基于椎板組織形態(tài)計(jì)量學(xué)分析MRI診斷早期氟骨癥及骨髓損傷的研究.pdf

1、目的：分析氟骨癥患者和染氟兔椎體 MRI信號(hào)強(qiáng)度及其與椎板和椎體骨形態(tài)計(jì)量參數(shù)的相關(guān)性，證明骨髓造血細(xì)胞為影響椎體信號(hào)強(qiáng)度的因素，為基于椎體信號(hào)強(qiáng)度評(píng)價(jià)氟骨癥的骨髓增生及其早期診斷的實(shí)用性提供依據(jù)。
　　材料和方法：回顧分析109例（男性57例，女性52例；年齡32-80歲，平均51歲）氟骨癥脊柱MRI和X線表現(xiàn)，其中獲36例椎板骨組織樣本。另外選擇109例（男57例，女52例；年齡34-80，平均51歲）來(lái)自非地方性氟中毒流行地

2、區(qū)的脊柱MRI作為對(duì)照病例，對(duì)氟骨癥患者椎板骨形態(tài)計(jì)量參數(shù)與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行研究。選擇3月齡新西蘭白兔，分析24例染氟開(kāi)始、90天、180天（染氟途徑為飲用水,氟含量為100mg/L）腰椎MRI的信號(hào)強(qiáng)度及其與椎體骨形態(tài)計(jì)量參數(shù)的關(guān)系，并與8例對(duì)照組比較（飲用水氟含量<0.9mg/L），證明椎體骨形態(tài)計(jì)量參數(shù)改變對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響。
　　結(jié)果：109例氟骨癥患者的脊柱X-線片有骨硬化征象者77例（77/109,70.6％），骨質(zhì)疏

3、松29例（29/109,26.6%），正常骨質(zhì)3例（3/109,2.8%）。MRI的T1加權(quán)成像（T1WI）顯示椎體為低信號(hào)25例（25/109,22.9%），等信號(hào)52例（52/109,47.7%），高信號(hào)32例（32/109,29.4%）；短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（STIR）顯示椎體為低信號(hào)104例（104/109,95.4%），等信號(hào)有或無(wú)局灶性高信號(hào)5例（5/109,4.6%）。對(duì)椎體T1WI、T2加權(quán)成像（T2WI）、STIR信噪比（

4、SNR）分析發(fā)現(xiàn)氟骨癥低于對(duì)照組，配對(duì)t檢驗(yàn)顯示差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。依椎體T1WI低信號(hào)診斷骨硬化有6.0倍的優(yōu)勢(shì)比（OR=6.041,95% CI2.44-14.91,P<0.001）。對(duì)36例椎板骨形態(tài)計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)平均骨髓造血細(xì)胞容積占骨髓組織的78.3%，依骨髓增生診斷標(biāo)準(zhǔn)氟骨癥患者有較活躍的骨髓增生（診斷標(biāo)準(zhǔn)：造血細(xì)胞容積占骨髓組織的41%~60%為骨髓增生正常，61%~80%為增生較活躍，81%~100%為增生

5、極度活躍）。該36例的T1WI顯示椎體為低信號(hào)11例（11/36,30.6%），等信號(hào)15例（15/36,41.7%），高信號(hào)10例（10/36,27.8%）。椎板骨組織形態(tài)計(jì)量分析顯示低信號(hào)組的造血細(xì)胞容積占骨髓組織的92.3%，為骨髓增生極度活躍；等信號(hào)組占79.4%，為增生較活躍；高信號(hào)組占61.1%，接近骨髓增生正常。方差分析顯示三組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=66.849，P<0.001）。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示造血細(xì)胞與

6、T1WI呈負(fù)相關(guān)（r=-0.940，P<0.001），與STIR無(wú)相關(guān)性（r=-0.262，P=0.123）。36例有椎板組織樣本患者中發(fā)現(xiàn) X-線片有骨硬化征象者23例（23/36,63.9%），骨質(zhì)疏松者13例（13/36,36.1%）。椎板骨形態(tài)計(jì)量分析顯示骨硬化者的造血細(xì)胞容積平均值（84.2±9.6%）明顯高于骨質(zhì)疏松（69.5±10.9%），兩樣本t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.839，P=0.003）。依T1WI低信號(hào)

7、診斷骨髓增生的敏感度和特異度分別是100%和60%，診斷骨髓增生極度活躍的優(yōu)勢(shì)比是等和高信號(hào)的5.0倍（OR=5.0,95% CI2.283-10.951，P<0.001）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明染氟組椎體T1WI的SNR（7.6±2.4）低于對(duì)照組（12.2±2.0），兩樣本t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=4.874，P<0.001）；STIR SNR染氟組（5.2±1.6）高于對(duì)照組（3.0±0.2），兩樣本t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6

8、.238，P<0.001）。椎體骨形態(tài)計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)染氟組骨髓造血細(xì)胞容積（58.9±11.4）高于對(duì)照組（45.1±6.3），兩樣本t檢驗(yàn)顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.241，P=0.003）。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示造血細(xì)胞與T1WI呈負(fù)相關(guān)（r=-0.763，P<0.001），而與STIR呈正相關(guān)（r=0.517，P=0.001）。依椎體T1WI信號(hào)減低和STIR信號(hào)增高診斷動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的骨髓氟中毒，診斷統(tǒng)計(jì)學(xué)提示 T1WI的敏感度

9、最高（96%），STIR的特異度最高（100%）。
　　結(jié)論：氟骨癥患者和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的骨髓造血細(xì)胞均增加，依MRI信號(hào)強(qiáng)度可無(wú)創(chuàng)性判定氟骨癥患者的骨髓增生和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的骨髓氟中毒，但最終診斷仍需骨髓穿刺或活檢病理學(xué)證實(shí)。氟骨癥患者椎體的T1WI和STIR信號(hào)均減低，而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)椎體T1WI信號(hào)減低，STIR信號(hào)增加。提示動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的MRI表現(xiàn)可能為早期氟骨癥征象，但需對(duì)骨小梁類骨質(zhì)的定量及骨髓微環(huán)境對(duì)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)研究證實(shí)。