个,强化140个,强化率85.37%;终板完整型212个,强化80个,强化率37.74%。Pm分级和终板形态改变均与椎间盘血管化关系密切,统计学检验,p均0.005。 结论 磁共振增强扫描可直观可靠地诊断退变椎间盘的血管化,进而判断椎间盘退变、终板断裂与椎间盘血管化关系密切。 第二部分椎间盘退变的磁共振弥散加权成像和弥散张量成像研究 目的 运用磁共振弥散加权和弥散张量成像技术定量分析椎间盘退变,观察椎间盘退变微结构变化,以期对椎间盘早期退变进行定量诊断。 材料与方法 采用GE SIGNA EXCITE 1.5T超导型MR成像仪及脊柱表面线圈,对88例对象分别行脊柱常规扫描(矢状面T1WI、T2WI和横断面T2WI)和弥散加权(DWI,横断面及矢状面)、弥散张量(DTI,横断面)扫描。其中DTI组428个椎间盘,DWI矢状面430个椎间盘,DWI横断面组408个椎间盘。脊柱常规扫描采用快速自旋回波(FSE)脉冲序列,弥散成像采用平面回波(EPI)脉冲序列。根据正中矢状面T2WI椎间盘形态及信号变化进行Pm分级I～V级。在ADW4.2后处理工作站使用Function tool图像处理软件对图像进行后处理。对DTI横断面、DWI横断面及矢状面的每个椎间盘分别手动画出感兴趣区,分别测量其信号强度、平均扩散率(Mean diffusivity,MD;MD=average DC)及FA值(Fractional anisotropy),ADC值(Apparent DC),同时获得伪彩图,并使用Fiber tragraphy示踪技术获得椎间盘纤维束成像图。 结果 1、磁共振弥散张量成像:磁共振弥散张量成像可显示椎间盘退变微结构变化,MD值及FA值可定量评价椎间盘退变。Fiber tragraphy示踪技术可显示椎间盘纤维环在椎间盘不同退变阶段的形态及结构变化。 ①对428个椎间盘行DTI横断面扫描,其中,Pm分级I级0个;II级164个,MD值中位数Md1.23×(10-9 mm2/s),四分位间距Q?～Q? 1 1.50～13.20×(10-9mm2/s);FA值中位数Md0.31,四分位间距Q?～Q? 0.29～0.35;III级142个,MD值中位数Md1.11×( 10-9 mm2/s),四分位间距Q?～Q ? 1.02～1.19×(10-9 mm2/s),FA值中位数Md0.36,四分位间距Q?～Q? 0.34～0.38;IV级72个,MD值中位数Md0.76×(10-9 mm2/s),四分位间距Q?～Q? 0 .67～0.92×(10-9 mm2/s),FA值中位数Md0.46,四分位间距Q?～Q ? 0.41～0.52;V级50个,MD值中位数Md0.52×( 10-9 mm2/s),四分位间距Q?～Q? 0.45～0.74×(10-9 mm2/s),FA值中位数Md0.60,四分位间距Q?～Q ? 0.49～0.66。经Kruskal-Wallis秩和检验,p0.05,有统计学意义。 ②根据Fiber tracking椎间盘纤维环成像图是否完整、对称进行分型,共3型。分别对不同类型纤维环的MD值、FA值及Pm分级进行统计学分析。完整型135个,MD值中位数Md1.24×(10-9mm/s2),四分位间距Q?～Q? 1.15～1.32×(10-9mm/s2),FA值中位数0.32,四分位间距Q?～Q ? 0.29～0.35;杂乱型195个,MD值1.11×(10-9mm/s2),四分位间距Q?～Q ? 0.99～1.20×(10-9mm/s2),FA值0.35,四分位间距Q?～Q ? 0.33～0.38;团块型98个,MD值0.63×(10-9mm/s2),四分位间距Q?～Q ? 0.50～0.77×(10-9mm/s2),FA值0.54,四分位间距Q?～Q? 0.46～0.62。各型之间MD、FA中位数及四分位间距行Kruskal-Wallis秩和检验,p均0.05,具有统计学意义。 ③以MD值=11.5×10-9 mm2/s作为评价椎间盘状态的界值,其特异度74.07%,灵敏度75.09%;以FA=0.35作为评价椎间盘状态的界值,其灵敏度69.62%,特异度74.07%。 2、磁共振弥散加权矢状面成像:共430个椎间盘行DWI矢状面扫描,Pm分级I级0个,II级166个,其ADC值中位数Md1.15×10? 3mm2/s,四分位间距Q?～Q?1.06～1.24×(10? 3mm2/s);III级146个,其ADC值中位数Md1.02(×10? 3mm2/s),四分位间距Q?～Q?0.93～1.12×(10 ?3 mm2/s);IV级69个,其ADC值中位数Md0.77(×10? 3mm2/s),四分位间距Q?～Q?0.62～0.92×(10 ? 3mm2/s);V级49个,其ADC值中位数Md0.63(×10 ? 3mm2/s),四分位间距Q?～Q?0.45～0.78(×10 ?3 mm2/s)。经Kruskal-Wallis秩和检验,p0.05。以ADC=1.05×10? 3mm2/s作为评价椎间盘状态定量指标,其灵敏度73.48%,特异度75.30% 3、磁共振弥散加权横断面成像:共408个椎间盘行DWI横断面扫描,Pm分级I级0个,II级156个,其ADC值中位数Md1.20×10 ? 3mm2/s,四分位间距Q1Q21.07～1.30×(10? 3mm2/s);III级132个,其ADC值中位数Md1.02(×10? 3mm2/s),四分位间距Q1～Q20.89～1.13×(10 ?3 mm2/s);IV级68个,其ADC值中位数Md0.61(×10? 3mm2/s),四分位间距Q1～Q20.50～0.76×(10? 3mm2/s);V级47个,其ADC值中位数Md0.42(×10? 3mm2/s),四分位间距Q1～Q2.32～0.57(×10? 3mm2/s)。经Kruskal-Wallis秩和检验,p0.05。以ADC=1.04×10? 3mm2/s时作为评价椎间盘状态的界值,其灵敏度76.11%,特异度80.13%。 结论 磁共振弥散张量及弥散加权成像可定量评价椎间盘退变程度,Fiber Tracking示踪技术可显示不同退变程度椎间盘纤维环水分子运动情况及纤维环结构是否完整。
【学位单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：R445.2;R681.53
【部分图文】：

