双源双能量CT虚拟去钙技术在胸腰椎骨髓水肿检测中的应用价值

魏景欣 杨 丽 陈小玫 刘 彪 黎军强

( 广西省贵港市人民医院放射科 ， 广西 贵港 537100 )

基金项目：贵港市科学研究与技术开发计划项目，合同编号：贵科转1607012

随着我国经济建设高度发展，逐渐提升了脊柱骨折的发生率，其中最常见的是胸腰椎脊柱骨折，在CT或X线平片上表现为无骨折线，椎体呈楔形变，临床判断其为新鲜或陈旧骨折[1]，选择MR或 ECT 的方式进行鉴别诊断，但是此种方式存在一定局限性，检查时间较长、费用较高。MR 检出骨髓水肿敏感度高，不适用于MR 检查禁忌证或急性危重患者，对患者的配合程度要求较高。当前双源CT 双能量技术的价值等获得广泛认可，能够实现对外伤及骨质疏松等骨髓水肿的检出[2]。此次研究通过对2019年3月-2020年3月胸腰椎骨髓水肿患者50例的临床资料进行统计分析，采用双源双能量CT虚拟去钙技术诊断检查，结果报告如下。

临床资料

1 一般资料：选取胸腰椎骨髓水肿患者50例作为观察组，在我院于2019年3月-2020年3月进行诊断检查，并选择同期收治的体格检查未见阳性、DR及CT未见异常征象患者50例为对照组，对2组实施双源双能量CT虚拟去钙技术检查。对比分析2组图像诊断骨髓水肿检测价值情况。患者均自愿参与本研究，签订了知情同意书。(1)纳入标准：符合胸腰椎骨髓水肿诊断标准；既往无精神病史者；研究对象依从性良好；基本资料完整。(2)排除标准：心、肺、肾功能不足；不同意此次观察者。观察组年龄30-55岁，平均为(42.2±1.1)岁，男34例，女16例；对照组年龄31-54岁，平均为(41.8±1.3)岁，男33例，女17例。对比一般资料，无统计学差异，(P>0.05)。

2 方法

2.1 CT扫描及后处理：采用西门子第3代DECT将患者的胸腰椎图像采集下来，依据患者受伤与疼痛部位将扫描范围确定下来。采用Bone Marrow软件(Dual-Energy选项卡，Syngo Via CT后处理工作站(版本VBl0))处理分析图像。由1名高年资影像科医师(观察者B)、1名高年资脊柱外科医师(观察者A)分别独立观察评估，定量测量CT、MR图像并进行主观评分(VS)，如果缺乏一致的结果，则由另外1名高年资影像科医师(观察者D)、1名高年资脊柱外科医师(观察者C)共同讨论后，将一致结果获取过来。VS标准：椎体正常、具有正常的椎体高度、连续的骨皮质、无骨髓水肿存在于椎体中评定为1分，陈旧性压缩性骨折、具有较短的椎体前缘、呈楔形、无显著骨髓水肿存在于椎体中评定为2分，椎体骨挫伤、具有正常的椎体高度、连续的骨皮质、有骨髓水肿存在于椎体中评定为3分，新鲜骨折、椎体骨皮质断裂或呈楔形、有骨髓水肿存在于椎体中评定为4分。在正中矢状位图像上定量测定1-2分椎体，将感兴趣区(ROI)手工勾勒出来，方向为沿着椎体外缘，软件将混合比为0.5的混合能量图像的常规CT值(rCT)、虚拟去钙后的CT值(VN.ca)自动给出；在矢状位上具有最显著骨髓水肿的层面测量3-4分椎体，将ROI手工勾勒出来，在此过程中沿着水肿区边缘，将相同的测量参数记录下来。观察者A、观察者B并不了解患者的MR检查结果。

