围绝经期女性腰椎骨强度磁共振定量研究

杨春华,张 蕾,朱蓉蓉

围绝经期女性骨矿密度逐年下降，如果不加以干预的话，将有超过约半数女性在进入绝经后逐渐发展成原发性Ⅰ型骨质疏松(OP)[1]，及早发现骨强度的变化，对预防其发展成OP至关重要。骨强度是由骨密度(BMD)和骨质量共同体现的，而DXA只能反映BMD，综合评估骨强度的变化规律较单一BMD测量更能准确诊断OP[2]。磁共振脂肪定量技术(mDixon-quant)是一种改进的水脂分离技术，可用于精确脂肪定量分析，目前多应用于肝脏脂肪的定量测量。目前对于围绝经期女性腰椎骨强度方面的研究较少，本研究旨在通过mDixon-quant技术测量围绝经期女性腰椎椎体骨髓脂肪含量百分比(FF值)和T2*值，探讨骨强度变化规律，为临床阻止及延缓OP的发生提供新的影像学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料:选择2017年11月-2019年10月在宁夏人民医院医学影像中心同时行腰椎DXA及mDixon-quant序列检查的门诊及住院女性患者57例，年龄43～58岁，平均(51±4.2)岁。纳入标准[3]：①符合WHO围绝经期诊断标准的女性群体；②BMI符合WHO正常成人范围内(18.5～23.9 kg/m2)。排除标准：①经初步常规检查发现患有腰椎炎性及肿瘤病变者；②MRI禁忌及图像质量不达标影响测量者。所有参与者均知情同意。

1.2 检查方法及数据测量

1.2.1 BMD测量采用GE双能X线骨密度仪，测量L1～L4前后位BMD(单位为g/cm3)值，记录T值，定期进行仪器基线校准。根据中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病学分会推荐的诊断标准[4]，按照实际测得T值将所有纳入对象分为3组，骨量正常组(116例椎体)，骨量减低组(80例椎体)，骨质疏松组(32例椎体)。

1.2.2 MRI测量采用Philips Ingenia 3.0T 磁共振扫描仪，先扫描腰椎矢状位T1WI、T2WI，排除骨折、炎症及肿瘤等，再进行mDixon-quant扫描。参数如下：翻转角 3.0°，TR 8.1 ms，TE 1.3 ms，体素 2.5 mm×2.5 mm×3 mm，层厚3 mm，视野180 mm×140 mm×90 mm，矩阵72×56，激励次数1。扫描完成后，在ISP V7工作站(Philips Healthcare,Best)中测量L1～L4椎体FF值及T2*值，选择伪彩图模式显示，于椎体上半部松质骨部分放置感兴趣区(regions of interest,ROI)进行测量，大小在35～40 mm2，需避开椎静脉入口及皮质骨等。

2 结果

2.1 围绝经期女性腰椎各组间临床资料比较:3组受试者间年龄、体质量指数(BMI)差异均无统计学意义，3组间BMD比较差异有统计学意义(F=59.5，P<0.05)，见表1。

表1 围绝经期女性腰椎椎体骨量正常组、骨量减低组及骨质疏松组一般资料

2.2 围绝经期女性腰椎椎体各组间FF值、T2*值比较:骨量正常组、骨量减低组和骨质疏松组的椎体FF值、T2*值见表2。3组间FF值、T2*值差异有统计学意义(P<0.05)；两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 围绝经期女性腰椎骨量正常组、骨量减低组和骨质疏松组FF值、T2*值比较[M(QR)]

2.3 围绝经期女性腰椎椎体FF值、T2*值与BMD的相关性:FF值与BMD呈负相关(r=-0.614，P<0.05)，T2*值与BMD亦呈负相关(r=-0.462，P<0.05)。

2.4 FF值与T2值诊断围绝经期女性腰椎椎体骨量减低的效能：以骨量减低为阳性事件，FF值及T2*值诊断骨量减低AUC分别为0.821、0.774,95%CI分别为0.759～0.883、0.706～0.841。二者联合诊断骨量减低ROC曲线下面积为0.873，95%可信区间为0.823～0.914，灵敏度为90.18%，特异度为84.48%，见表3。

3 讨论

OP是一种以骨量减少，骨组织微结构破坏，导致骨脆性增加，骨强度降低的全身性骨病[5]。骨密度和骨质量是影响骨强度的两个独立因素,BMD的高低是由骨内矿物质含量决定的，其只能反映大约70%的骨强度变化情况[6]；骨质量反映的是骨的微观组织结构和分子水平变化。骨质量的变化对骨强度的影响越来越受到更多关注，而同时对骨密度及骨质量两个要素进行综合定量评估，既能快速准确反映骨强度的变化特点，又可避免研究结果的片面性[7]。mDixon-quant是一种改进的水脂分离技术，可以用于精确脂肪定量分析，一次扫描可以同时测定组织脂肪含量(FF值)及T2*值。

本研究中使用mDixon-quant技术测量57例围绝经期女性腰椎(L1-L4)4个椎体平均脂肪含量(FF值)及T2*值。通过统计学分析表明，围绝经期女性3组间腰椎FF值比较存在差异； FF值与BMD呈负相关(r=-0.614)，提示女性进入围绝经期，体内雌激素水平不断降低，雌激素的减少使骨形成受到抑制，而骨的吸收亢进，引起骨丢失的发生，而随着BMD的降低，骨髓脂肪含量增加，这与相关基础研究结果是一致的[8-10]，表明通过测量骨髓脂肪含量可间接反映围绝经期女性腰椎骨密度的改变。3组间FF值两两比较均有差异，骨质疏松组椎体FF值高于骨量减低组和骨量正常组，分析原因，可能是由于骨髓脂肪细胞与成骨细胞共享同一种祖细胞，二者呈现此消彼长关系，成骨细胞比例减低使骨髓间充质干细胞出现非脂肪细胞转化为脂肪细胞群的现象[11-13]，造成围绝经期女性腰椎FF值随骨密度的减低而持续升高。

磁共振横向弛豫时间可以间接反映骨小梁空间结构，吴慧钊[14]等提出，T2*值的大小和骨小梁网状结构的疏密、几何空间形状的紧密程度相关。骨质疏松时，骨小梁间隙增宽，周围骨髓由于磁敏感差异引起局部磁场不均匀减小，T2*值增加。本研究结果与之相符，随着BMD降低，T2*值增加。另外，本研究结果还显示FF值与T2*值联合诊断骨量减低具有较高效能，表明FF值及T2*值联合诊断围绝经期女性骨量减低有一定的临床价值。

综上所述，围绝经期女性腰椎FF值、T2*值均随BMD下降而呈上升趋势，两者与BMD呈负相关关系。磁共振mDixon-quant技术可快速、无创定量测定围绝经期女性椎体骨髓脂肪分数及T2*值，有效评估骨强度变化规律，为预防OP提供新的影像定量依据。本研究尚存在不足之处，椎体脂肪含量随年龄变化而不断变化，但由于样本量小，没有对年龄进行相关性权重分析。