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首页医源资料库在线期刊中国民康医学2007年第19卷第8期

磁共振弥散加权成像对椎体压缩骨折的诊断

来源:《中国民康医学》
摘要:【关键词】磁共振弥散加权成像磁共振弥散加权成像(DWI)是活体组织中水分子的微观弥散运动的一种成像技术,实现了在分子水平上无创性检查组织结构及其功能。目前,国内外的研究者对其在良、恶性椎体压缩骨折鉴别诊断中的应用提出不尽相同的观点,本文对该领域相关研究加以综述:1磁共振弥散加权成像的基本原理及......

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【关键词】  磁共振弥散加权成像

    磁共振弥散加权成像(DWI)是活体组织中水分子的微观弥散运动的一种成像技术,实现了在分子水平上无创性检查组织结构及其功能。目前,国内外的研究者对其在良、恶性椎体压缩骨折鉴别诊断中的应用提出不尽相同的观点,本文对该领域相关研究加以综述:

    1  磁共振弥散加权成像的基本原理及常用序列

    细胞外水分子的随机位移运动对DWI信号的变化起主导作用。DWI是在水分子弥散现像具有对磁共振信号有影响的前提下,设计出脉冲梯度磁场,即在自旋回波序列中的180o再聚焦脉冲前后各加一个弥散敏感梯度场,以检测水分子的弥散。

    常采用自旋回波序列(SE-DWI)在自旋回波T2加权1800脉冲前后加上两个长度、幅度和位置均相同对称的弥散敏感梯度脉冲(DGSP)[1]。用表观弥散系数(ADC)来描述在活体弥散成像上所观察到的表观弥散现象。但SE-DWI对于运动高度敏感,加上采集时间过长,易形成伪影,使DWI图像清晰度下降,对于有些患者如椎体骨折伴有剧痛的病人并不适用[2]。回波平面成像序列(EPI-DWI)包括单次激发EPI-DWI和多次激发EPI-DWI,有自旋回波和梯度回波两种形式。EPI-DWI检查时间短,可在几秒内完成扫描,因此运动伪影少。此外,EPI-DWI可精确计算出ADC值,实现定量检测。但EPI-DWI序列信噪比低,易产生磁敏感性伪影,出现图像变形和信号丢失。多次激发的EPI序列效果较好,稳态自由进动序列(SSFP-DWI)成像时间短,有较好的图像质量,其信噪比、对比噪声比均较高。但由于其信号复杂,无法精确计算ADC值,对不同弥散脉冲长度b值只能从T1、T2参数模型中大致计算得出。

    2  磁共振弥散加权成像观察信号改变鉴别椎体压缩性骨折

    由于老年性骨质稀疏引起的椎体良性压缩骨折及恶性肿瘤引起的病理性骨折并不少见。但值得注意的是,已知肿瘤病史患者中大于1/3的椎体骨折是良性压缩骨折。鉴别椎体良恶性压缩骨折,对确定肿瘤分期、监测肿瘤进展和疗效非常重要。

    1998年,Baur等人[3]最先报道了将DWI用于鉴别良、恶性椎体压缩性骨折,分析了3种扫描序列。SE序列尽管信噪比高,但由于采集时间长达20分钟,对于压缩性骨折患者特别是剧痛病人并不适用;EPI由于易受伪影影响也不适用于脊柱扫描;SSFP序列成像时间较短,是较理想的扫描序列。因此,采用SSFP序列,为了获得最佳信噪比,b值设为165s/m2。结果显示,与正常椎体信号相比,良性椎体压缩骨折呈现等或低信号,而转移性椎体骨折呈现高信号,敏感性和特异性均达到了100%。此外,还采用不同的b值(165-600 s/m2)对另一组患者进行类似的研究,也得到了相同的结论。在后续的研究中,Baur等人[3]又提出良性骨质疏松性骨折DWI出现的等或低信号反映了持续性自由水质子的移动;转移性肿瘤并发骨折DWI出现的高信号则是由于在肿瘤内水质子的自由迁移发生改变。

    Spuntrup等人[4]对DWI鉴别良性骨折的水肿和伴或不伴骨折的肿瘤浸润进行了研究。应用SE序列、脂肪抑制SE序列和刺激回波序列对18例急性外伤或骨质疏松所致的椎体骨折和17例未经治疗的肿瘤浸润灶行弥散加权成像,并采用导航回波运动校正技术来减少伪影。研究结果显示,3种序列的非弥散加权图像上,良、恶性椎体骨折信噪比无统计学意义;采用弥散敏感梯度,良性椎体骨折水肿的CNR较前明显改变,肿瘤病灶的CNR变化无统计学意义。将良性骨折与伴或不伴骨折的肿瘤病灶做比较,显示在良性骨折水肿病变DWI上病变信号明显减低,而肿瘤浸润的椎体信号无明显衰减。由此可以鉴别椎体的良性骨折水肿和肿瘤浸润。

