再生障碍性贫血患者的腰椎骨髓MRI表现与氢质子磁共振波谱特征▲

陆小霞 宋英儒 任 浩 李 瑞

(1 广西医大开元埌东医院放射科，南宁市 530028，电子邮箱：444151049@qq.com；2 广西医科大学第一附属医院放射科，南宁市 530021；3 广西柳州市工人医院放射科，柳州市 545005)

再生障碍性贫血(aplastic anemia，AA)是一种以骨髓发育不全、无髓外造血为特征的血液系统疾病,可出现由严重贫血、白细胞减少引起的败血症和由血小板减少引起的多器官出血[1-3]。近年来，随着对AA研究的深入，AA患者的造血功能在一定程度上得到改善，存活率也得到了提高。AA患者骨髓涂片中可见局灶性反应性造血骨髓(造血岛)的存在，然而骨髓活检标本采集量少，所以骨髓穿刺及活检并不能代表患者整体的骨髓状况。研究显示，MRI成像和波谱技术可显示AA患者骨髓中的反应性造血区域/造血岛[4]。本研究观察AA患者腰椎骨髓的MRI表现及氢质子磁共振波谱(1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)特征，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2010年1月至2012年6月在广西医科大学第一附属医院经骨髓穿刺活检证实为AA的21例患者，其中男性8例，女性13例，年龄4～71岁。纳入标准:符合《血液病诊断及疗效标准》[5]中有关AA的诊断标准；临床资料完整。排除标准:其他具有贫血表现的疾病、临床资料不全者。另选取同期无血液系统疾病的22例健康志愿者作为正常对照组，其中男性13例，女性9例，年龄17～55岁。纳入标准：(1)无内分泌、代谢性疾病；(2)未服用激素等影响骨代谢药物；(3)无肿瘤及放化疗史。两组研究对象的性别、年龄等一般资料比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。所有研究对象均对本研究知情同意，且本研究经过医院医学伦理委员会批准。

1.2 检查方法 采用飞利浦公司Achieva 3.0T超导磁共振仪，15通道腰椎线圈进行检查。常规扫描腰椎轴状位、矢状位、冠状位3个平面定位片。(1)平面扫描参数：矢状面T1加权成像(T1-weighted imaging，T1WI)的重复时间(repetition time,TR)、回波时间(echo time,TE)分别为364 ms、7.2 ms，T2加权成像(T2-weighted imaging，T2WI)的TR、TE分别为2110 ms、120 ms，T1WI与T2WI的矩阵均为316×252；矢状面短时间翻转恢复(short time inversion recovery,STIR)序列的TR/TE分别为1779 ms、70 ms，T1=200 ms，矩阵为316×252。横断面和冠状面TlWI的TR、TE分别为171 ms、7.2 ms，层厚4 mm，层距1 mm。(2)1H-MRS扫描参数：采用单体素定位序列，点分辨波谱分析法常规扫描腰椎轴状位、矢状位、冠状位3个平面进行定位, 不抑水， TR、TE分别为2000 ms、40 ms，偏转角90°，激励次数为40。根据MRI常规扫描，选取每例AA患者腰椎骨髓中1～2个最大的造血岛作为感兴趣区，共收集6个感兴趣区进行1H-MRS扫描，体素体积尽量包括造血岛的最大体积。针对腰椎骨髓MRI表现为弥漫型和混杂型的AA患者，选取L3和/或L4椎体中心为感兴趣区，共收集21个感兴趣区。每例正常对照组将L3椎体中心部作为感兴趣区，要求避开骨皮质，体素体积为1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm。

