PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值鉴别骨质疏松、恶性骨折的效能*

刘培举, 杜开广, 肖章

1平煤神马医疗集团总医院放射科(河南平顶山 467000)； 2平顶山市第一人民医院骨外一科(河南平顶山 410402)

椎体压缩性骨折是外伤、骨质疏松及恶性肿瘤等病因所致椎体高度降低，按病因可分为良性骨折、恶性骨折，其中良性骨折主要由骨质疏松所致，而恶性骨折主要病因是骨髓瘤、转移瘤等[1]。临床能准确鉴别椎体压缩性骨折良恶性对指导临床制定治疗方案至关重要。目前正电子发射计算机断层显像(PET)/CT、腰椎定量计算机断层扫描(QCT)、磁共振成像(MRI)是临床诊断骨骼、软组织病变常用影像学技术，尽管三者均可从组织形态、组织生理特征等方面为临床提供诊断信息，但椎体压缩性骨折受其特殊解剖结构影响，上述技术单纯应用在鉴别骨折良恶性层面仍有一定难度[2-4]。如何有效提升椎体压缩性骨折恶性鉴别效能是当前急需解决问题之一。本研究首次探讨PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值与恶性椎体压缩性骨折的关系及联合鉴别骨质疏松、恶性骨折的效能，旨在为临床完善对应鉴别诊断机制提供参考。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年4月至2020年10月我院收治的86例骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)患者(OVCF组)及86例恶性椎体压缩性骨折患者(恶性组，其中57例骨髓瘤，29例转移瘤)。纳入标准：经实验室、影像学及病理诊断确诊；均接受PET/CT表现、腰椎QCT、MRI检查；入组前未接受任何相关治疗；患者、家属知情理解签署同意书。排除标准：结核及其他感染性疾病所致椎体骨折；陈旧性骨折者；创伤及暴力所致骨折者；其他部位骨折者；体内有金属植入物者；有精神及认知缺陷者。本研究通过伦理委员会批准(2017PMS-KY-31)。

1.2 方法 (1)PET/CT检查：采取德国Siemens公司Biograph 16 PET/CT仪，检查前4～6 h禁食，经肘静脉注射美国CTI公司所提供18F-FDG 显像剂，完成注射嘱避光、平卧休息1 h再实施PET/CT检查；首先常规CT扫描，范围是颅顶-股骨中上段，参数设置：电流50 mA,电压120 kV，螺距1.5，层厚5 mm，层间距3 mm，矩阵512×512；完成后再实施PET检查，2.50 min/床位，采集7～8个床位；PET数据经CT扫描衰减校正，迭代法重建，获取横断位、矢状位、冠状位数据，工作站自动完成图像融合，记录最大标准摄取值(SUVmax)。(2)腰椎QCT检查：参数设置：电流 125 mA,电压120 kV，床高78 cm，螺距0.938，扫描时间0.5 s，重建视野(field of vie，FOV)40 cm；(3)MRI检查：采用美国GE Brivo MR 355 型1.5 T MRI扫描仪，脊柱相控阵线圈，仰卧位；首先常规MRI序列扫描，包括矢状位自旋回波T1WI，快速自旋回波T2WI(TE 126 ms，TR 2 160 ms)、脂肪抑制T2WI，轴位快速自旋回波脂肪抑制T2WI扫描，层间隔1 mm，层厚4 mm；回波三点法水脂分离扫描参数：TE 102 ms，TR 2 736 ms，层间隔1 mm，层厚3 mm，矩阵288×288，NEX 2；扫描完成数据传送至图像工作站，记录脂/水像、MRI同反相位信号比值。

