CT和MR在颈椎椎体挫伤中的诊断价值

福建医科大学附属第一医院影像科(福建 福州 350005)

林晓君 黄宏杰 高小建 陈瑞权 邢 振*

颈椎骨挫伤是指外伤所致的颈椎骨髓出血、水肿和微小骨小梁断裂，但是骨皮质和关节骨正常，是一种较为隐匿的骨损伤[1]。常规X线和CT是诊断颈椎骨折的重要成像方法，而诊断椎体挫伤价值有限[2]。MR具有软组织分辨率高、对比分辨率高、多方位任意断面扫描、多参数成像等优点，有助于显示早期的轻微骨髓水肿，是诊断骨挫伤最直接有效的检查方法[3-4]。目前，从主观角度将MR序列用于骨挫伤的病灶检出率[5-6]，且针对椎体挫伤的MR不同序列的相对信号值定量分析的报道较少。因此，本研究旨在分析CT值和MR不同序列的相对信号值在颈椎挫伤中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性搜集我院2010年10月至2018年9月颈椎外伤患者的影像资料。纳入标准：患者有颈椎外伤病史；外伤后72h行椎体MR扫描(包括T1WI、T2WI和STIR序列)，且STIR序列发现椎体异常高信号；MR随访资料显示异常椎体信号消失。排除标准：X线或CT扫描发现椎体骨折；确定椎体脂肪沉积；发现椎体挫伤外的其他病变；MR图像伪影明显，无法定量分析。最终39例患者纳入研究，其中男29例，女10例，年龄10～80岁，平均年龄52.9岁；17例进行CT扫描，39例进行MR扫描。

1.2 设备及检查方法 CT检查：采用64排东芝螺旋CT扫描仪对患者全段颈椎进行螺旋扫描，扫描条件：扫描层厚0.5mm，重建层厚5mm，螺距53HP(PF0.828)，管电压120kV，管电流自动调节，矩阵512×512。于CT扫描完毕后将原始图像数据进行多平面重组(MPR)及容积重建(VRT)。

MRI检查：20例采用东芝1.5T磁共振扫描仪，19例采用GE1.5T磁共振成像仪，被检者仰卧位、头先进、扫描序列包括矢状位T1WI、T2WI和STIR序列。

东芝MRI序列扫描参数：T2WI-FSE-SAG：TR/TE=2500ms/105ms，FOV 18cm×18cm，矩阵320×256，层厚3.5mm，层间隔0.5mm，NAQ 3次。T1WI-FSE-SAG：TR/TE=382ms/15ms，矩阵320×256，层厚3.5mm，层间隔0.5mm，NAQ 2次。STIR：T2WI TR/TE/TI=4148ms/108ms/150ms，矩阵256×192，层厚3.5mm，层间距0.5mm，NAQ 2次。

GE MRI序列扫描参数：T2WI-FSE-SAG：TR/TE=3300ms/110ms，FOV18cm×18cm，矩阵320×192，层厚3mm，层间隔1mm，NAQ4次。T1WIFSE-SAG:TR/TE=420ms/11.7ms，矩阵320×224，层厚3mm，层间隔1mm，NAQ 3次。STIR：T2WI TR/TE/TI=2800ms/42ms/150ms，矩阵320×192，层厚3mm，层间距1mm，NAQ 2次。

图1 患者CT与MRI影像图。C6骨折不在本研究范围内，明显挫伤的椎体为C4、C5。1A：CT图像中挫伤与正常椎体无明显的密度差别；1B：T1WI挫伤椎体表现为低信号；1C：T2WI上表现为高信号；1D：STIR序列中表现为明显高信号；1E：随访MR异常信号消失。

1.3 数据后处理 挫伤椎体的信号测量：放置3个ROI于STIR序列椎体异常高信号区和邻近正常信号强度头半脊肌，各取其平均值，相对STIR信号值为挫伤椎体的平均信号值除以头半脊肌的平均信号值；利用相同方法获得挫伤椎体的相对T1信号值和相对T2信号值[7]。参照STIR序列测量部分挫伤椎体的CT值。

正常椎体的信号测量：将ROI放置于STIR序列显示正常信号强度的颈椎椎体，每一正常椎体测量3次，取所有颈椎正常椎体的平均值，相对STIR信号值为正常椎体的平均信号值除以头半脊肌的平均信号值；利用相同方法获得正常椎体的相对T1信号值和相对T2信号值。参照STIR序列测量部分正常椎体的CT值。

挫伤椎体的ROI范围为10～15mm2；正常椎体和头半脊肌的ROI范围为25～30mm2。

1.4 统计学方法 采用SPSS 18.0统计软件。计量资料符合正态分布数据均以描述，组间计量资料比较采用两独立样本t检验，采用ROC曲线分析不同定量数据在鉴别两者中的敏感性、特异性和准确性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 挫伤椎体影像学表现 39例患者中单一椎体挫伤的25例，两个椎体挫伤的9例，三个椎体骨挫伤的5例，共58个挫伤椎体。由图1可知，挫伤椎体在T1WI信号强度低于正常椎体，表现为不规则条状、斑片状、地图状等低信号；挫伤椎体在T2WI上表现为不规则等高信号；在STIR序列挫伤椎体显示为明显的高信号。在17例行CT扫描的患者中，CT图像上无明显密度差别。