2.2 MR扫描：采用西门子3．0T Verio MR扫描仪将患者的胸椎或腰椎图像采集下来，依据临床要求将扫描范围确定下来。扫描序列包括矢状位T1WI序列、FS-T2WI序列。依据VS标准，观察者C、观察者D在C、D在Syngo MR workplace工作站对MR图像进行独立评分，如果缺乏一致的评分，则协商，对椎体骨髓水肿发生情况进行判断。在正中矢状位T1WI图像上将1-2分椎体ROI手工勾勒出来，方向为沿着椎体外缘，将椎体的信号强度记录下来；依据矢状位FS-T2WI将3-4分椎体具有最显著骨髓水肿的层面选取出来，在相应的T1WI图像上将ROI手工勾勒出来，方向为沿着水肿区边缘，将椎体的信号强度记录下来。依据FS-T2WI将1个无退变发生的椎间盘选取出来，在正中矢状位T1WI图像上将ROI手工勾勒出来，方向为沿着其边缘，对其信号强度进行测量。将椎体与椎间盘信号强度比值(VDR)计算出来。

3 观察指标：对比分析2组图像诊断骨髓水肿检测价值情况。对骨髓水肿实施分级评价：1级：无骨髓水肿；2级：表现为色彩稍稍改变，稍高密度，骨髓轻微水肿或疑有水肿；3级：色彩转变清晰可见，呈相对高密度影，骨髓水肿并不极其显著；4级：表现为色彩、骨髓水肿十分明显[3-4]。MRI 图像上骨髓水肿和DSCT 虚拟去钙图像和分级对应：1级：无异常信号出现在T2 加权脂肪抑制图像；2级：图像呈小部分稍高信号，骨髓水肿轻微；3级：图像呈十分显著高信号，骨髓水肿十分明显，当不一致时经协商确定最终分级。测量所有观察区域的 CT 值，ROI 面积> 20 mm2， 完成DSCT 虚拟去钙图像上测量，未发现骨髓异常信号，把正常骨髓 CT 值记录下来；当ROI 处于较高密度区域，明显或怀疑观察区域有骨髓水肿[5]。

5 结果

5.1 2组骨髓水肿诊断相关指标对比：观察组胫骨上端、股骨下端骨髓水肿诊断特异性分别为96.81%、97.43%，敏感性分别为97.79%、69.04%，阴性预测值分别为92.85%、86.07%，阳性预测值分别为95.55%、96.66%；对照组胫骨上端、股骨下端骨髓水肿诊断特异性分别为100.00%、98.79%，敏感性分别为91.10%、72.72%，阴性预测值分别为95.34%、91.74%，阳性预测值分别为100.00%、98.89%。2组骨髓水肿分级具有极高的一致性，均较好(P>0.05)。且2组胫骨上端、股骨下端阳性、阴性预测值，以及敏感性、特异性对比(P>0.05)，见表 1。

表1 2组骨髓水肿诊断相关指标对比(%)

5.2 2组阴性区骨髓及其水肿阳性 CT值比较：观察组胫骨上端、股骨下端阴性区骨髓水肿CT值分别为(55.58±23.19)HU、(55.88±23.08)HU，阳性区骨髓水肿CT值分别为(59.64±22.97)HU、(59.61±22.87)HU；对照组胫骨上端、股骨下端阴性区骨髓水肿CT值分别为(54.86±22.95)HU、(55.55±22.30)HU，阳性区骨髓水肿CT值分别为(56.44±23.10)HU、(56.77±23.09)HU。椎体压缩性骨折骨髓水肿CT值在阴性和阳性有统计学意义(P<0.05)，在胫骨、股骨，无骨髓水肿出现，则CT值测量应该没有统计学意义(P>0.05)，见表 2。

表2 2组阴性区骨髓及其水肿阳性CT值比较

讨 论

近年来，椎体压缩性骨折发病率日益提升，其主要诱发因素为骨质疏松、外伤，会引发疼痛，使患者丧失功能，对患者生活质量造成了严重不良影响，如果没有得到早期诊断与外科干预，那么就会提升患者死亡率。胸腰椎压缩性骨折在临床较为常见，X线平片或矢状位CT图像上，椎体无骨折线、具有较短的前缘、呈楔形是其主要表现，这就阻碍了临床对陈旧性骨折与新鲜骨折的鉴别诊断[6]。现阶段，ECT、MRI是临床采用的主要方法，新鲜椎体骨折在ECT上有异常浓聚，在MR STIR序列或脂肪抑制T2WI序列上有水肿区出现，呈高信号，原因为其水肿、出血、骨小梁断裂。但是，在临床实践中，这2种方法有一定的局限性存在，ECT骨显像需要将骨显影剂注射到患者体内，其具有放射性，会将对患者的辐射剂量增加；MR有检查禁忌证存在。同时，二者还具有较长的检查时间、较为昂贵的价格等，通常情况下，患者需要预约检查，具有较长的等待时间，对在急诊开展造成了不良影响，也将极大的不便带给了临床工作[7]。

