李宁娜，罗素云，周淑琴，易云平，张思伟（通信作者）

广东省中医院影像科 （广东广州 510145）

随着人口老龄化的加剧，骨质疏松症（osteoporosis，OP）发病率呈逐年上升趋势，且在女性人群中更为显著，女性由于自身生理的特殊性，绝经后OP 发病率较绝经前高[1]。目前，OP 的诊断金标准是通过双能X 线吸收测量法（dual-energy X-ray absorptiometry，DEXA）测量腰椎椎体骨密度（bone mineral density，BMD），但BMD 仅可反映70%的骨强度[2]。随着年龄的增加，腰椎骨质增生退变对BMD有一定的影响，易引起误差。因此，积极探讨女性骨质变化规律、早期诊断OP 显得尤为重要。

近年来，随着细胞分子生物学研究的不断深入，骨髓脂肪的变化对骨质量的影响成为了研究的热点。有研究表明，骨髓脂肪在骨丢失的病理生理中具有重要作用[3-6]。因此，准确定量测量骨髓脂肪含量具有重要意义。磁共振魔镜成像技术（MRI mDIXON-Quant）一次屏气采集6个回波，结合7峰值脂肪模型和T2*校正，得到解剖组织的高质量三维脂肪分数（fat fraction，FF）图，进一步提高了脂肪定量的精确性[7]。本研究探讨磁共振水脂分离技术定量评价不同年龄健康女性腰椎椎体骨髓脂肪含量的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年1—4月于医院进行体检的71名女性健康志愿者作为研究对象，按照年龄阶段不同分为30～40岁组22名、40～50岁组24名、50～60岁组25名。本研究经医院医学伦理委员会审核批准。

纳入标准：（1）行腰椎MRI 检查和DEXA 检查，且两者间隔不超过10 d；（2）依从性高；（3）对本研究知情并自愿签署知情同意书。排除标准：（1）有腰椎外伤史或放化疗史；（2）患有糖尿病、肾性骨营养不良、甲状旁腺功能亢进、库欣综合征等影响骨代谢的内分泌、代谢性疾病；（3）患有腰椎结核、腰椎转移性肿瘤等疾病；（4）服用过影响骨代谢的药物。

1.2 方法

采用双能X 线骨密度仪（美国HOLOGIC，型号Discovery）测量L1-4椎体及左髋的BMD，测量前校准仪器，以随机器提供的软件内健康成年女性的T 值取值范围进行判断。

采用飞利浦3.0TMR 进行MRI mDIXON-Quant 检查：患者取仰卧位，扫描序列包括矢状位T2WI、T1WI；常规扫描后进行mDIXON-Quant 序列的扫描，扫描参数为TR 9.1 ms、TE 1.3 ms，体素为2.5 mm×2.5 mm×3 mm，扫描层厚3 mm，视野180 mm×135 mm×90 mm，反转角3°，矩阵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-STAR）。

采用ISP V7工作站测量L1-4椎体的FF：由1位有经验的放射科主治医师测量椎体骨髓脂肪含量，经L1-4椎体最正中矢状位层面，手动勾画感兴趣区（region of interest，ROI）；勾画时避开前后缘骨皮质及椎间盘，在FF 图像上用后处理工作站直接测量每个椎体的FF（图1），每名女性健康志愿者测量3次，取平均值作为最终结果。

图1 在工作站经腰椎正中矢状位绘制ROI 并测量FF

1.3 临床评价

（1）比较3组腰椎椎体BMD 及FF。（2）分析腰椎椎体BMD 与FF 的相关性。（3）比较不同腰椎椎体的BMD 与FF。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 3组腰椎椎体BMD 比较

30～40岁组L1-4椎体BMD大于40～50岁组及50～60岁组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 3组腰椎椎体BMD 比较（g/cm2，±s）

表1 3组腰椎椎体BMD 比较（g/cm2，±s）

注：与30～40 岁组比较，aP＜0.05

年龄 人数 L1 L2 L3 L4 30～40 岁组 22 0.94±0.09 1.00±0.11 1.03±0.10 1.02±0.12 40～50 岁组 24 0.89±0.09a 0.93±0.09a 0.99±0.10a 0.97±0.12a 50～60 岁组 25 0.81±0.12a 0.86±0.14a 0.92±0.15a 0.91±0.16a

2.2 3组腰椎椎体FF 比较

50～60岁组L1-4椎体FF 大于40～50岁组及30～40岁组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 3组腰椎椎体FF 比较（±s）

