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【摘要】 目的 探讨低场强MRI七种不同脉冲序列对脊柱转移瘤诊断敏感性的比较，从而选出各序列的优化组合，为低场强MR检查脊柱转移瘤扫描提供参考标准。方法 经手术病理或活检证实脊柱转移瘤50例，男28例，女22例；年龄30～80岁，平均55.6岁。采用低场强MR分别行SE-T1WI、SE-T2WI、增强T1WI、FLASH-T1WI、FLASH-T2WI、TSE-T2WI、STIR扫描。着重对以下4个方面观察：（1）椎体信号异常；（2）附件受累；（3）椎管受累；（4）椎旁软组织肿块。不同扫描序列对椎体病变检出率进行两样本率的χ2检验。结果 SE-T1WI检出率高于增强T1WI（P<0.05），与FLASH-T1WI检出率差异无显著性（P>0.05）。SE-T2WI与TSE-T2WI检出率差异无显著性（P>0.05），STIR检出率明显高于SE-T2WI（P<0.05）。FLASH-T2WI检出率高于FLASH-T1WI和STIR（P<0.05）。SE-T2WI显示椎管受累最好（100%），其次为TSE-T2WI（92.9％）、FLASH-T2WI、增强T1WI（85.7%），SE-T1WI（42.9％）显示最差。本组发现椎旁软组织肿块36例，FLASH-T2WI(100%)和SE-T2WI（94.4％）可清晰显示软组织肿块与周围神经和椎管的情况。其次为FLASH-T1WI（86.1％）和增强T1WI（83.2％）。结论 （1）FLASH-T2WI对脊柱转移性肿瘤检出率敏感性高，是低场强MRI诊断脊柱转移瘤必不可少的扫描序列。（2）低场强MR诊断脊柱转移瘤最佳扫描描组合是SE-T1WI和FLASH-T2WI序列，必要时STIR序列作补充。（3）SE-T2WI对显示脊柱转移瘤中脊髓的压迫及受侵是其他序列无法比拟的。TSE-T2WI可以代替SE-T2WI序列，缩短扫描时间。（4）T1WI增强扫描有利于显示脊髓受侵情况。
【关键词】 MRI；低场强；脊柱转移瘤；诊断
脊柱转移瘤是常见的肿瘤病变，占所有骨转移瘤的39%［1］。大多数恶性肿瘤均可发生骨转移，而脊柱系统则因其血液循环的特点使得某些恶性肿瘤在未发生其他脏器转移时都可能发生脊柱转移，有时甚至原发灶不明确时就已发生了脊柱转移。因此，及时检测脊柱转移瘤存在与否、侵及范围和程度，对于临床医师制订和实施治疗方案是至关重要的。
MR成像技术无创伤，可任意平面成像，对于以老年多见，全身情况差的脊柱转移瘤患者是一理想的检查方法。MRI扫描序列法繁多，因此了解各序列设计特点、信号特点及适用性，从而既快速又经济地早期诊断脊柱转移瘤有重大临床意义。本课题对2004年1月～2006年3月50例脊柱转移瘤MRI检查资料进行对比研究，探讨低场强MRI七种不同脉冲序列对脊柱转移瘤诊断敏感性的比较，从而选出各序列的优化组合，为低场强MR检查脊柱转移瘤扫描提供参考标准。
1 资料与方法
1.1 一般资料 对我院2004年1月～2006年3月210例脊柱转移瘤进行筛选，符合下列条件的病例收入本组资料:(1)同一病例一次或多次行七种序列检查的病例；(2)未经放射和激素治疗；（3）病灶经手术病理证实或活检证实；(4)有明确原发病灶；(5)有典型影像学表现，符合临床诊断标准；(6)复查结果支持。共筛选出50例，男28例，女22例；年龄30～80岁，平均55.6岁。50例中原发肿瘤分布：肺癌16例，胃癌10例，食管癌5例，肝癌4例，前列腺癌3例，结肠癌4例，乳腺癌8例。
