MRI IDEAL-IQ序列对骨质疏松症的诊断价值

高 萌，张 健，蒋翠花，金乔梅，张东建，孙胜禄

（江苏省中医药研究院①转化医学实验室，②放射科，江苏 南京 210028）

骨质疏松症（osteoporosis，OP）是一种骨强度下降、骨折风险增加的骨骼系统疾病，且随年龄增长患病风险增加，是严重威胁老年人健康的慢性疾病之一［1-3］。骨密度评估可为OP的早期防治提供帮助。目前，临床主要的骨密度检测方法有双能X线吸收检测法、定量超声、定量计算机断层照相术（quantitative computed tomography，QCT）和MRI等。其中双能X线吸收检测法是公认的诊断OP的金标准，但我国骨密度测量仪的数量远不能满足临床需求［4］。近年来，随着CT在各级医疗机构的普及，使得QCT在诊断OP上极具发展前景，且QCT具有检测体积骨密度的作用。《中国定量CT（QCT）骨质疏松症诊断指南（2018）》［5］就QCT诊断OP的诊疗规范给出了指导意见。

MRI多点非对称回波采集与迭代最小二乘法水脂分离-智能定量技术（iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation-intelligent quantification，IDEAL-IQ）是一种新型脂肪定量技术，可测量椎体骨髓的脂肪含量，反映骨质量的变化，从而评估OP并预测OP导致骨折的可能性［6-7］。本研究通过IDEAL-IQ序列测量腰椎椎体骨髓脂肪分数（fat fraction，FF），并与QCT测量的腰椎骨密度绝对值进行分组对照研究，初步探讨两者评价OP的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019年12月至2020年8月在我院同时接受腰椎QCT检查及MRI IDEAL-IQ序列检查的绝经后妇女及老年男性，排除患有恶性肿瘤、内分泌疾病及代谢性疾病者后共39例，其中男20例，女19例；年龄50～85岁，平均（64.49±8.10）岁。本研究已获得医院伦理委员会的批准。根据《中国定量CT（QCT）骨质疏松症诊断指南（2018）》［5］分为3组：骨密度绝对值>120 mg/cm3为骨密度正常组（15例），骨密度绝对值80～120 mg/cm3为低骨量组（16例），骨密度绝对值＜80 mg/cm3为OP组（8例）。

1.2 仪器与方法

1.2.1 QCT检查 采用GE 64排CT行QCT检查。扫描范围包含L1～2椎体。扫描参数：120 kV，350 mA，曝光时间3.58 s，视野43 cm×43 cm。

1.2.2 MRI检查 使用GE Discovery MR 750 3.0 T扫描仪，32通道腹部线圈。患者取仰卧位，行腰椎常规矢状位T1WI、T2WI及IDEAL-IQ序列扫描。扫描参数：T1WI TR 483 ms，TE Min Full，视野28 cm×28 cm，层厚4 mm，翻转角110°，激励次数2；T2WI TR 2 500 ms，TE 102 ms，视野28 cm×28 cm，层厚4 mm，翻转角110°，激励次数2；IDEAL-IQ TR 6 ms，TE Min Full，视野30 cm×30 cm，层厚6 mm，翻转角3°，激励次数1，扫描时间23 s。

1.3 图像分析 QCT 检查完成后将数据上传至Mindways Model 4 QCT骨密度测量系统，记录椎体（L1～2）骨密度及平均骨密度。MRI检查完成后，由2名影像科副主任医师在GE AW 4.6工作站独立分析椎体FF值。在FF图上，选择椎体（L1～5）矢状位最大层面，手动勾画ROI（尽量包含整个椎体的松质骨，避开骨皮质、椎间盘、终板和椎静脉），每个椎体测量3次，取平均值。

1.4 统计学分析 采用SPSS 25.0软件进行数据分析，计量资料以表示。采用单因素方差分析比较3组间腰椎椎体FF值的差异；对IDEAL-IQ所测FF值与QCT所测骨密度行Pearson相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。采用ROC曲线分析FF值对OP的诊断效能。

2 结果

骨量正常组、低骨量组、OP组平均年龄分别为（61.67±7.97）、（62.94±5.96）、（72.88±7.10）岁。经两两比较，OP组年龄显著高于另2组，差异有统计学意义（F=7.307，P=0.002）。

骨量正常组、低骨量组及OP组的FF值分别为（44.39±7.55）%、（53.71±5.79）%、（59.47±2.98）%，3组比较差异有统计学意义（F=17.716，P＜0.05）。OP组FF值高于另2组，骨量正常组FF值低于低骨量组（均P＜0.05）。FF值与年龄呈正相关（r=0.559，P＜0.05）。

IDEAL-IQ所测FF值与QCT所测骨密度呈负相关（r=-0.67，P＜0.05，图1）。采用FF值评价OP的ROC曲线显示，AUC为0.899，诊断敏感度0.875，特异度0.839（P＜0.05）（图2）。

图1 脂肪分数值与骨密度的相关性图2 采用FF值诊断骨质疏松症的ROC曲线

3 讨论

本研究显示，随年龄增长，腰椎椎体平均骨密度降低，骨骼重建功能失衡，且性激素缺乏，导致蛋白质合成减少、成骨细胞功能下降等，患OP的可能性更大。特别是绝经后女性，由于体内雌激素水平迅速下降，骨丢失加快，从而导致骨量减少，OP的发生率显著增加，脆性骨折风险也相应增加［8-9］。脆性骨折的危害极大，可增加患者的病残率及死亡率，尽早诊断并预防OP可避免脆性骨折的发生。

越来越多的研究证实，骨骼和脂肪组织之间具有相互调控的作用。骨髓脂肪含量增加可导致成骨细胞生成的减少，从而导致骨质疏松。翟树佳等［10］研究发现，腰椎椎体骨髓脂肪含量与骨密度呈负相关，骨髓脂肪含量增加会影响骨强度。Verma等［11］研究证实，骨髓脂肪含量随骨密度降低而增加。本研究证实，QCT所测腰椎椎体平均骨密度与IDEAL-IQ所测FF值呈负相关，腰椎椎体骨密度随椎体脂肪含量增加而降低，与上述结果一致。

骨髓脂肪含量的改变早于骨密度的变化，且可在MRI上较早地显现出来，因此，MRI已成为无创性检测骨髓脂肪含量的有效方法。MRI测量骨髓脂肪含量的方法有多种，传统最常见是1H-MRS，其可定量分析脂肪含量，但扫描时间较长，数据处理过程相对复杂，在定量骨髓脂肪含量中的应用大大受限［12］。而IDEAL-IQ扫描时间短，扫描条件要求低，单次扫描可同时获得多个椎体的FF值，且无需人工计算，降低了测量者主观因素造成的误差［13］。因此，IDEAL-IQ序列有待成为骨髓脂肪含量的测量方法，可作为临床骨折风险评估的新工具［14-15］。此外，本研究通过IDEAL-IQ序列所测FF值诊断OP的特异度及敏感度均较高，进一步证实IDEAL-IQ序列有可能成为临床筛查OP的新方法。

本研究存在的不足：样本量相对较小，未对性别、体质量指数等分组分析；由于骨髓脂肪含量的病理取材涉及骨髓穿刺，为有创操作，缺乏相应的病理对照，后续研究中需进一步改进。

综上所述，IDEAL-IQ技术在椎体骨髓脂肪含量的测量、骨质量的评估中发挥了重要作用，并为分析OP早期病理生理机制提供证据，有望在未来OP的早期诊断及临床疗效评估方面提供影像学依据。