    Nakagawa等[5]对55例良性和恶性椎体压缩骨折进行弥散加权成像研究,采用SS-EPI序列(b=0~1300 s/m2),结果显示,93.7%的良性骨折DWI上呈低或等信号;93.6%的恶性压缩骨折呈高信号。但也有3例良性骨折呈高信号,推测可能与“T2-shine through”效应有关;6例恶性椎体压缩骨折患者在DWI上显示出等或低信号,而这些患者曾接受过放化疗,这表明DWI可帮助监控肿瘤的治疗情况。

    3  磁共振弥散加权成像量化分析鉴别椎体压缩性骨折

    DWI不仅对分子的弥散高度敏感,对其他形式的运动(如病人的运动和血流)、RF脉冲和梯度的不稳定性及弥散梯度脉冲导致的涡流等因素都很敏感。因此,通常用表观弥散系数(ADC)来表明这一差别。DWI在临床应用中,进行ADC值计算,有利于对病变进行量化分析。

    Herneth等人[6]采用EPI序列,对22例椎体压缩骨折患者的研究结果显示:良性骨折的ADC值为(1.61±0.37)×10-3mm2/s,恶性骨折为(0.71±0.27)×10-3mm2/s,脊椎转移瘤为(0.69±0.24)×10-3mm2/s。Zhou等人[7]对12例良性骨折和15例恶性骨折患者采用SE序列行弥散加权成像,良性骨折患者ADC值为(3.2±0.5)×10-4mm2/s,恶性骨折患者ADC值为(1.9±0.3)×10-4mm2/s。Chan等人[8]对32例急性压缩骨折进行SS—SE—EPI—DWI研究,结果显示:正常椎体ADC值为(0.23±0.05)×10-3mm2/s,急性良性骨折为(1.94±0.20)×10-3mm2/s,恶性骨折为(0.82±0.20)×10-3mm2/s。上述研究者认为,利用ADC值可对良、恶性椎体压缩骨折进行可靠的鉴别诊断。

    对于利用ADC值将病变量化后鉴别良、恶性椎体压缩骨折,同样受到了某些研究者的质疑。Maede等人[9]对良、恶性椎体压缩骨折量化鉴别进行了评价。作者对17例良性骨折(由骨质疏松或外伤引起)、12例恶性骨折(由恶性肿瘤引起)及35例不伴骨折的椎体转移瘤患者进行弥散加权成像,并计算相应的ADC值。结果显示,良性压缩骨折的ADC值为(1.21±0.17)×10-3mm2/s,恶性压缩骨折的ADC值为(0.92±0.20)×10-3mm2/s,不伴骨折恶性椎体损伤者的ADC值为(0.83±0.17)×10-3mm2/s。统计学分析,良性骨折患者ADC值明显高于恶性骨折患者的ADC值,但两者存在相当大的重叠区域。作者认为,尽管量化后的椎体DWI可提供额外的参考信息,但并不能总是十分明确地鉴别良、恶性椎体压缩骨折。Falcone和Castillo等人[10,11]研究和综合分析其他研究者的实验结论对DWI在鉴别良、恶性椎体压缩骨折中的作用提出了类似的观点,即由于综合因素的影响,如“T2 shine-through”效应、弥散序列应用方向性的限制性和磁敏效应性等,DWI在该领域的应用尚需进一步研究。

    总之,DWI良、恶性椎体压缩骨折鉴别提出了客观的诊断依据。但由于目前DWI研究方法尚不统一,序列应用也无一致标准,在该领域的应用仍处于探讨研究阶段。

【参考文献】
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[8] Chan JHM , Peh WCG, Tsui EYK , et al. Acute vertebral body compression fractures : discrimunation between benign and malignant causes using apparent diffusion coefficients[J]. BJR , 2002 , 75 : 207-214.

[9] Maeda M, Sakuma H, Maier SE , et al .Quantitative Assessment of Diffusion Abnormalities in Benign and Malignant Vertebral Compression Fractures by Line Scan Diffusion-Weighted Imaging[J]. AJR 2003; 181:1203-1209.

[10] Falcone S. Diffusion-weighted imaging in the distinction of benign from metastatic vertebral compression fractures: is this a number game[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2002 , 23 : 5-6.

[11] Castillo M. Diffusion-weighted imaging of sping : is it reliable?[J]. American Journal of Neuroradiology. 2003, 24 :1251-1253.


作者单位:吉林市第二中心医院,吉林 吉林 132000

作者: 陈日 2008-5-29
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