1.2 临床表现 所有病人均有持续性受累椎体区疼痛和叩击痛，椎体骨折和椎管受累的病人有不同程度神经根或脊髓受压引起的放射痛、病理征、感觉异常、肢体无力或截瘫症状等，病程为1周～0.5年。
1.3 设备与方法 使用SIEMENS公司MAGNETOM Open 0.2T常导型MRI机，用CP-Spine 线圈采集信号。进行矢状位SE-T1WI、SE-T2WI、增强T1WI、FLASH-T1WI、FLASH-T2WI、TSE-T2WI、STIR扫描，部分轴位FLASH-T2WI、增强T1WI、TSE-T2WI、STIR扫描。所用造影剂为钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，用量0.2ml/kg。七种不同扫描序列及不同技术参数见表1。表1 7种扫描序列及不同技术参数
1.4 比较方法 由2位主治医师以上职称的影像专业医生阅片，分析每一处椎体转移瘤七种不同序列图像的信号特点，遇到分歧讨论后解决。椎体信号改变参照邻近正常椎体信号，分为高信号、混杂信号、等信号和低信号。检出率以所有影像学资料的综合分析所能发现的病灶为准。着重对以下4个方面观察:(1)椎体信号异常；(2)附件受累；(3)椎管受累；(4)椎旁软组织肿块。
1.5 统计学分析 七种不同扫描序列对椎体病变检出率进行分组，分别行两样本率的χ2检验，检验水准α＝ 0.05。统计软件为SPSS13.0。
2 结果
2.1 检查结果 本组50例中颈椎16个椎体；胸椎34个椎体；腰椎46个椎体；骶椎24个椎体，共累及120个椎体。累及椎体附件108个，有软组织肿块36例，向椎管内生长且压迫相应硬膜囊和脊髓14例。七种不同扫描序列对脊柱转移瘤显示情况（见表2）。表2 七种不同扫描序列对脊柱转移瘤显示情况
2.2 受累椎体 MRI表现 SE-T1WI呈低信号46例（82％），等信号4例（8％）；SE-T2WI呈高、混杂信号43例（86％），等信号7例（14％）；增强T1WI均匀强化10例（20％），不均匀强化24例(48%)； FLASH-T1WI高信号47例（94%），等信号3例（6%）；FLASH-T2WI高信号48例（96%），等信号2例（4%）；TSE-T2WI呈高、混杂信号43例（86％），等信号7例（14％）；STIR高信号47例（94%），等信号3例（6%）。
2.3 椎体病变检出率情况 各种序列对椎体病变检出率情况进行分组，分别行两样本率的χ2检验。表3 各种序列对椎体病变检出率的χ2检验从表3可以看出SE-T1WI检出率高于增强T1WI（P<0.05），与FLASH-T1WI检出率差异无显著性（P>0.05）。SE-T2WI与TSE-T2WI检出率差异无显著性（P>0.05），STIR检出率明显高于SE-T2WI（P<0.05）。FLASH-T2WI检出率高于FLASH-T1WI和STIR（P<0.05）。
2.4 椎管受累征象 主要包括破坏的碎骨及硬膜外肿块突入椎管，硬膜外脂肪受压变形、消失，蛛网膜下腔受压变窄、闭塞，脊髓不同程度受压、移位。14例中有2例脊髓受侵，增强扫描硬膜明显强化，脊髓内见斑片状强化。SE-T2WI显示椎管受累最好（100%），其次为TSE-T2WI（92.9％）、FLASH-T2WI、增强T1WI（85.7%），SE-T1WI（42.9％）显示最差。
2.5 椎旁软组织肿块 主要征象为椎旁软组织延伸、椎间孔脂肪变形、椎旁软组织肿块、脊神经受压、包绕等。本组发现椎旁软组织肿块36例，FLASH-T2WI(100%）和SE-T2WI（94.4％）可清晰显示软组织肿块与周围神经和椎管的情况。其次为FLASH-T1WI（86.1％）和增强T1WI（83.2％）。