2.2 CT值及MRI各序列相对信号值统计参数比较 以挫伤椎体的CT值和(挫伤椎体/头半脊肌)相对信号值为观察组，正常椎体的CT值和(正常椎体/头半脊肌)相对信号值为对照组。由表1可知，观察组的相对T1信号值低于对照组，相对STIR信号值高于对照组，相对T1信号值和相对STIR信号值在两者中的差异有统计学意义(P＜0.001)；相对T2信号值和CT值在两者中的差异无统计学意义(P＞0.05)。

表1 CT值及MRI各序列相对信号值统计参数比较

表1 CT值及MRI各序列相对信号值统计参数比较

组别 相对T1信号值 相对T2信号值 相对STIR信号值 CT值(HU)观察组 1.14±0.28 2.68±0.46 2.17±0.7 350.4±137.01对照组 1.41±0.29 2.47±0.6 1.34±0.38 345.18±95.58 t -4.57 1.9 6.79 0.14 P 0.00 0.06 0.00 0.89

2.3 ROC曲线对比分析 由表2、图2可知，相对STIR信号值鉴别挫伤与正常椎体的敏感性、特异性、准确性和ROC曲线下面积(AUC)均高于相对T1信号值，而联合二者的诊断效能最高。

3 讨 论

本研究中CT值和T2WI的相对T2信号值在鉴别挫伤椎体与正常椎体中的价值有限，而T1WI的相对T1信号值和STIR序列的相对STIR信号值鉴别两者具有重要价值，STIR序列的诊断效能高于T1WI，且两者联合的诊断效能最高。颈椎椎体骨髓的脂肪含量会对T2信号值产生影响。随着年龄的增长，椎体脂肪替代明显[8]，而脂肪在FSE-T2WI表现为明显高信号，因此，正常椎体的T2WI表现为高信号。当椎体发生损伤时，骨髓成分会发生病理变化，存在不同程度的水肿[9]，水分子的驰豫时间(T2)较长，在T2WI上表现为高信号，故挫伤椎体与正常椎体骨髓脂肪高信号互相重叠[6]。本研究结果表明，T2WI的相对T2信号值不能用于鉴别挫伤椎体与正常椎体，与文献[10]报道的结果一致。

表2 相对T1与STIR信号值单独或者联合时在颈椎椎体挫伤中的诊断效能

图2 ROC曲线图

基于椎体脂肪成分对T2信号值的影响，STIR序列可以剔除脂肪信号的影响。STIR序列是一种利用短T1反转恢复法的脂肪抑制序列。当抑制脂肪信号时，水分子的信号不受限制，以脂肪抑制后的低信号为背景，水肿区表现为显著高信号[11]。STIR序列的高信号反映骨髓细胞外液的增多，同时细胞外液增多的程度决定了水肿所致异常信号的强弱和范围[12]。本研究中的STIR序列增加了颈椎挫伤椎体的病变区与正常椎体的对比，有助于椎体挫伤情况显示。同样，T1WI的相对T1信号值在鉴别诊断两者具有重要价值。由于椎体脂肪成分表现为短T1效应，在T1WI上表现为高信号，而水分子T1WI上表现为低信号。非脂肪抑制的T1WI以骨脂肪成分为背景，挫伤椎体在T1WI序列上主要表现为不规则低信号，周边正常骨髓脂肪呈高信号，形成一定的信号对比，可显示挫伤病灶[13]。有研究从主观角度观察T1WI和STIR在脊柱椎体和其他骨质挫伤中检查率的敏感性均较高[5-6]。本研究中的T1WI和STIR序列是通过半定量分析获得颈椎椎体挫伤的敏感性分别为81.03%和86.21%。

CT成像是急诊骨折外伤最常用的扫描方式，具有对骨组织显示更清楚、密度分辨率高、快速成像、可进行后处理重建等优点[14]。CT可以清楚显示椎体及附件的骨折情况[15]，而骨挫伤引起骨质水肿，相对于骨质密度而言，骨质水肿引起的密度下降对正常骨质密度影响较小，从而CT发现骨挫伤不敏感，容易漏诊[16]。本研究中的17例CT三维重建患者的椎体挫伤的CT值与正常椎体的CT值无统计学差异。此外，本研究也存在一定不足：(1)T1WI、T2WI和STIR序列的信号值不能绝对定量，本研究采用邻近正常肌肉的信号值作为参考值，进行标化后的半定量分析，使量化分析尽量准确；(2)本研究缺乏病理支持，椎体挫伤的确定是结合病史、临床表现、STIR序列及颈椎MR随访资料并排除其它疾病可能，而实际的临床工作中很难获得颈椎椎体挫伤的病理组织；(3)数据采集是在两台不同型号的MR设备上完成，采用半定量分析尽量避免对数据的影响。

总之，T1WI和STIR能准确地诊断颈椎椎体挫伤，而T2WI和CT在椎体挫伤中的诊断价值有限。联合T1WI和STIR序列有助于颈椎椎体挫伤的诊断。