图 1 椎间盘终板区强化：注射造影剂后 2 分钟行 T1WI 矢状点状强化（图 a 箭头）、线样强化（图 b 箭头）、片状强化（图d 箭头)。2、椎间盘边缘强化共 110 例，表现为从椎间盘前缘或后缘向内部延状、线状高信号影（图 2）。

图 2 椎间盘周围强化，注射造影剂后 2 分钟行 T1WI 矢状面状、线状强化(图 a、b 箭头)，前缘点状、线样强化（图 c、3、混合型强化共 20 例，表现为椎间盘的多处强化，椎间盘边缘和终大片状强化（图 3）。

图 2 椎间盘周围强化，注射造影剂后 2 分钟行 T1WI 矢状面状、线状强化(图 a、b 箭头)，前缘点状、线样强化（图 c、3、混合型强化共 20 例，表现为椎间盘的多处强化，椎间盘边缘和终大片状强化（图 3）。

【参考文献】

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1 赵凤龙;杨育生;马遇伯;孟庆刚;于永华;;退变椎间盘中新生血管与VEGF、bFGF表达的关系及意义[J];哈尔滨医科大学学报;2006年06期

2 王洪波;陈焱君;吴泽文;肖林;;MR扩散张量成像在腰椎间盘病变中的临床价值[J];中国临床医学影像杂志;2010年02期

3 郝淑彬;范洪毅;;腰椎间盘突出症的CT及MRI评价[J];实用医技杂志;2007年04期

4 王娟;周义成;夏黎明;王承缘;朱文珍;;使用ADC值评估正常及退变腰椎间盘的初步研究[J];医学影像学杂志;2006年10期

5 龙厚清,陈晓亮,胡有谷;基质金属蛋白酶与腰椎间盘退变的关系[J];中国矫形外科杂志;2000年04期

6 ;PRELIMINARY STUDY OF FEASIBILITY OF WHOLE BODY DIFFUSION WEIGHTED IMAGING IN DIAGNOSIS OF METASTASIS OF TUMOR[J];Chinese Medical Sciences Journal;2008年03期

7 曾洪武;王培军;;磁共振扩散加权与弥散张量成像原理分析及比较[J];中国医学影像技术;2005年12期

本文编号：2815128