磁共振T2mapping与DTI成像对腰椎间盘退变程度的定量分析及应用

李梦远，李葆青，王月卿

（北京市石景山医院 北京 100043）

1 引言

腰椎间盘突出症现已成为临床上常见多发病，常规MRI可作为首选检查方法，但缺乏量化指标。寻找准确方法定量评价腰椎间盘退变临床意义重大。本研究旨在对DTI及T2mapping成像技术在腰椎间盘退行病变中的诊断价值进行探讨。

2 资料与方法

2.1 临床资料

收集本院50例患者腰椎磁共振扫描资料。男25，女25，年龄23～73岁，250个椎间盘。排除标准：脊柱畸形及有腰椎相关疾病。本研究经伦理会批准。

2.2 MRI成像参数

采用Philips 3.0磁共振进行腰椎矢状位T2WI、DTI及T2mapping扫描。

表1 扫描参数

2.3 图像分析

由两名医师独立对腰椎间盘进行Pm分级，并对FA、ADC及T2值进行测值。根据MRI腰椎间盘退变Pm标准进行分级；Ⅰ～Ⅱ级认为正常或生理性退变；Ⅲ～Ⅴ级认为发生了退变[1]。

使用zioro软件对T2mapping进行分析，使用Philips工作站对DTI进行分析，取T2mapping与DTI图像正中矢状位层面，沿髓核边缘绘制ROI，测量T2、FA及ADC值。

2.4 统计学分析

应用SPSS进行统计学分析，采用Pearson对Pm分级与年龄及MRI各参数值进行相关性分析。P＜0.05认为差异有统计学意义。

3 结果

表2

采用两独立样本t检验对Ⅰ～Ⅱ级与Ⅲ～Ⅴ级椎间盘之间的T2、FA及ADC值进行比较，发生退变椎间盘FA值增加，T2、ADC值降低。

采用Pearson相关分析得出，年龄与Pm分级呈正相关，年龄与T2及ADC值呈负相关、与FA值呈正相关；T2、ADC值与Pm分级呈负相关，FA值与Pm分级呈正相关所有统计结果P＜0.001，差异具有统计学意义。

4 讨论

椎间盘是一个具有复杂网络、高度水合的大分子，具有流体力学特性[2]。椎间盘由髓核、纤维环和软骨终板构成，主要成分是水、胶原和蛋白多糖等。腰椎间盘退变时使髓核的蛋白多糖和Ⅱ型胶原含量减少，导致其对水分子束缚能力下降[3]。这种变化使椎间盘变硬，纤维环破裂，导致髓核突出压迫神经，从而会引起相应临床症状。随着年龄的增大，髓核内的含水量会逐渐降低。本研究表明随着年龄的增大，腰椎间盘的退变程度是逐渐加重的。

T2 mapping序列能对腰椎间盘进行T2弛豫时间定量测量，而弛豫时间与组成椎间盘的水分及胶原含量有关，不同的弛豫时间能反应腰椎间盘不同的水分、胶原含量及其排列方向[4]。本研究显示T2值与腰椎间盘退变机制有关，腰椎间盘内水分或蛋白多糖含量增加，则T2值增大，而胶原含量增加，则会使T2值降低。随着年龄的增长，在髓核和纤维环中的蛋白多糖含量显著下降，蛋白多糖的主要作用保留组织中的水，那么腰椎间盘内的含水量也会下降[5]，T2值可以定量反映腰椎间盘含水量等情况。因此T2mapping序列能对腰椎间盘退变程度进行定量分析。

DTI能无创地反映椎间盘纤维环的形态及完整性，同时对椎间盘损伤退变及负荷运动下椎间盘的变化情况方面有重要价值[6]。DTI序列能通过测量ADC和FA值，定量分析水分子微观水平的扩散速率及方向。发生退变的椎间盘蛋白多糖减少，含水量减少，Ⅱ型胶原含量减少，排列方向改变，导致髓核扩散能力下降，各向异性程度增高，从而导致ADC值下降，FA值升高。髓核ADC值降低预示着髓核储水能力下降，胶原纤维成分增加，水分子扩散受限。FA值升高预示髓核中基质退变，胶原纤维结构破坏，其内水分子扩散的各项同性受限，相对各项异性扩散增加。本研究表明随着年龄的增大，腰椎间盘的ADC值逐渐下降，FA值逐渐增加。由此ADC及FA值能定量及客观的反映腰椎间盘的水分子扩散情况，其可以作为对腰椎间盘退变程度评估的量化指标。

课题不足：①对样本选择及各种指标的评价存在主观性，对结果可能存在影响；②本研究样本量较小。

5 总结

T2 mapping及DTI技术能准确地反映组织细胞的细微结构变化，对于了解椎间盘退变发生的机制、评价椎间盘退变程度具有一定的价值，为临床及早干预及预防椎间盘病变提供更客观准确的评价指标。