3 讨论
3.1 脊柱转移瘤病因及发病机制 转移性骨肿瘤在恶性肿瘤中甚为常见。骨转移倾向于中轴骨，脊柱是常见部位，尸检脊柱转移瘤的发病率高达70%［1］。一方面这与红骨髓的分布有关，红骨髓是转移瘤的好发部位，脊柱中分布着大量红骨髓，红骨髓的毛细血管网适宜于肿瘤栓子的生长；另一方面与脊柱静脉系有关，椎静脉系为独立的静脉系，无瓣膜，有广泛的分支分别同胸腔静脉丛、腹腔静脉丛、腔静脉、门静脉及肺静脉相交通，血流很慢，当受到肌肉的牵引，重力的压迫或其他因素的影响时，血流可以停滞或发生逆流，因而，肿瘤栓子可越过肺部、肝脏转移至脊柱的任何部位，胸椎、腰椎受累较多，颈椎、骶椎少见［2］。肺癌、前列腺癌、乳腺癌是最常见的原发灶，本组病例与文献报道相符合。
3.2 对MRI SE序列T1WI、T2WI和TSE-T2WI检查脊柱转移瘤的评价 正常骨髓主要由三种成分构成:骨髓组织、脂肪细胞和其支持结构骨小梁。骨髓组织和脂肪细胞的比例随年龄增长和人体对供血的需求不断变化［3］。随着年龄的增长，其骨髓成分不断发生转化，红骨髓逐渐减少，黄骨髓逐渐增多。T1WI、T2WI图像上，正常骨髓为较高信号，转移灶多为低信号。本组资料统计表明，T1WI对脊柱转移瘤具有较高的敏感性（86.7%），应作为观察脊柱转移瘤的主要方法。转移瘤在T2WI多为高信号，与较高信号的黄骨髓对比度差，此脂肪组织的高信号往往掩盖了转移灶的信号，严重干扰了脊椎转移瘤的显示，尤其对小病灶的显示造成极大困难，本组资料检出率为75%。但是，T2WI对椎管受累、脊髓受侵和软组织肿块显示最好，本组病例检出率（100%）和（94.4％）。TSE-T2WI与常规SE图像特点相似，对脊柱转移瘤显示与SE-T2WI差异无显著性（P>0.05），可以代替SE-T2WI序列，大大减少扫描时间，提高工作效率。
3.3 对FLASH序列检查脊柱转移瘤的评价 FLASH（Fast Low Angle Shot）是快速小角度激发成像的简称，由德国的Frahm等首先倡导和适用。与 SE 序列相比，FLASH序列有以下3个特点:(1)因第一个射频脉冲≤90°(θ角)，使接受此脉冲后质子纵向(Z轴)上的磁矢量仍保持较大值，磁矢量在纵向上恢复到平衡位置所需时间也明显较SE序列短，故可有效缩短TR；(2)FLASH 序列不是使用 180°脉冲使横向磁矩同时相位化，而是加上与选层梯度反向的梯度实现上述目的，并产生回波信号，因此 TE 也有明显缩短，同时，又可进一步缩短 TR；(3)梯度回波后于选层梯度方向上再加一个“干扰梯度”，使残留的质子横向磁矩在下次射频脉冲到达之前完全去相位。FLASH序列图像对比度主要取决于θ角，一般使用小θ角(10°～40°) 图像倾向于 T2 加权，使用大θ角(45°～90°)倾向于T1加权；高对比度的 T1加权像要以通过使用大θ角、长TR、短TE的方式获得［4～6］。
