多b值DWI序列扩散系数值在良恶性椎体压缩骨折的诊断价值

齐 鑫，宁 燕，黄 维，张庆娟，王建秋

(四川省宜宾市第一人民医院 a.放射科；b.老年病科；c.肿瘤科；d.感染科，四川 宜宾 644000)

椎体压缩骨折系骨折疏松、骨病、骨结核、恶性原发性肿瘤或转移瘤等因素导致的椎高度低于相邻正常锥体，是腰背部长期疼痛的重要原因之一，并具较高致残率，为患者生活质量，增加个人及社会负担[1]。虽典型骨质疏松或恶性肿瘤、转移瘤所致锥体压缩性骨折鉴别难度不大，但部分压缩性锥体骨折无明显外伤史、肿瘤病史，其临床症状、影像学征像均无特异性表达，难以有效鉴别椎体压缩性骨折原发疾病，明确椎体压缩骨折的良恶性[2]。MRI弥散加权成像(DWI)系基于组织内水分子布朗扩散运动反应组织特性的影像学辅助手段，其不仅在脑缺血疾病中发挥优势诊断价值，近年来也逐渐应用至其他脏器病变，研究指出，不同病变性质的椎体压缩骨折或可呈不同信号强度、不同表观扩散系数(ADC)表达，但ADC值又受扩散敏感系数(b值)影响[3]。鉴于当前国内外关于不同b值条件下ADC值对良恶性椎体压缩骨折的诊断效能研究类报道少见，本研究采集病例拟寻求最优化b值，进一步补充及完善良恶性椎体压缩骨折的临床诊断，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料2015年7月至2018年4月在我院行DWI检查的90例椎体压缩性骨折患者，按手术病理或临床最终诊断结果分为良性组(n=46)和恶性组(n=44)，良性组男27例，女19例，年龄27～80岁[(50.81±11.22)岁]，外伤性椎体压缩骨折15例，骨质疏松性椎体压缩骨折31例；恶性组男24例，女20例，年龄25～79岁[(51.37±10.69)岁]，多发骨髓瘤4例，转移瘤40例。

1.2 方法DWI检查设备型号为飞利浦公司的3.0 T PHILIPS Achieva扫描仪，配备15通道相控脊柱线圈。先行MRI常规扫描，对病变位置进行明确，再行SSE-EPI序列扫描，扫描参数如下：TR 2800 ms、TE 57 ms、矩阵128×128、FOV 280 mm×280 mm，层厚4 mm，层间距0 mm，NEX 4次，层数9层，b值取300、400、500、600、700、800。

1.3 影像分析不同b值条件下，基于病变椎体、周围正常椎体、背景噪声区勾画感兴趣区域(ROI)，在DWI正中矢状面影像上于骨折椎体、周围正常椎体、背景噪音区勾画ROI，单个ROI面积100个像素，计算DWI序列扫描图像对比度比[CR=(SIA-SIN)/SIN]、对比信噪比[CNR=(SIA-SIN)/Sn]，其中SIA为病变椎体信号强度、SIN为正常椎体信号强度、Sn为相应编码方向上背景噪声标准差；并将影像资料上传至EWS 2.6.3工作站进行后处理，两位高年资MRI影像医师避开邻近脑脊液、血管等组织勾画ROI后计算病变椎体ADC值。

1.4 统计学方法采用SPSS 20.0软件分析数据。重复测量数据比较采用方差分析及LSD-t检验；计数资料比较采用χ2检验；ROC曲线计算不同b值条件下ADC值的曲线下面积(AUC)。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 不同椎体骨折性质、不同b值条件下CR、CNR值比较良性组、恶性组CR、CNR值均随b值上升而下降，但组间差异无统计学意义(P>0.05)，见图1、图2。

图1 两组不同b值条件下CR值比较

2.2 不同椎体压缩性骨折性质、不同b值条件下ADC值比较良性组、恶性组ADC值均随b值上升而下降，且良性组任意b值条件下所得ADC值均高于恶性组(P<0.05)，见图3。

