IVIM序列磁共振成像对脊柱转移瘤和结核的鉴别诊断价值

1.北京朝阳中西医结合急诊抢救中心医学影像科(北京 100023)

2.北京积水潭医院医学影像科(北京 100035)

王海燕1 邢锡跃1 马都平1 赵小秋1 顾 翔2,*

脊柱结核与脊柱转移瘤患者临床均表现出受累椎体区持续性叩击痛，影像学检查均为椎体骨质破坏以及炎性水肿，但两者治疗方案不同，且诊断鉴别存在一定困难[1-2]，因此探寻准确性更高的临床诊断方案以帮助制定有效临床治疗方案具有重要意义。磁共振成像(MRI)为临床常用检测方式，但临床实践显示常规序列MRI检测难以分辨脊柱结核以及脊柱转移瘤，随着MRI硬件及序列技术的发展，体素内不相干运动(IVIM)序列等通过扩散成像，可提供更多微观结构信息[3]，但目前IVIM在脊柱病变中应用较少。本研究旨在分析脊柱结核与脊柱转移瘤患者IVIM指标变化并分析其诊断价值，以期为提高脊柱结核与脊柱转移瘤的临床诊断分辨效果提供一定的理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2015年8月至2019年3月经我院收治的23例脊柱结核和31例脊柱转移瘤患者的临床资料。脊柱结核组男性13例，女性10例。脊柱转移瘤组男性17例，女性14例；原发肿瘤：肺癌14例、乳腺癌9例、食管癌3例、肝癌3例、结直肠癌1例、胰腺癌1例。所有患者均签署MRI检查知情同意书。本研究经我院医学伦理委员会审核，并在其全程监督下进行。纳入标准：入组患者(脊柱结核、脊柱转移瘤)均经病理检查确诊[4]；脊柱结核患者具有典型的结核分支杆菌感染临床表现[5]；临床资料完整；无脊柱外伤史。排除标准：具有有创活检、病变局部有手术治疗史；脊柱腰骶部外伤患者；有幽闭恐惧症等精神疾病，不能配合影像学检查者；病灶椎体合并压缩性骨折等；体内有金属植入物。

1.2 影像学检查方法检查所用仪器为Philips公司生产的3.0T超导型磁共振扫描仪，选择线圈包括全脊柱8通道相控阵表面线圈、腹部线圈。分别对患者进行常规序列MRI检查及IVIM序列MRI检查。常规序列MRI检查包括矢状位快速梯度回波序列T2WI(重复时间为2050ms，回波时间为125ms，回波链长度为21，矩阵为320×320)、轴位T2WI(重复时间为4000ms，回波时间为125ms，回波链长度为21，矩阵为160×160，层厚设置为4mm，层间距设置为1mm，视野为200mm×200mm)、快速自旋回波T1WI(重复时间为2000ms，回波时间为24ms，回波链长度为5，矩阵为320×224)以及短时间反转恢复序列STIR(重复时间为2700ms，回波时间为50ms，回波链长度为17，矩阵设置为320×192，层厚设置为4mm，层间距设置为1mm，视野为280mm×280mm)。IVIM序列MRI检查：重复时间为3529ms，回波时间为60ms，视野为280mm×340mm，层厚设置为5mm，层间距设置为0.5mm，矩阵为128×160，扫描时间为12min，b值分别为20、50、100、150、200、600、800、1000、1200、1500、1800以及2000s/mm2，平均信号数为2。观察两组MRI影像学表现情况，将IVIM序列MRI检查原始图像传至工作站，由2名高年资影像专业医师共同协商勾画感兴趣区，尽量包括病灶的实性成分，同时避开坏死部分，采用双指数模型获得代表纯水分子的扩散运动的慢速扩散系数(ADCslow)、代表灌注相关的扩散系数的快速扩散系数(ADCfast)、代表快速扩散系数所占比例的快速扩散分数(FF值)。

1.3 统计学方法使用SPSS17.0统计软件进行分析。计量资料，使用()来表示，组间各项指标差异比较使用独立样本t检验，计数资料以n(%)表示，通过χ2检验进行比较，与病理诊断的检查结果的一致性比较使用配对χ2检验进行比较，并利用受试者工作特性曲线确定截断值计算诊断的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确率，P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 病例累及锥体及分布情况23例脊柱结核患者共受累锥体45个，其中颈椎9个(20.00%)、胸椎19个(42.22%)、腰椎17个(37.78%)。31例脊柱转移瘤患者共受累锥体51个，其中颈椎12个(23.53%)、胸椎25个(49.02%)、腰椎14个(27.45%)。

2.2 IVIM序列MRI对所有病例的检查参数比较脊柱结核组显著ADCslow低于脊柱转移瘤组，有统计学意义(P<0.05)，而两组ADCfast、FF值比较，差异不明显(P>0.05)，差异无统计学意义(表1)。

表1 IVIM序列MRI对所有病例的检查参数比较()

