高分辨率磁共振成像IDEAL-IQ技术对再生障碍性贫血诊断价值研究

田 燕 马密密 杨浩然 牟庆超 王 伟 曹新山

再生障碍性贫血简称再障，是一种以全血细胞减少性骨髓发育异常、无髓外造血为特征的血液病。在亚洲，再障的发病率是欧洲和北美的2～3倍［1］。再障的组织病理学特点是骨髓被脂肪组织取代，造血细胞数量明显减少，其诊断及监测在很大程度上依赖于全血细胞计数（complete blood cell count，CBC）及多部位骨髓活检，但由于造血组织分布不均，不同穿刺点的检查结果大有不同，且骨髓状态与外周血液表现之间存在明显的时间滞后性。因此，再障的诊断及随访需要一种非侵入性的多部位骨髓检查方法，来帮助在足够大的区域内可视化当前的骨髓状态，并捕捉骨髓的早期变化。先前的研究［2-3］表明再障患者在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）上具有独特的骨髓特征，高分辨MRI可清楚地显示骨髓解剖结构并能准确地监测骨髓的动态变化。与以前的研究相比，本研究利用IDEAL-IQ技术精准量化骨髓脂肪含量，分析不同影像分型与临床分型间的关系，并与健康对照组进行比较，探讨高分辨MRI联合精准量化技术在再障中的诊断价值。

方 法

1. 一般资料

收集本院2018年12月—2019年12月经骨髓活检确诊的再障患者35例，年龄8～69岁，平均（44.91±16.59）岁；以及健康志愿者28例，年龄26～58岁，平均（43.71±9.34）岁。将健康志愿者分为20～40岁、40～60岁、60岁以上3个年龄段，所有志愿者仅行双侧髂骨MRI检查，所有患者均在入院后1周内行CBC，双侧髂骨MRI及骨髓活检。纳入标准：参照《血液病诊断及疗效标准》第3版，符合再障诊断要求者入组。排除标准：合并有严重的心血管、肝、肾及免疫系统疾病和精神病等患者，有难以控制的并发症者，妊娠或哺乳期妇女。

2. 检查方法

采用GE3.0T MR扫描仪（Discovery MR750，GE Healthcare），32通道体部相控阵靶线圈行髂骨MRI常规扫描及IDEAL-IQ序列扫描，具体参数如下：

常规扫描序列：常规三平面定位后，采用横断位T2WI（TR=2 400 ms，TE=56 ms，FOV=400 mm×400 mm，层厚5 mm，矩阵320×256，NEX=2），横断位T1WI（TR=420 ms，TE=10.3 ms，FOV=400 mm×400 mm，层厚5 mm，矩阵320×256，NEX=2）。

IDEAL-IQ序列扫描：横断位（TR=8.3 ms，TE1-6=1.1、3.1、5.1、7.1、9.1、11.1 ms，FOV=360 mm×360 mm，层厚5 mm，翻转角=3°，ETL=3，矩阵224×224，NEX=2）扫描，扫描时间91 s。

3.数据及图像分析

再障组与对照组所有扫描图像均传入AW4.6工作站（GE Healthcare），首先，由2名高年资影像诊断医师利用T1WI、T2WI及IDEAL-IQ序列对骨髓脂肪分布情况进行影像分型，并达成一致；然后，选取右侧髂骨在横断面上最宽的可见平面处进行受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROI）曲线绘制，测量3次，取3次平均值作为髂骨骨髓脂肪含量的最终测量结果。定性分析以同层面肌层与皮下脂肪层信号作为参考。

4. 统计学分析

采用SPSS25软件进行分析。首先对所测数据进行正态性检验，满足正态分布时用均数±标准差表示，不满足正态分布时用中位数（下四分位数，上四分位数）表示。由于部分数据不满足正态分布，本研究均采用非参数检验（独立样本Kruskal-Wallis秩和检验）进行组间脂肪含量差异性分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

结 果

1.对照组骨髓脂肪含量定性、定量结果

健康志愿者髂骨骨髓脂肪信号在T1WI上表现为均匀性稍高信号，信号高于肌层低于皮下脂肪，随年龄增加骨髓信号略增高，但总体仍低于皮下脂肪层（图1）。定量分析结果（表1）显示，健康成年人在无明显骨质疏松的情况下，40岁以后骨髓脂肪含量随年龄变化不大，提示其骨髓转换处于动态平衡中。

此外，本研究还对40岁以上的健康成年人（共23名）不同性别间的骨髓脂肪含量进行比较，结果显示，男性组（n=15）、女性组（n=8）骨髓脂肪分数（FF）分 别 为76.11%（51.34%，78.42%）、67.97%（56.89%，71.34%），2组间差异无统计学意义（Z=-1.714，P=0.086＞0.05）。

2.再障组不同影像分型骨髓脂肪含量定性、定量分析

再障患者骨髓信号在T1WI上等于或高于皮下脂肪信号，根据其T1WI、T2WI及IDEAL-IQ表现分为均匀型、不均匀型和灶型3型（图2）。检验结果显示，不同影像分型间骨髓脂肪含量差异存在统计学意义（表2）。