FLASH-T1WI上脊柱内正常的水分和脂肪成分由于去相位而呈低信号背景，其内转移性肿瘤呈高信号而易于检出，SIEMENS公司MAGNETOM Open应用指南认为FLASH-T1WI序列为脊柱转移性肿瘤的首选序列。本组研究结果FLASH-T1WI对病变椎体的检出率高于SE-T1WI，但差异无显著性（P>0.05）。笔者在积累资料的过程中亦发现椎体内局灶性黄骨髓在FLASH-T1WI序列亦呈明显的高信号，正常腰椎骨髓转化方式以局灶性不均匀性转化为主，椎体信号类型随年龄增长其类型亦逐渐增多［7］，早期局灶性的转移灶易与局灶的黄骨髓相混淆。而FLASH-T2WI可有效地压制黄骨髓，不但使自由水产生更高信号强度，也大大地提高了显示结合水的敏感性和与正常组织的对比度，能更好地显示脊椎转移病灶、附件破坏、椎管受侵和软组织肿块等特点，从而可以评估肿瘤的侵袭程度与范围［8］。转移灶数目也比SE-T2WI显示地要多，检出率高于SE-T2WI(P<0.05)。因此是低场强MRI诊断脊柱转移瘤必不可少的扫描序列。FLASH序列扫描时对磁化率较高物质明显较SE序列影响大，故当存在固定的金属性物质(如假牙、宫内节育环存在等)时，不能进行FLASH 序列检查。
3.4 对STIR序列检查脊柱转移瘤的评价 STIR（Short TI Inversion Recovery）短时间翻转恢复序列是一种最简单的脂肪抑制序列，是先使用一个180°射频脉冲使纵向磁化矢量转到与主磁场完全相反的方向，再选择合适的反转时间(TI)，使脂肪组织磁化矢量在TI时间为零再施加一个90°脉冲序列［9］。因为没有可转移到横向平面的磁化矢量也就无磁共振信号产生，使脂肪信号丢失，水信号增强。STIR 序列对磁场均匀性要求低，在低场得到较好的应用。因为是短T1脂肪抑制，而水不受抑制，水的信号增高而突出，对椎体和附件病变的发现较敏感，优于SE-T2WI。缺点病变的轮廓显示较模糊效果，扫描时间长。因而，STIR序列是常规脊柱扫描的必要补充，在对脊柱转移瘤的早期诊断、定性和鉴别诊断有重大帮助。
3.5 对顺磁性造影剂增强扫描的评价 Gd-DTPA不通过完整的血脑屏障，完全处于细胞外间隙，在分布上亦无选择性，其分布容量完全与细胞外间隙容量一致。它不具有分布上的特殊靶器官，不具有穿过红细胞膜的能力，但可显示细胞外间隙的容量异常(水肿)，灌注以及毛细血管通透性的改变［6］。转移瘤在早期，首先充盈于骨髓腔，进而浸润，扩大，累及骨小梁及邻近骨皮质。基于此，在早期细胞外间隙容量尚未发生异常及毛细血管通透性未改变时，转移灶可不增强［10］。并且，T1WI增强后显示椎体转移灶强化，使T1WI上低信号病灶变成与周围骨髓(绝大多数转移瘤系老年患者呈脂肪骨髓)相似信号难以辨别。另外增强后是否强化可能还与Gd-DTPA的用量及原发肿瘤的性质有关，用量太少，局部可能强化不明显。单纯就脊柱转移瘤来说，Gd-DTPA增强并无高的敏感性，本组研究仅检出率为68.3％。因而对脊柱转移瘤患者原则上不主张采用增强T1WI成像。但是，T1WI增强扫描可清晰显示肿瘤是否侵犯硬膜和脊髓，本组病例有2例增强扫描硬膜明显强化，脊髓内见斑片状转移灶。因此当怀疑有脊髓侵犯时，加T1WI增强扫描，对于临床治疗方案选择有重大临床意义。
4 结论
(1)FLASH-T2WI对脊柱转移性肿瘤检出率敏感性高，是低场强MRI诊断脊柱转移瘤必不可少的扫描序列。
(2)低场强MR诊断脊柱转移瘤最佳扫描描组合是SE-T1WI和FLASH-T2WI序列，必要时STIR序列作补充，有利于早期和快速发现病灶。
(3)SE-T2WI对显示脊柱转移瘤中脊髓的压迫及受侵是其他序列无法比拟的。TSE-T2WI可以代替SE-T2WI序列，缩短扫描时间。
(4)T1WI增强扫描对脊柱转移性肿瘤检出率敏感性低，原则上不主张采用增强T1WI成像，但当怀疑有脊髓侵犯时，行T1WI增强扫描有利于显示脊髓受侵情况。
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作者单位：277102 山东枣庄，枣庄市立医院MR室