表1 IVIM序列MRI对所有病例的检查参数比较()

2.3 MRI影像学表现情况比较脊柱结核的常规MRI显示椎体骨质破坏较重，椎体形态失常，椎间隙明显变窄，椎体信号不均匀，可有明显椎旁脓肿。脊柱转移瘤常MRI示椎体及附件均可受累，信号多样。脊柱转移瘤组骨质破坏类型为混合型以及病灶形态为类圆形的比例显著高于脊柱结核组，病灶形态为梭形比例显著低于脊柱结核组(P<0.05)，见表2。

表2 MRI影像学表现情况比较[n(%)]

2.4 IVIM序列MRI与常规序列MRI鉴别诊断脊柱转移瘤和结核与病理诊断一致性比较IVIM序列MRI与常规序列MRI鉴别诊断脊柱转移瘤和结核与病理诊断一致性比较，差异无统计学意义(P>0.05)，说明两种检查方法对鉴别诊断脊柱转移瘤和结核均有一定的诊断价值，见表3。

表3 IVIM序列MRI与MRI鉴别诊断脊柱转移瘤和结核与病理诊断一致性比较[n(%)]

2.5 两种检查方法诊断效能比较IVIM序列MRI检查对脊柱转移瘤和结核诊断的灵敏度、特异性、准确率均高于常规序列MRI检查，其中IVIM序列MRI检查准确率显著高于常规序列MRI检查，差异具有统计学意义(χ2=4.267，P=0.039)，见表4。

表4 两种检查方法诊断效能比较(%)

3 讨 论

随着MRI技术的不断完善，MRI检查的临床应用率逐渐提高，多种新型序列的应用，如扩散峰度模型、IVIM模型等，大幅提高了其对组织病变的敏感性[6-8]。本研究对脊柱转移瘤和结核患者应用常规序列MRI检查及IVIM序列检查，结果显示，23例脊柱结核患者共受累锥体45个，其中颈椎9个(20.00%)，胸椎19个(42.22%)，腰椎17个(37.78%)。31例脊柱转移瘤患者共受累锥体51个，其中颈椎12个(23.53%)，胸椎25个(49.02%)，腰椎14个(27.45%)，与张振显等[9]的研究结果类似。进一步对其病变情况进行观察，发现脊柱转移瘤组骨质破坏类型为混合型以及病灶形态为类圆形的比例显著高于脊柱结核组，病灶形态为梭形比例显著低于脊柱结核组，说明脊柱转移瘤椎体破坏情况比较复杂，且病灶形态也可作为与脊柱结核患者鉴别的参考依据。

IVIM基于双指数模型，可以同时获得灌注和扩散信息，既往在脑胶质瘤分级的诊断中具有较好的应用[10]。ADCslow、ADCfast、FF值均为IVIM序列参数，ADCslow为病变区域纯水分子扩散系数，值越高说明水分子扩散快，细胞密度低，ADCfast可反映病变区域灌注相关扩散效应，ADCfast升高提示微循环越丰富，灌注分数FF值越高则说明血流灌注在水分子扩散中影响占比越高[11-12]。本研究结果显示，脊柱结核组显著ADCslow显著低于脊柱转移瘤组，而两组ADCfast、FF值比较，差异不明显，分析其原因为脊柱结核病理表现为干酪样坏死，为特殊类型凝固性坏死[13]，脊柱转移瘤组病变区域病理表现为肿瘤细胞恶性增殖可导致骨组织损伤，降低骨小梁数目及骨密度[14-15]，因此脊柱结核组水分子扩散更缓慢，ADCslow值更低。而组织血流灌注及血流灌注在水分子扩散中影响则无明显差异，可能原因为脊柱转移瘤及脊柱结核病变区域，细胞坏死及骨质破坏情况不一，本研究所选取的感兴趣区，无法准确地体现组织血流灌注情况，IVIM具体指标辅助诊断鉴别脊柱转移瘤及脊柱结核效果，有待进一步大样本研究数据予以证明。

本研究结果还显示，IVIM序列MRI与常规序列MRI鉴别诊断脊柱转移瘤和结核与病理诊断一致性均较高，进一步对诊断价值进行分析，发现IVIM序列MRI检查对脊柱转移瘤和结核诊断的灵敏度、特异性、准确率均高于常规序列MRI检查，其中IVIM序列MRI检查准确率显著高于常规序列MRI检查，差异具有统计学意义。既往研究显示IVIM在乳腺癌、前列腺癌等肿瘤性疾病中具有良好的应用[16-18]。本研究发现其在分辨脊柱转移瘤和脊柱结核中诊断价值亦较高，可能原因为常规MRI序列并未考虑灌注因素对扩散信号的影响，而IVIM序列MRI检测对生物组织内复杂的扩散信息的反映更为准确[19]。

综上所述，MRI检查可显示脊柱转移瘤和结核病理变化，其中IVIM序列MRI对脊柱转移瘤和结核的鉴别诊断效能较高，值得临床推广应用。