1.3 观察指标 (1)两组一般资料比较。(2)两组PET/CT表现、SUVmax比较。(3)两组腰椎QCT、MRI同反相位信号比值比较。(4)恶性椎体压缩性骨折的影响因素。(5)PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值的鉴别价值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0统计软件，计数资料以例数描述，采用2检验，等级资料采用秩和检验；计量资料采取 Bartlett 方差齐性检验与 Kolmogorov-Smirnov 正态性检验，均确认具备方差齐性且近似服从正态布，以平均数±标准差描述，两组间比较采用独立样本t检验；logistic回归方程分析相关因素；受试者工作特征(ROC)曲线分析鉴别诊断价值。均采用双侧检验，α=0.05。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 两组间一般资料差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料对比 例(%)

2.2 两组PET/CT表现比较 两组软组织肿块影、病变椎体附件受累分布比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组PET/CT表现比较 例(%)

2.3 两组腰椎QCT、MRI同反相位信号比值比较 OVCF组腰椎QCT BMD、反相位/同相位信号比值低于恶性组，脂/水像信号比值高于恶性组(P<0.05)。见表3。

表3 两组PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值对比

2.4 恶性椎体压缩性骨折影响因素的logistic回归方程分析 以是否发生恶性椎体压缩性骨折为因变量，0=未发生，1=发生；纳入软组织肿块影、病变椎体附件受累、腰椎QCT BMD、脂/水像、反相位/同相位信号比值作为自变量，其中软组织肿块影、病变椎体附件受累为二分类变量，0=无，1=有，腰椎QCT BMD、脂/水像、反相位/同相位信号比值为连续变量，以两组均值为界进行分层，1=低于均值，2=高于均值；应用逐步回归分析策略，结果显示软组织肿块影、病变椎体附件受累、腰椎QCT BMD、脂/水像、反相位/同相位信号比值均与恶性椎体压缩性骨折有关(P<0.05)。见表4。

表4 恶性椎体压缩性骨折影响因素的logistic回归方程分析

2.5 PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值的鉴别价值 以恶性组为阳性样本，以OVCF组为阴性样本，绘制ROC曲线，结果显示，病变椎体附件受累鉴别OVCF和恶性骨折的ROC曲线下面积(AUC)最大，其次是腰椎QCT BMD、反相位/同相位、脂/水像、软组织肿块影；由于软组织肿块影特异度最高，反相位/同相位的敏感度最高，故采用SPSS软件的联合应用ROC理论模式，即LogP模式：对各单独应用指标进行综合回归，建立logistic鉴别诊断评估模型，再依据所得回归系数β，归一化加权计算并对应处理各样本资料，并据其进行软组织肿块影与反相位/同相位联合应用的ROC曲线分析，结果显示，软组织肿块影联合反相位/同相位鉴别OVCF与恶性骨折的AUC为0.974，见图1，ROC曲线分析结果见表5。

表5 PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值的鉴别价值

图1 PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值的鉴别价值

3 讨论

椎体压缩性骨折、尤其是骨髓瘤、转移瘤等所致恶性椎体压缩性骨折，及时鉴别诊断是临床有效治疗，改善患者预后的关键环节。目前病理诊断是仍是临床鉴别良恶性疾病的“金标准”，但存在创伤性，且检查结果易受取材部位限制，而常规影像学，如X线、CT、MRI等在椎体压缩性骨折良恶性鉴别诊断中亦有一定局限性[5-6]。

