磁共振T2 mapping成像技术对早期腰椎间盘退变的定量评价分析

秦梓良，邓 明，邓凯军，邹明珠

（惠州市中心人民医院介入导管室 广东 惠州 516001）

腰椎间盘退变是临床中引起腰腿疼痛的主要原因之一，而引起腰椎间盘退变的因素也多种多样，诸如遗传、机械、外伤等等，其中年龄同退变的发生存在紧密联系，表现为病变的发病率随着年龄的增大而增高[1]。腰椎间退变早期表现主要是蛋白聚糖丢失、渗透压降低，晚期则是出现形态学方面的变化，诸如椎间盘变窄、突出以及纤维环撕裂等，早期检出病变对疾病治疗有积极作用[2]。当前针对腰椎间盘退变定性评价方式，主要是依托影像技术手段，而传统X线与CT检查方式通常只能发现中晚期椎间盘退行改变，早期检出病变的概率较低。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的检出率虽然较常规影像检查更高，但是传统T1WI、T2WI序列也对早期退变诊断存在局限性[3]。而MRI检查中，应用T2 mapping成像技术则是为早期腰椎间盘退变诊断通过有利辅助，主要是T2 mapping能通过非侵入性测定椎间盘T2弛豫时间，定量地分析腰椎间盘基质成分改变，发现早期腰椎间盘退变，为影像医师的临床诊断提供有利参考借鉴[4]。本次研究中，纳入因为出现明显腰背疼痛而到惠州市中心人民医院就诊的76例患者的临床资料，探讨了MR T2 mapping成像技术对早期腰椎间盘退变定量评估的价值，详细报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月—2021年7月惠州市中心人民医院收治的因患者主诉腰腿疼痛的76例患者为研究对象，其中男性48例，女性28例；年龄18～65岁，平均（38.12±2.45）岁。纳入标准：①患者主诉存在反复的腰痛不适情况；②患者无急性外伤损伤史；③疼痛持续时间超过3个月；④患者精神状态良好并且认知正常；⑤患者及家属均知情并签署同意书。排除标准：①腰椎手术史、神经根性下腰痛、急性腰部外伤患者；②血液疾病及恶性肿瘤疾病患者；③重度腰椎压缩骨折及存在幽闭恐惧症患者。

1.2 方法

在检查前告知患者相关注意事项，嘱患者将佩戴的手势耳环摘下，嘱咐患者无需担心。

应用Siemens Prisma 3.0T MR系统进行常规检查及T2 mapping成像检查。常规MR扫描应用的序列参数如下：①矢状位T1WI序列：TR 600 ms，TE 10 ms，层数11，层厚4 mm，扫描视野FOV 300 mm×300 mm；②矢状位脂肪抑制T1WI序列：TR 4 000 ms，TE 42 ms，层数11，层厚4 mm，FOV 300 mm×300 mm。T2 mapping成像检查参数：TR 1200 ms，TE 13.8 ms、27.6 ms、41.4 ms、55.2 ms、69.0 ms，层数13，层厚4 mm，FOV 300 mm×300 mm。

安排两名具备5年以上工作经验的医师采取双盲法观察MR扫描获得影像，若是意见不一致需要协商达到一致结果，同时以均值作为最终结果。

1.3 观察指标

常规MR扫描中T1WI序列对椎间盘分级，参照Pfirrmann标准进行分级[5]，具体分级标准如下：Ⅰ级，椎间盘高度正常，椎间盘MR信号均匀，高或者等于脑脊液信号，髓核同纤维环的分解清晰；Ⅱ级，椎间盘高度正常，椎间盘MR信号呈不均匀结构，髓核同纤维环的分解清楚；Ⅲ级，椎间盘高度呈轻度降低，椎间盘MR信号表现中等信号以及不均匀结构，髓核与纤维环的分界模糊；Ⅳ级，椎间盘高度呈中度降低，椎间盘MR信号表现为低信号以及不均匀结构，髓核与纤维环分界的界限模糊；Ⅴ级，椎间盘高度呈中度降低，椎间盘MR信号呈低信号以及不均匀结构，髓核与纤维环分解界限消失。

针对T2 mapping成像检查图像则是传输到后处理工作站，借助Functool软件处理原始图像，生成T2 mapping，经正中矢状位对椎间盘进行5等分分布，取前部、前中部、中部、中后部、后部5个感兴趣区，测定各感兴趣区T2值。前部选择的部位为纤维环前缘；后部为纤维环后缘；前中、中部、后中均值为髓核。

1.4 统计学方法

采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差（）表示，行t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。采取Spearman秩相关性分析，r＞0.7为高度相关，0.5＜r≤0.7为中度相关，r≤0.5为弱相关。

2 结果

2.1 MR检查结果

本次研究对76例腰痛者共计380个腰椎间盘进行MR检查，经T2 mapping成像，其中375个腰椎间盘得到清晰及满意的图像，5个腰椎间盘则是因为图像不清晰而排除。根据Pfirrmann标准分级，检出375个腰椎间盘的分级情况具体如下：Ⅰ级58个，Ⅱ级116个，Ⅲ级92个，Ⅳ级75个，Ⅴ级34个，见表1。

