MRI,STIR黑色线性信号、腰椎椎体CT值及骨密度值与老年骨质疏松性椎体压缩骨折发生风险的相关性研究

叶东亮，程世德，范高洁，吴海峰

(黄山首康医院医学影像科，安徽黄山 245000)

目前腰椎椎体CT检查对骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)的诊断具有一定前景，但诊断价值有待验证[1-2]。MRI短时反转恢复序列(short time inversion recovery,STIR)基于脂肪抑制技术成像原理，可以消除脂肪高信号对邻近组织或病变显示的干扰。有研究表示，根据STIR是否出现黑色线性信号可以鉴别诊断OVCF[3]，但其诊断效能仍有待检验。本研究探讨老年OVCF患者MRI STIR黑色线性信号、腰椎椎体CT值与骨密度值的相关性，分析MRI STIR对OVCF的诊断价值，报道如下。

1.1 一般资料

选取2019年3月～2021年12月本院收治的71例老年OVCF患者(研究组)。纳入标准：①符合OVCF诊断标准[4]；
②年龄≥60岁。排除标准：①合并其他骨代谢疾病，如佝偻病、石骨症等；
②合并其他骨关节疾病，如骨关节炎、脊柱侧弯等；
③血液透析继发的骨代谢异常；
④长期服用影响骨代谢的药物；
⑤合并心、脑、肝、肾、血液病。选择40例老年骨质疏松症非OVCF患者为对照组。研究组男12例，女59例，年龄62～95岁、平均(74.24±7.91)岁；
对照组男7例，女33例，年龄60～94岁、平均(72.72±8.42)岁。

1.2 检查方法

①双能X线骨密度检查：检查仪器为GE双能X线骨密度仪(美国GE公司,型号：DPX-NT)。受检者腰椎后前位，两腿上抬，脊柱平直，扫描腰椎L1-L4，计算平均骨密度T值。②腰椎椎体CT检查：检查仪器为Discovery CT750 HD64排螺旋CT(美国GE公司)。受检者腰椎后前位，两腿上抬，脊柱平直，扫描腰椎L1-L5，扫描参数：层厚3.0 mm，层距1.5 mm，管电压120 kV，管电流150 mA，视野250 mm，矩阵512×512。CT三维重建，窗宽/窗位为-3000/300，由2名中级职称以上的医师独立诊断，选取腰椎椎体中间层面的感兴趣区(不包括椎体皮质边缘)，计算腰椎椎体的CT值。③MRI检查：检查仪器为1.5T Signa HDxt MR仪(美国GE公司)。腰椎后前位，两腿上抬，脊柱平直，扫描腰椎L1-L5，扫描序列为T1WI、T2WI、STIR的矢状位以及T2WI的横轴位，观察是否存在黑色线性信号，即T1WI呈低信号、T2WI及STIR脂肪抑制成像呈现中央线性低信号、周围高信号的混杂信号区。

1.3 诊断标准

T值骨质疏松的诊断标准[5]：双能X线检查的T值≤-2.5为骨质疏松，T值在-2.5～-1.0之间为骨量减少，T值≥-1.0为骨量正常。

1.4 统计学方法

研究组骨密度T值、CT值均低于对照组，MRI STIR出现黑色线性信号比例高于对照组(P<0.05)，见表1；
OVCF患者的MRI STIR检查见图1，椎体中央可见明显的黑色线性信号。

图1 女，85岁，诊断为OVCF。A：MRI STIR序列，矢状位扫描图；
B：MRI STIR序列，显示L4椎体压缩性骨折，椎体中央可见黑色线性信号；
C：腰椎矢状位，椎体骨质中断。

表1 两组骨密度T值、CT值、MRI STIR黑色线性信号比较

研究组女性患者骨密度T值、CT值均低于男性，MRI STIR出现黑色线性信号比例高于男性(P<0.05)，见表2；
OVCF患者腰椎椎体CT值与骨密度T值呈正相关(r=0.691)，MRI STIR黑色线性信号与骨密度T值、CT值均呈负相关(r=-0.689，r=-0.573)。

表2 研究组男性与女性骨密度T值、CT值、MRI STIR黑色线性信号比较

本研究发现，腰椎椎体CT值与骨密度T值呈正相关，研究组患者的骨密度T值、CT值均低于对照组，说明骨质疏松越严重的患者更易发生椎体压缩骨折。相比金标准双能X线检测的骨密度T值，腰椎椎体CT具有以下优势：骨质疏松的主要病理分子改变是骨皮质及骨小梁等矿化成分减少、骨髓脂肪组织等非矿化成分增多，腰椎椎体CT以腰椎椎体中的松质骨作为检测部位，避免了其他骨关节病或者周围组织的干扰。另外，腰椎椎体CT还可以采用自动曝光技术，低剂量辐射，最大程度降低辐射危害[6-7]。

由于骨质疏松症患者易发生病理性的椎体压缩骨折，在这种情况下，椎体骨小梁网状结构被破坏，椎体内可能出现骨折线，在MRI成像下T1WI呈低信号，T2WI呈高信号。STIR脂肪抑制技术可以消除椎体组织中脂肪的高信号，减少其对病变显示的干扰。国外研究发现，MRI STIR序列扫描OVCF患者的腰椎椎体，可呈现中央线性低信号、周围高信号的混杂信号区，被称之为“黑色线性信号”[8]。本研究显示，研究组MRI STIR出现黑色线性信号的比例高于对照组，说明MRI STIR黑色线性信号对诊断OVCF有一定意义。OVCF后易出现MRI STIR黑色线性信号的原理较为复杂，尚未完全明确。目前多项研究推测黑色线性信号应该是一种真空裂隙样改变，受骨质疏松影响，骨小梁网状结构被破坏，椎体骨量和骨密度下降，当发生压缩性椎体骨折后，椎体缺血，但椎体的血供为终末支血管供血，无侧支循环供血，故而椎体在骨折后血供不足，进而发生缺血坏死，出现了“真空裂隙样”改变。MRI STIR利用脂肪短T1特性，将与脂肪T1信号接近的短T1信号全部抑制[9]，真空裂隙样改变在MRI STIR扫描后呈现黑色线性信号。研究发现，存在黑色线性信号的OVCF患者易发生骨折愈合不良[10-11]，原因可能与骨折后椎体血运循环差有关，也可能是因为真空裂隙样改变造成椎体结构破坏，腰椎不稳，整个脊柱的生物力学发生改变[12]。

既往调查显示，老年女性骨质疏松发病率高于男性[13]。进一步分析性别对OVCF发生风险的影响，本研究发现，研究组女性患者的骨密度T值、CT值均低于男性，MRI STIR出现黑色线性信号比例高于男性，可以推测出老年女性相比男性更易发生OVCF。其原因可能是因为老年女性患者的骨密度更小、骨微结构破坏更严重。本研究结果还显示，腰椎椎体CT值与骨密度T值呈正相关，而MRI STIR黑色线性信号与骨密度T值、CT值均呈负相关。提示骨质疏松人群的骨密度T值、CT值越低，MRI STIR出现黑色线性信号的概率越高，发生椎体压缩骨折的风险也越高。

综上所述，MRI STIR黑色线性信号、腰椎椎体CT值与骨密度值具有一定相关性，MRI STIR可作为OVCF的辅助诊断方法。