PET/CT不仅可提供检查部位形态特征改变信息，且可根据局部组织代谢状态进行诊断[7-8]。田萍等[9]研究表明，椎体压缩性骨折患者病变椎体旁软组织肿块、附件受累特征是鉴别其良恶性的重要间接征象。本研究也发现，PET/CT检查中OVCF患者无软组织肿块影及病变椎体附件受累情况出现，但从恶性组不难看出仍有部分患者与OVCF存在一定重叠，可能造成漏诊。分析主要是因良性椎体压缩性骨折部位附近软组织影多为少量出血及软组织水肿所致，附件受累概率较低；恶性骨折中转移瘤生长迅速，易破坏骨皮质而形成软组织肿块，且病灶自Batson静脉丛逆流至椎体静脉易累及附件，而骨髓瘤早期呈弥漫性浸润可同时累及附件，后期骨皮质被破坏，侵入附近软组织而形成软组织肿块[10-13]。本研究所取恶性骨折病例中病变椎体附件受累占比84.88%，有软组织肿块影占比仅11.63%，可能与选例处于早期有关，如：骨髓瘤早期患者骨皮质尚未破坏，未形成软组织肿，此可能是造成部分患者漏诊的主要因素之一，同时亦提示临床需积极完善鉴别诊断方案。另外，本研究发现两组SUVmax相似，其原因是恶性组包含骨髓瘤与转移瘤患者，虽然转移瘤SUVmax常高于骨质疏松患者，但骨髓瘤患者SUVmax与骨质疏松相似[1]，而研究所纳入骨髓瘤患者多于转移瘤，因此恶性组与OVCF组SUVmax无明显差异。

腰椎QCT是近年随CT技术及设备发展、完善而逐渐应用于临床的一种腰椎骨密度测量技术。目前QCT在绝经后骨质疏松评价方面已有大量报道，其能分别检测松质骨、皮质骨的骨密度，且能提供骨小梁、骨几何信息[14-17]。孙晶等[18]对多发性骨髓瘤患者实施腰椎QCT检查所测腰椎QCT BMD平均值为(83.24±33.73) mg/cm3。本研究结果显示，恶性组腰椎QCT BMD平均值(83.56±20.49) mg/cm3低于OVCF组(P<0.05)，说明OVCF患者BMD降低更显著，或可作为临床鉴别其良恶性的参考依据之一。但临床实践中骨髓瘤所致椎体压缩性骨折发生发展中常伴不同程度局灶性腰椎骨质破坏，影响局部骨密度[19]。本研究结果亦显示，不同性质椎体压缩性骨折患者间腰椎QCT BMD存在大范围重叠，其诊断敏感性有待商榷。MRI同反相位信号比值是近年改进的三点式DIXON水脂分离技术，即通过脂肪、水质子间共振频率差异反应目标组织信号特征[20-21]。陈训贵等[22]研究中显示，恶性椎体压缩性骨折脂/水像值升高，而反相位/同相位值降低。本研究结果与此一致，恶性组反相位/同相位信号比值高于OVCF组，脂/水像信号比值低于OVCF组(P<0.05)，客观说明MRI同反相位信号比值可应用于椎体压缩性骨折良恶性判断，但少数情况各种病变信号互相混杂，此技术单纯应用仍存在片面性。本研究logistic回归方程分析显示，软组织肿块影、病变椎体附件受累、腰椎QCT BMD、脂/水像、反相位/同相位信号比值均与恶性椎体压缩性骨折有关(P<0.05)，反映上述指标联合检查或可提升良恶性椎体压缩性骨折鉴别效能。进一步ROC分析显示，软组织肿块影联合反相位/同相位诊断恶性椎体压缩性骨折的AUC为0.974，特异度达100.00%，敏感度达90.70%，说明此诊断方案具有较高诊断效能，可为临床制定治疗方案提供参考。但本研究不足之处在于未对PET/CT表现、腰椎QCT、MRI同反相位信号比值联合诊断方案指导下所制定治疗方案效果进行探究，需后期进一步探究。

综上所述，恶性椎体压缩性骨折在影像学诊断中可见软组织肿块影，常累及病变椎体附件，且可造成BMD、脂/水像及反相位/同相位信号比值异常，软组织肿块影联合反相位/同相位诊断可提高鉴别诊断效能，以指导临床制定治疗方案。

利益相关声明：本文无利益冲突。

作者贡献说明：刘培举：酝酿和设计试验、实施研究、起草论文、采集数据、统计分析、分析/解释数据；杜开广：实施研究、采集数据、审阅论文内容；肖章：酝酿和设计试验、实施研究、分析/解释数据、审阅论文内容、获取研究经费。