表1 对照组不同年龄段间髂骨骨髓脂肪含量差异分析

图1 健康志愿者髂骨骨髓组织T1WI图

图2 再障患者髂骨骨髓组织影像分型

表2 再障组不同影像分型患者髂骨骨髓脂肪含量差异分析

进一步分析发现，均匀型与不均匀型骨髓脂肪含量差异存在统计学意义（P=0.004），均匀型骨髓脂肪含量明显高于不均匀型。均匀型与灶型骨髓脂肪含量差异也存在统计学意义（P=0.041），不均匀型与灶型骨髓脂肪含量差异无统计学意义（P=1.000）。其中，均匀型8例均为急性再障，不均匀型21例均为慢性再障，而6例灶型中，4例为急性再障，2例为慢性再障。

3.同年龄段再障组与对照组骨髓脂肪含量定量分析

再障组与对照组均选取40岁以上年龄者（2组均为23例）进行骨髓脂肪含量的定量分析。结果（表3、图3）显示，再障组与健康对照组间骨髓脂肪含量差异存在统计学意义（P＜0.001），再障患者骨髓脂肪含量明显高于对照组。

表3 再障组与对照组髂骨骨髓脂肪含量差异分析

ROC曲线分析结果（图4）显示，骨髓脂肪含量诊断再障的灵敏度为0.783，特异度为0.870，曲线下面积为0.853，最佳临界值为78.765%，约登指数为0.653。

图3 健康志愿者和再障患者髂骨骨髓脂肪分数图（A、C）及伪彩图（B、D）

讨 论

再障贫血的特征是骨髓细胞减少，导致外周血细胞减少。抗原驱动和自身免疫失调引起造血干细胞的损伤，最终导致获得性再障的发生。骨髓造血干细胞和祖细胞受到周围微环境及其成分（如间充质干细胞）的强烈调控，造血微环境的改变，促使脂肪细胞生成增加，从而改变了骨髓的组成［4-5］。MRI基于脂肪、水分子及骨骼信号特征的差异，可以直观地区分骨髓和脂肪组织，从而显示病变引起的特征性变化［6］。由于MRI具有反映骨髓造血现状的优势，该成像方法在获得性再障的诊断及监测上具有很大的潜力［7］。在本研究中，我们使用高分辨率3.0T MRI定性、定量证实了再障患者骨髓脂肪信号及骨髓脂肪含量均高于健康对照组。以前的研究报道过利用不同场强MRI对再障患者进行定性、定量研究，其定量方法使用的是信号比（即骨髓信号强度/皮下脂肪信号强度），该方法可对再障组及健康对照组骨髓脂肪含量差异进行相对定量研究，未能做到精准量化其脂肪含量，且对不同年龄、不同性别间骨髓脂肪含量差异未进行详细说明。

在我们的对比研究中，定性分析显示健康对照组骨髓信号随年龄增加而逐渐增加；定量结果显示，60岁以上健康志愿者骨髓脂肪含量与20～40岁者比较，差异存在统计学意义，而与40～60岁者比较，差异无统计学意义。参考相关文献［8］分析，健康人完成红骨髓向黄骨髓转换的时间可能在26～30岁，文中20～40岁阶段部分骨髓尚未达到完全转换状态，骨髓脂肪含量仍然处于变化中，40岁以后，无明显骨质疏松者骨髓脂肪含量处于动态平衡状态，不随年龄发生显著改变。骨髓信号随年龄增加而轻微变化为骨髓正常代谢反应，表示骨髓代谢活跃。

再障患者骨髓信号显著增高，反映了脂肪骨髓的优势和造血骨髓的缺乏，骨髓处于明显脂肪化状态。本文中影像分型均匀型者均为急性再障，不均匀型者均为慢性再障，急性再障骨髓脂肪化明显重于慢性再障，与CBC所显示的外周血液结果相一致，并与宋英儒等［9］报道急性再障T1WI上造血骨髓区数目明显少于慢性再障相呼应。均匀型再障，T1WI上为均匀性稍高信号影，压脂相为均匀性稍低信号影，信号均匀一致；不均匀型再障表现为高信号与低信号混杂相间，无明显界限；灶型再障表现为均匀高信号背景中出现小斑片状低信号，边界清楚。精准量化骨髓脂肪含量后ROC曲线显示髂骨骨髓脂肪含量对再障具有较好的预测价值，40岁以上者，当髂骨骨髓脂肪含量高于78.765%，并伴有相应临床表现时，提示再障可能，其灵敏度为0.783，特异度为0.870。结果提示，联合高分辨率MRI、IDEAL-IQ定量及CBC可为临床诊断再障提供一项有效的辅助诊断方式，并有助于临床分型。

图4 髂骨骨髓脂肪含量诊断再障的ROC曲线

在我们目前的研究中，有关再障患者治疗效果与骨髓脂肪变化情况的关系尚未得到充分验证，拟在以后的研究中进行。本研究选取髂骨进行骨髓脂肪数据测量，是因为髂骨是临床骨髓活检最常用部位。当然，成年造血骨髓不仅存在于髂骨，也终身存在于脊柱、胸骨等中轴骨及四肢长骨近端。因此，除髂骨外，应对其余中轴骨及四肢长骨近端骨髓进行大规模数据测定，以证明MRI精准定量在再障诊断及监测中的价值。