表2 3组腰椎椎体FF 比较（±s）

注：与50～60 岁组比较，aP＜0.05

年龄 人数 L1 L2 L3 L4 30～40 岁组 22 24.86±5.50a 25.89±5.83a 28.17±7.27a 28.92±5.96a 40～50 岁组 24 28.76±5.35a 31.17±6.50a 32.95±6.57a 33.07±5.34a 50～60 岁组 25 38.85±7.11 41.41±6.92 44.84±7.87 44.68±7.85

2.3 腰椎椎体BMD 与FF 的相关分析

L1-4椎体BMD 与FF 成中等负相关，L1椎体明显，相关系数为r=-0.55，P＜0.001，见表3。

表3 腰椎椎体BMD 与FF 的相关分析（71名）

2.4 不同椎体的BMD 与FF 比较

不同椎体的BMD 与FF 比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 不同椎体的BMD 与FF 比较（71名，±s）

表4 不同椎体的BMD 与FF 比较（71名，±s）

椎体 BMD（g/cm2） FF L1 0.88±0.11 30.75±8.13 L2 0.93±0.13 33.14±9.10 L3 0.98±0.13 35.6±10.08 L4 0.96±0.14 35.8±9.32 F 8.630 4.903 P 0.000 0.002

3 讨论

既往多采用磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）技术测量骨髓脂肪含量，但MRS 扫描时间长、后处理分析复杂，且一次扫描只能对一个椎体进行分析。MRI mDIXON-Quant 是近年来应用于脊柱脂肪定量测量的新技术，扫描时间短，后处理简单，通过三维重建可获得任意厚度的图像，且一次扫描可实现多个椎体的成像，可以更全面地评估骨髓情况。孙金磊等[7]研究发现，相对于MRS，mDIXON-Quant 测量椎体骨髓脂肪含量有较高的一致性。因此，mDIXON-Quant 为精确测量椎体脂肪含量提供了技术支持。

本研究结果显示，50～60岁组L1-4椎体FF 大于40～50岁组及30～40岁组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；提示骨髓脂肪含量随年龄的增加而逐渐升高。Martin 等[8]采用MRS 测量腰椎FF，结果显示，FF 随年龄的增加而增大；代岳等[9]采用磁共振智能定量技术（IDEAL-IQ）定量评价不同年龄组椎体骨髓含量，结果显示，40岁以下组与40～60岁组椎体骨髓含量均小于60岁以上组，差异均有统计学意义（P＜0.001），本研究结果与其相似。其原因与人体骨髓由含水量少的红骨髓向含脂肪量多的黄骨髓转换有关。围绝经期女性由于雌激素水平下降，骨形成和钙盐沉积减少，从而易引起OP。因此，围绝经期女性应更为关注自身骨质量，早期诊断OP 并及时治疗，可提高生存和生命质量。

本研究结果显示，L1-4椎体BMD 与FF 成中等负相关，L1椎体明显，相关系数为r=-0.55，P＜0.001。施丹等[10]采用MRS 测量椎体骨髓脂肪含量与BMD 的相关性，结果显示，两者成负相关（r=-0.510，P=0.001）；张勇等[11]采用定量CT、磁共振水脂分离技术研究腰椎椎体骨髓脂肪含量与BMD、年龄的相关关系，结果显示，女性骨髓脂肪含量与BMD 成负相关，r=-0.809，校正年龄因素后，r=-0.473，P＜0.05；Martin 等[8]研究结果显示，BMD 与FF 相关性低，可能与样本量小有关；多项研究发现，BMD 的降低伴随着骨髓脂肪含量的增加[12-14]。骨髓脂肪组织增多对骨强度的影响机制可能为：随着骨髓脂肪细胞含量增多，饱和脂肪酸对成骨细胞毒性作用增加，进而导致成骨受损，脆性增加；在密闭的骨髓腔内，脂肪细胞增多，骨小梁微循环血管受到压迫，导致骨营养不良；脂肪细胞分泌的生长因子和内分泌细胞因子会影响成骨细胞和破骨细胞，抑制成骨细胞分化，增强破骨细胞作用；骨髓中，成骨细胞和脂肪细胞均由间充质干细胞分化而来，两者之间存在此消彼长的关系，因此脂肪细胞的增加必然伴随成骨细胞的减少和脆性骨折的增加[15]。本研究结果进一步印证了骨髓脂肪细胞的增多必然伴随着成骨细胞减少的分子机制。

本研究结果显示，不同椎体BMD 与FF 值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。L1椎体位于活动度小、稳定性强的胸椎与活动度大、稳定性差的腰椎之间，所产生的应力集中使其更容易发生损伤，特别是老年患者，骨质疏松性腰椎骨折具有较高的发病率，严重影响患者的生命质量和身心健康。

综上所述，磁共振水脂分离技术定量评价不同年龄健康女性腰椎椎体骨髓脂肪含量是可行的，且其随年龄增大而增多，与BMD 成负相关。