3.0T mDIXON-Quant技术在围绝经期女性椎体骨髓脂肪定量测量中的应用

潘 虹 李嘉琪 易云平 张思伟

广州中医药大学第二附属医院 广东广州 510120

围绝经期女性由于体内雌激素水平减低，成骨细胞受抑制，破骨亢进，破骨影响骨重建，造成骨量减少及骨强度减低，增加了骨折风险，因此应早期发现，早期干预。早期评估骨质改变以双能X检查测量(DXA)的骨密度为金标准，但骨密度改变较缓慢，对围绝经期女性骨质早期改变的诊断效能有限。随着磁共振新技术的发展，水脂分离技术能定量测量活体脏器脂肪含量，已成熟地运用在腹部脏器中，已有部分研究表明[1-2]此技术能精确评估骨骼骨髓内脂肪含量。围绝经女性由于身体内激素水平下降，尤其是雌激素水平下降，对骨骼影响较前明显[3-4]，因此，本研究通过回顾性分析围绝经期女性及健康对照组腰椎椎体骨髓内平均脂肪分数(FF)，评估其临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析我院2020年1月—2020年10月符合入组条件的围绝经女性[平均年龄为(53.21±2.51)岁]135例及同年龄段正常经期非骨质疏松女性60例[平均年龄为(51.55±1.52)岁]为对照组,同时行腰椎mDIXON-Quant检查及双侧X线检查。纳入标准：病例无陈旧及新发骨折病史。排除标准：糖尿病、骨代谢性疾病、全身性疾病及恶性肿瘤患者；糖皮质激素、维生素D及钙剂应用者；自身免疫系统疾病患者。所有病例检查前均知情同意。

1.2 扫描设备

1.2.1 DXA扫描 采用Hologic Discovery双能X线骨密度仪，检测部位为腰椎L1～4及左髋。根据WHO诊断标准：腰椎和/或左髋T≤-2.5 SD，就诊断为骨质疏松；因此本研究中将围绝经期女性分为两组，即非骨质疏松亚组(非OP亚组)与骨质疏松亚组(OP亚组)。对照组为同年龄段经期正常非骨质疏松志愿者。

1.2.2 MR扫描 采用飞利浦3.0T MR扫描仪行常规MR扫描及mDIXON-Quant扫描，扫描序列包括常规序列(矢状位T1WI、T2WI及fs-T2序列)，mDIXON-Quant序列扫描参数为TE 1.3 ms、TR 9.1 ms，体素为2.5 mm×2.5 mm×3 mm，层厚3 mm，FOV为180 mm×135 mm×90 mm，反转角为3°，矩阵为72×54，激励次数为1，扫描时间42 s；扫描后系统自动生成6幅图像(正位相、反位相、水相、脂相、FF图像、T2*图像)。后处理采用飞利浦ISPV7工作站，在FF图上经椎体正中矢状位绘制感兴趣区(region of interest，ROI)，ROI面积为0.3～0.5 cm2，注意避开前后缘骨皮质及椎间盘，测量L1～4椎体FF值，每个椎体测量3次取其平均值。

1.3 统计分析

2 结果

2.1 围绝经期OP亚组与非OP亚组一般资料及相关参数比较

围绝经期骨质疏松亚组与非骨质疏松亚组比较，两组骨密度(BMD)、年龄、FF值差异具有显著统计学意义，非OP亚组年龄、FF值低于OP组， BMD高于OP亚组，两者BMI无统计学差异(见表1)。

表1 围绝经期女性OP亚组与非OP亚组一般资料及相关参数比较

2.2 围绝经期女性腰椎BMD、FF及年龄相关性分析

以L1～4椎体平均BMD作为因变量，以年龄、L1～4椎体骨髓平均FF值作自变量，进行相关性分析。结果显示腰椎BMD与年龄及FF值呈负相关，相关系数系数分别为-0.564、-0.450，年龄与腰椎FF值呈正相关，相关系数为0.436。

2.3 围绝经期女性非骨质疏松组与对照组比较

围绝经期女性非骨质疏松亚组(非OP亚组)与对照组比较，两组腰椎FF值差异具有显著统计学意义，围绝经期非骨质疏松亚组FF值高于对照组，两者年龄、腰椎BMD、BMI差异无统计学意义(见表2)。