1.3 图像分析及波谱数据采集 由2位高年资医师共同阅片，对正常对照组及AA组的骨髓信号进行比较，当两人意见不一致时共同协商决定。腰椎骨髓信号改变：T1WI以脊髓圆锥部为参照物，STIR以邻近肌肉做参照物，若信号与参照物相同、偏高、偏低，则相应描述为等信号、高信号、低信号。参照文献[6]，对AA患者腰椎骨髓的MRI表现进行分型。使用飞利浦公司Achieva 3.0T超导磁共振仪自带的SpectroView软件分析AA患者非造血岛骨髓、造血岛与正常对照组骨髓的MRI信号及波谱图形。1H-MRS主要显示水峰和脂峰，水峰位于4.7 ppm处，脂峰位于1.3 ppm处。通过SpectroView软件直接测量出水峰和脂峰的峰下面积，计算得到脂肪分数，脂肪分数=脂峰的峰下面积/(水峰的峰下面积+脂峰的峰下面积)。造血岛的判断标准为T1WI高信号或明显高信号背景中的结节状或斑片状低信号灶，STIR呈略高信号灶。

1.4 统计学分析 采用SPSS 18.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，多组间比较采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验；各观测指标的相关性采用多元线性回归进行分析。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组研究对象的骨髓MRI表现 22例正常对照组的腰椎骨髓在T1WI序列呈等信号或稍高信号，其中10例在稍高信号背景中显示椎体后缘中部三角形或线状更高信号影；T2WI及STIR序列中，与脊髓圆锥对比，腰椎骨髓呈中等信号。21例AA患者腰椎骨髓MRI表现型为弥漫型3例(14.3%)，均处于临床急性期，T1WI序列为均一高信号，STIR呈均一低信号；混杂型14例(66.7%)，其中处于临床急性期1例、慢性期13例，T1WI和STIR序列呈斑片状高低信号混杂分布；灶型4例(19.0%),均处于慢性期，在 T1WI序列的高信号或明显高信号背景中可见2～4个结节状或斑片状低信号灶，STIR序列表现为低信号背景中可见结节状或斑片状略高信号。见图1。

图1 两组患者腰椎的骨髓MRI表现注：T1WI(1A)、T2WI(1B)、STIR(1C)序列中，正常对照组研究对象的腰椎与脊髓圆锥对比呈等信号。T1WI(2A)、T2WI(2B) 序列中，弥漫型AA患者腰椎呈弥漫均匀高信号，STIR(2C)序列中腰椎呈均匀低信号。T1WI(3A)、T2WI(3B)、STIR(3C)序列中，混杂型AA患者腰椎呈高低混杂信号。T1WI(4A)、T2WI(4B)序列中，灶型AA患者腰1、骶1在弥漫高信号背景中出现低信号灶，STIR(4C)序列表现为低信号背景中局灶性高信号灶。

2.2 两组研究对象的1H-MRS特征 AA患者的非造血岛骨髓1H-MRS谱线表现为脂峰高耸、水峰低平或消失(见图2A)，其造血岛1H-MRS谱线特征为水峰高耸、脂峰低平或消失(见图2B)；正常对照组的骨髓1H-MRS谱线表现为水峰稍高于(<40岁)或稍低于(>40岁)脂峰(见图2C)。AA患者非造血岛骨髓、AA患者造血岛骨髓与正常对照组骨髓的脂肪分数分别为(0.72±0.11)、(0.14±0.07)、(0.44±0.14)，组间差异有统计学意义(F=128.907，P<0.001)，AA患者非造血岛骨髓、正常对照组骨髓、AA患者造血岛骨髓的脂肪分数依次降低(均P<0.05)。

图2 两组研究对象的腰椎骨髓1H-MRS谱线注：A、B、C分别为AA组非造血岛、AA组造血岛、正常对照组的腰椎骨髓1H-MRS谱线。

2.3 多重回归分析 以年龄、水峰的峰下面积、脂肪峰的峰下面积作为自变量，分析AA患者非造血岛骨髓的脂肪分数与脂肪峰和水峰的峰下面积之间的相关性，建立的多重回归方程为Y=0.678-1.05X1+0.458X2(R2=0.94，F=105.745,P<0.001)，其中X1、X2分别为水峰和脂肪峰的峰下面积；结果提示脂肪分数与年龄无相关性(P>0.05)，与脂肪峰的峰下面积呈正相关，与水峰的峰下面积呈负相关(均P<0.05)，且水峰的峰下面积对脂肪分数的影响大于脂肪峰的峰下面积。(2)以水峰的峰下面积、脂肪峰的峰下面积作为自变量，分析正常对照组骨髓的脂肪分数与脂肪峰和水峰的峰下面积之间的相关性，建立的多重回归方程为Y=0.433-0.901X1+1.144X2(R2=0.906，F=68.716,P<0.001)，其中X1、X2分别为水峰和脂肪峰的峰下面积；结果提示脂肪分数与脂肪峰的峰下面积呈正相关，与水峰的峰下面积呈负相关(均P<0.05)，且水峰的峰下面积对脂肪分数的影响小于脂肪峰的峰下面积。见表1。