图2 两组不同b值条件下CNR值比较

图3 两组不同b值条件下ADC值比较

2.3 不同b值DWI序列ADC值诊断良恶性椎体压缩性骨折的诊断效能比较取b值300、400、500、600、700、800 s/mm2，其ROC曲线下(图4)对应AUC值分别为0.871、0.784、0.711、0.581、0.621、0.539，b值为300 s/mm2时诊断良恶性椎体压缩性骨折的敏感度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值最高，见表1。

图4 不同b值ROC曲线比较(b值单位：s/mm2)

表1 不同b值DWI序列ADC值诊断良恶性椎体压缩性骨折的诊断效能比较

3 讨论

椎体压缩性骨折指各种病因导致的椎体高度减少，且病变椎体减少高度达相邻正常椎体的20%及以上，多见于中老年群体，随着人口结构老龄化，其发病率也呈逐年增长趋势，如何准确有效鉴别椎体压缩性骨折的良恶性是制定治疗方案的关键。MRI作为椎体骨折的重要辅助检查手段，一般良性椎体压缩性骨折主要包括骨质疏松性骨折及骨纤维异样增殖症孤立性骨囊肿等，骨质疏松时病变椎体在MRI影响上可呈凹陷、扁平等多种形态，因受骨折线周围出血机化影响，边界清，但骨折早期、骨小梁存在微骨折现象时亦可出现边界欠清现象，临床诊断难度低，但原发病为良性骨肿瘤疾病时，其MRI影像表达与恶性肿瘤极为相似，增加诊断鉴别难度[4]。

DWI作为反应活体组织内水分子扩散运动的成像方式，近年来被应用于椎体骨折，DWI序列扫描时，组织T2透射效应可导致磁敏感伪影及涡流伪影，导致图像扭曲变形，信噪比低，影响组织扩散强度，而ADC作为反应组织水分子运动扩散强度的敏感指标，用于临床诊断时便易出现误漏诊[5，6]。既往临床研究指出[7，8]，更小的b值是确保DWI影像质量、信噪比优势的有效手段，但过小的b值又可降低水分子扩散运动在DWI影像中的权重，掩盖病灶水分子扩散差异，因此，b值范围选取是DWI检查关键。本研究显示，良性组、恶性组CR、CNR值均随b值上升而下降，组内差异有统计学意义，但组间差异无统计学意义，与张璐璐等[9]的报道结论相一致，提示较少b值可获得更佳图像质量及信噪比；b值在300～800 s/mm2范围时，任意b值所得DWI影像不因椎体压缩性骨折性质而呈显著差异性表达。

同时，良性组、恶性组ADC值均随b值上升而下降，且良性组任意b值条件下所得ADC值均显著高于恶性组，这与既往报道结论相一致[10]，临床研究指出，基于良恶性椎体压缩性骨折的病理差异，组织内水分子扩散运动也出现明显差异，若为单纯性骨折等良性骨折，骨髓充血水肿后细胞外自由活动的水分子增多，扩散快，出现ADC高表达现象，而恶性骨折肿瘤细胞浸润影响，肿瘤细胞在组织内堆积，替代椎体内脂肪组织，而肿瘤组织具更大的细胞富集度及细胞核体积，细胞液少，细胞外空间明显减少，导致水分子扩散运动受阻，出现ADC低表达现象，提示DWI序列ADC值在不同性质的椎体压缩骨折中具差异性表达[11]。而经ROC曲线分析，b值300、400、500、600、700、800 s/mm2对应AUC值分别为0.871、0.784、0.711、0.581、0.6良恶性椎体压缩性骨折的敏感度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为86.95%、95.45%、91.11%、95.23%、87.50%，诊断效能最佳。

综上所述，b值DWI序列ADC值用于良恶性椎体压缩骨折的诊断具一定临床价值，b值300 s/mm2时，其诊断良恶性椎体压缩性骨折的敏感度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值最佳，但基于不同b值条件下DWI序列ADC值对良恶性椎体压缩骨折的诊断价值类研究较少，仍有待持续补充及完善。