表1 375个腰椎间盘Pfirrmann分级

2.2 各Pfirrmann分级腰椎间盘髓核与纤维环T2值

不同Pfirrmann分级的腰椎间盘，髓核T2弛豫时间随着分级的增加逐渐缩短，各级指标差异有统计学意义（P＜0.05）；不同Pfirrmann分级腰椎间盘纤维环前缘T2弛豫时间随分级的增高，呈现一定的缩短趋势，在Ⅰ级、Ⅱ级上存在显著差异（P＜0.05），而Ⅱ～Ⅴ级差异无统计学意义（P＞0.05）；不同Pfirrmann分级腰椎间盘纤维环后缘T2弛豫时间，随着分级增高呈缩短趋势，但是Ⅰ级与Ⅱ级、Ⅲ级，Ⅳ级与Ⅴ级的指标差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 腰椎间盘髓核与纤维环T2值（，ms）

表2 腰椎间盘髓核与纤维环T2值（，ms）

Pfirrmann分级 个数 髓核T2弛豫时间纤维环后缘T2弛豫时间Ⅰ级 58 138.25±28.1457.86±14.52 71.42±25.41Ⅱ级 116 105.26±24.1746.86±12.41 75.43±28.32Ⅲ级 92 90.22±26.14 44.12±8.56 67.86±24.95Ⅳ级 75 60.23±12.25 44.86±9.12 47.12±8.89Ⅴ级 34 51.41±7.81 44.92±9.32 44.52±7.62合计 375 91.56±31.15 46.91±10.41 66.32±23.71纤维环前缘T2弛豫时间

2.3 相关性分析

76例腰痛者的年龄同腰椎间盘分级呈现弱正相关关系（r=0.502，P＜0.01）；年龄与纤维环前/后缘T2值呈弱负相关（r=-0.214，-0.355，P＜0.01）；椎间盘纤维环前/后缘T2值与各分级均呈弱负相关（r=-0.281，-0.391，P ＜ 0.01）。

3 讨论

腰背疼痛是人们常见的疼痛情况，随着工作方式的变化，久坐人群数量不断增多，使得腰背痛的群体也不断增加，此外人口老龄化不断加快也使得老年腰背痛的病例数量增多[6-8]。腰背痛不但引起身心明显疼痛不适，而且还增加患者医疗负担，但是大多数腰背痛的发病原因尚且不明确，多认为疾病同椎间盘、椎旁肌肉、椎体及神经根疼痛相关，且椎间盘退变也被认为是引起腰背痛的主要原因之一[9]。腰椎间盘退变会随着年龄的增长以及负重的增加而逐渐出现，其实椎间盘出现的退变大概在15岁就已经开始，早期属于一种机体功能的正常老化，而随着年龄的推移，积聚起来的退变越来越大，因此椎间盘退变是不能恢复的，而随着生活方式的改变以及工作方式的改变，久坐的人群数量增多，使得腰椎间盘退变在早期表现明显，这严重影响患者的生活质量及威胁生命健康。

针对腰椎间盘退变，根据退变程度进行分级对于合理治疗方案的确定有重要意义[10]。目前针对腰椎间盘分级评价，常是参照Pfirrmann标准进行分级，该分级标准自2001年瑞氏Pfirrmann教授将相关文章在SPINE杂志发表后得到广泛的应用及推广，这一分级主要是依托MR扫描中T1WI序列显示髓核信号变化界定，且依据椎间隙高度变化将椎间盘分成Ⅰ～Ⅴ级，应用这一分级方式对腰椎间盘退变的评价价值突出[11]。而这种分级方式也容易受观察者主观经验的影响，使得在各分级的判定上存在误差，如Ⅳ级、Ⅴ级的表现上比较一致，这样在进行分级上容易出现偏差情况[12]。为进一步对腰椎间盘退变进行定量评价，在MR技术的应用下，采取T2 mapping成像技术则提供技术上的帮助，主要是成像技术采取测量组织部位各个体素横向磁化的矢量衰减，显示组织特征，成像方式对组织水分子含量改变敏感度高，同时也能量化反映出关节软骨形态改变，有效评价关节软骨组成[13]。国内与国外均成功使用T2 mapping成像技术实现对关节软骨病变的早期准确诊断，经成像技术准确显示软骨生化成分，对此借助T2 mapping成像技术也可进一步评价腰椎间盘退变。腰椎间盘髓核部位含有大分子物质糖胺聚糖，糖胺聚糖属于一种亲水性的物质，可引起髓核的湿化，让椎间盘具备承重特性。腰椎间盘退变还显示纤维环见程度不一的裂隙，髓核糖胺聚糖成分减少影响腰椎稳定性以及腰椎间盘T2值[14]。本次研究测定腰痛者腰椎间盘髓核、纤维环的T2值，以此可量化评估腰椎间盘退变的变化，结果显示髓核T2弛豫时间随着腰椎间盘分级的增高逐渐缩短，分析原因可能是椎间盘内糖胺聚糖及水分减少、纤维环破裂使得指标降低。在纤维环T2值，测定纤维环前/后缘T2弛豫时间，发现纤维环前缘随T2分级增高变化较小，各分级仅仅在Ⅰ级、Ⅱ级上有明显差异，在纤维环后缘T2弛豫时间上虽然总体呈下降趋势，但是存在多个分级差异不突出的情况。分析造成纤维环T2值各分级差异大的原因是对纤维环感兴趣定义上有所差异[15]。而进一步对年龄同腰椎间盘分级相关性评价，显示年龄同腰椎间盘分级呈弱正相关，预示着年龄较大者在腰椎间盘退变上更明显，因此需要注意对老年腰痛群体腰椎间盘退变的重视，及时诊断并且尽早干预。

综上所述，应用MR T2 mapping成像技术用于早期腰椎间盘退变的诊断价值突出，可以定量评价腰椎间盘分级以及退变情况，为医师合理干预提供有利参考借鉴，因此值得在临床中推广应用。