表1 多重线性回归分析结果

3 讨 论

骨髓是骨内富含细胞的结缔组织，根据其功能与成分的不同，可分为造血性红骨髓和脂肪性黄骨髓，红骨髓约含40%水、40%脂肪以及20%蛋白质和其他成分，而黄骨髓约含15%水、80%脂肪以及5%蛋白质和其他成分。随着年龄的增长,红骨髓逐渐转变为黄骨髓，其造血功能相应降低，骨髓内脂成分增多，水分减少[7]。MRI检查是对骨髓化学成分变化最敏感的影像学方法，能够显示红、黄骨髓的转换。磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)则是利用核磁共振现象和化学位移作用进行特定原子核及其化合物分析的方法，各代谢产物的峰下面积与其含量呈正比，故计算出每个代谢产物的峰下面积可推算出其含量，其中高场MRS具有较高的骨髓脂肪含量相关测量精确性[8]。正常骨髓的脂肪峰的峰下面积随着年龄的增长逐渐增大，即骨髓脂肪含量增加[7]。本研究结果显示，引起正常骨髓脂肪分数改变的主要因素是脂肪峰的峰下面积，提示脂肪成分是引起正常骨髓信号改变的主要因素。

MRI检查可以全面观察和分析AA患者的骨髓类型，评估骨髓变化状况，而MRS技术在AA中的应用价值在于定量分析患者在治疗和随访过程中骨髓的含水量，便于短期随访，减少不必要的有创检查[4]。AA是一种以骨髓增生抑制、无髓外造血为特征的疾病，其病理特征为造血性红骨髓被脂肪性黄骨髓所取代，在T1WI序列中椎体骨髓呈高信号,其信号接近于皮下脂肪信号，在STIR中其为低信号[5]。本组AA患者的腰椎骨髓MRI表现与相关文献报道[6-9]基本一致。AA患者骨髓中的脂肪组织增多，造血面积减小[10]，本研究结果显示AA患者的非造血岛骨髓波谱表现为水峰值极低，脂肪峰值极高，脂肪分数高于正常骨髓，这提示AA患者骨髓造血功能衰退。而AA患者非造血岛骨髓脂肪分数的主要相关因素为水峰的峰下面积，提示AA患者非造血岛骨髓信号改变的主要原因是水的含量变化。红骨髓的残留或治疗后造血组织再生导致AA的灶型表现，其具有造血活性，称之为造血组织岛[8]。MRI成像和波谱技术可显示AA患者骨髓中的反应性造血区域[4]。本组中有4例灶型AA患者，均见于慢性AA，MRI显示造血岛分布不均，造血岛1H-MRS提示其含水量丰富且高于正常骨髓, 脂肪分数明显降低。

临床上，AA的诊断和疗效评价主要依靠骨髓组织细胞学检查。对于弥漫型AA患者，此检查方法的结果可靠。但是对于灶型AA或混杂型AA患者，骨髓穿刺活检部位不一定为病变区，而MRI能显示患者全身骨髓分布，因此MRI是协助临床诊断AA的可靠方法。本研究的局限性为样本量较小，定量结果未提示诊断阈值，仍有待更多的病例研究进一步探讨。

综上所述，AA患者腰椎非造血岛、造血岛骨髓与正常骨髓的水脂成分均存在差异。MRI可以作为评价AA腰椎骨髓类型和状态的无创性检查方法，1H-MRS可在常规MRI基础上无创性评估腰椎骨髓水脂成分，两者可弥补局部骨髓穿刺活检的不足，为临床诊断和疗效评价提供更多信息。