DECT能够运用三物质分离算法去除或量化某一特定物质，比如椎体，可以将其看成一种混合物，由钙、红骨髓、黄骨髓按一定比例构成，由于与红骨髓、黄骨髓(CT值分别与软组织、脂肪接近)相比，纯钙具有显著较高的CT值，因此在CT二维图上，由纯钙到红骨髓的连线、由纯钙到黄骨髓的连线可以看做2条平行直接，钙的特征值即为其斜率。依据这一特征值可以将CT二维图上任意一点将钙质去除后的CT值计算出来，从而将虚拟去钙图像获取过来，将骨折时椎体中水肿或出血突出显示出来。有学者认为[8]，该技术能够将不同年资医师对椎体骨折的诊断准确性提升，同时对不必要的MR检查进行有效避免。骨髓水肿形成临床上多见于脊柱、髋、踝等关节部位，主要以外伤性为主，水肿及骨小梁微骨折、骨髓内出血、细胞液外渗等均是产生的临床表现。DSCT能分离或去除掉一些高密度物质，经 80kv和140kv行双能扫描，得到虚拟的平扫图像[9]。此次研究中，观察组胫骨上端、股骨下端骨髓水肿诊断特异性分别为96.81%、97.43%，敏感性分别为97.79%、69.04%，阴性预测值分别为92.85%、86.07%，阳性预测值分别为95.55%、96.66%；对照组胫骨上端、股骨下端骨髓水肿诊断特异性分别为100.00%、98.79%，敏感性分别为91.10%、72.72%，阴性预测值分别为95.34%、91.74%，阳性预测值分别为100.00%、98.89%。2组骨髓水肿分级具有极高的一致性，均较好。且2组胫骨上端、股骨下端阳性、阴性预测值，以及敏感性、特异性对比差异不显著。由于这一伪影主要在胸腰椎交界的区域中出现，因此说可能受到横膈运动的影响。基于此，临床应该更为慎重地在胸腰椎交界区域对椎体骨髓水肿进行诊断，将患者症状体征、临床病史等有机结合起来，将综合判断做出来。在定量测量方面，rCT、VNCa均能够将椎体信号强度的VDR有相关关系存在反映出来，与无骨髓水肿患者相比，有骨髓水肿患者具有较高的rCT、VNCa，其中VNCa更高。骨小梁在极大程度上决定了正常椎体的CT值，如果患者为女性，且具有偏大的年龄，那么其会伴椎体骨质疏松，骨小梁结构破坏、椎体内脂肪浸润等是其主要临床表现，患者会丢失骨量，具有较低的椎体CT值。骨髓水肿在此基础上发生会提升rCT，在虚拟去钙后的VNCa上，这一改变更为显著。因此，在椎体骨髓水肿的诊断中，虽然rCT、VNCa均有一定的价值，但是与rCT相比，VNCa具有更高的诊断效能。叠加VS和VNCa并不能将诊断效能提升[10]。本研究结果还表明，观察组胫骨上端、股骨下端阴性区骨髓水肿CT值分别为(55.58±23.19)HU、(55.88±23.08)HU，阳性区骨髓水肿CT值分别为(59.64±22.97)HU、(59.61±22.87)HU；对照组胫骨上端、股骨下端阴性区骨髓水肿CT值分别为(54.86±22.95)HU、(55.55±22.30)HU，阳性区骨髓水肿CT值分别为(56.44±23.10)HU、(56.77±23.09)HU。椎体压缩性骨折骨髓水肿CT值在阴性和阳性有统计学意义(P<0.05)，在胫骨、股骨，无骨髓水肿出现，则CT值测量应该没有统计学意义(P>0.05)，说明在胸腰椎外伤患者椎体骨髓水肿的诊断中，DECT虚拟去钙技术可以以常规CT为基础，将参考依据提供给临床对陈旧性骨折与新鲜骨折的进一步区分。

综上所述，针对胸腰椎骨髓水肿患者，采用双源双能量CT虚拟去钙技术诊断检查，改善生活质量，检测胸腰椎骨髓水肿时意义重大，具有临床应用价值。