表2 围绝经期女性非OP亚组与对照组一般资料及相关参数比较

3 讨论

骨质疏松症主要特征是骨量减低，骨内微观结构退化，骨的脆性增加，脆性骨折发生概率明显增大。女性随着年龄的增加，其骨密度及骨强度均会出现明显变化，尤其老年女性骨质疏松合并病理性骨折发病率明显增高[5]，因此应该早期预防、早期介入。围绝经期是妇女从壮年向老年的过渡时期，是指从45岁左右开始至停经后12个月内的时期，其内分泌、生物学均出现明显变化。围绝经期是卵巢功能衰退的征兆。在围绝经期早期发现女性患者骨强度变化，早期预防和介入，可以显著减轻患者家庭及社会负担，提高患者生活质量。

3.1 DXA检查的局限性及mDIXON-Quant技术的优势

以往通过DXA检测骨密度来评价强度改变需要时间较长，通常需6个月以上，DXA反映的是骨皮质和骨松质的总和，测量结果为面积骨密度，此外椎体骨质增生及周围软组织钙化(腹主动脉硬化等)，均导致DXA不能准确显示骨密度的真实变化[6-7]。骨松质的表面积和体面积比值高，代谢转化率比骨皮质高，因此研究骨松质的改变能更早反映骨强度的变化。mDIXON-Quant技术是一种水脂分离算法，通过调节回波时间TE，得到的图像中脂肪氢质子与水分子氢质子同相(in-Phase，IP)、反相(opposed-phase，OP)或部分反相，从而让水分子氢质子产生的信号与脂肪氢质子产生的信号相加、相减或部分相减，再从采集得到的复数图像中经过代数运算，得到水和脂肪含量[8-9]。已有研究表明[10-13],mDIXON-Quant技术能准确测量椎体骨松质的脂肪含量，能早期无创检测围绝经期女性椎体脂肪含量的改变，Zhao等[14]发现椎体脂肪定量能早期筛查出患者是否骨质疏松，敏感性及特异性均优于传统DXA及QCT，其扫描时间短，后处理简单，可通过三维重建获得满意的图像，且一次扫描可实现多个椎体的成像，结果稳定可靠，可重复性强[2-3]，能更全面地评估骨松质及骨髓情况。

3.2 女性激素水平对围绝经期女性椎体脂肪含量的影响

本研究显示围绝经期女性骨质疏松亚组年龄明显高于非骨质疏松亚组，骨质疏松组椎体脂肪含量明显高于非骨质疏松亚组，并且相关性明显，说明年龄越大围绝经期女性越容易发生骨质疏松，并且骨质疏松患者椎体脂肪含量明显增高，结果与以往研究一脉相承，以往研究[3,5,14-17]，多集中于绝经后女性骨质疏松的研究，本研究将年龄段提前至围绝经期，更有助于临床诊疗。此外本研究发现，在年龄、BMI及BMD无差异的情况下，正常经期非骨质疏松女性椎体内脂肪含量明显低于围绝经期非骨质疏松女性，究其原因主要是女性患者进入围绝经期后，其内分泌已经发生变化。研究表明随着围绝经期及绝经期到来，女性体内激素紊乱，主要是雌激素减低，导致骨髓内间充质干细胞首先分化为脂肪细胞，向成骨细胞分化减少，造成骨髓脂肪含量增加；雌激素减低亦使成骨细胞活跃性减弱，破骨细胞活动增强，骨量丢失增加；有研究显示骨髓内脂肪增加负向调控成骨过程[18-19]，进一步导致骨量减少。其次，年龄的增加会加剧间充质干细胞向脂肪细胞的转化，进一步增加椎体脂肪含量，降低骨密度[5]。第三，雌激素减低亦会引起下丘脑-垂体轴的负反馈调节，促使垂体分泌大量的卵泡刺激素(FSH)。研究表明[20]，间充质干细胞和破骨细胞表达卵泡刺激素受体(FSHR)，FSH与FSHR结合，影响并减少间充质干细胞的骨转化，引起骨质流失，导致围绝经期及绝经期女性骨量丢失加剧。因此围绝经期女性骨质疏松的发生发展是多因素共同引起，临床既要关注激素水平异常，也要关注骨髓脂肪含量改变，为早期诊断骨质疏松提供影像依据。

mDIXON-Quant扫描技术能定量评估椎体脂肪含量，对评价围绝经期及绝经后中老年女性患者骨质疏松程度、骨折风险、骨质疏松疗效等具有早期指导作用；但此技术亦有不足，仅能评估脂肪含量，而椎体成分复杂，包括羟基磷灰石、黄骨髓 (主要是脂肪) 、红骨髓、水及胶原基质等物质，测量结果仅能反映部分骨质改变。在今后的研究中可以联合能谱CT分析其他成分，能更加全面地反映骨质改变情况。