2020, Vol. 18引用本文 |
| 急性或亚急性骨质疏松性椎体压缩骨折后骨髓水肿MRI信号变化分析 |  [PDF全文] |
2. 山东中医药大学第二附属医院骨科，山东 济南 250012;
3a. 山东省威海卫人民医院脊柱外科，山东 威海 261002;
3b. 山东省威海卫人民医院重症医学科，山东 威海 261002
随着社会人口老龄化，骨质疏松导致的椎体压缩骨折呈增多趋势。据报道[1]，全世界每年有890多万患者发生骨质疏松性骨折，其中40%为骨质疏松性椎体压缩骨折（osteoporotic vertebral compression fractures，OVCFs）。骨髓水肿是诊断急性或亚急性OVCFs的金标准[2]。MRI T1WI和T2WI在骨髓水肿的检出中发挥了重要作用[3]。目前，仅少数研究[4-5]对骨髓水肿在急性或亚急性OVCFs中的价值进行评价。因此，本研究目的是分析骨髓水肿MRI信号变化特征，探讨其对OVCFs患者椎体骨折愈合的判断价值及其在临床康复治疗中的意义。
1 资料与方法 1.1 一般资料选取山东中医药大学第二附属医院2013年6月至2018年10月收治的125例（168节椎体）OVCFs患者，其中男35例，女90例。所有患者均行脊柱MRI检查，并证实存在骨髓水肿。入选标准：①年龄>50岁；②轻微外伤后背痛≤3个月；③骨密度T值≤-2.5；④具有完整的临床资料。排除标准：既往行椎体成形术或患脊柱感染、妊娠、肥胖、脊柱畸形、椎体肿瘤者或MRI禁忌证者。
根据骨折时间，分为4期：Ⅰ期（0~15 d）；Ⅱ期（16~30 d）；Ⅲ期（31~60 d）；Ⅳ期（61~90 d）。各期OVCFs临床资料见表 1。本研究得到医院伦理委员会的批准，患者均签订知情同意书。
| 表 1 各期OVCFs临床资料比较 |
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1.2 仪器与方法
采用GE Signa 1.5 T MRI扫描仪。矢状位T1WI、T2WI和STIR序列均采用快速自旋回波技术获得。由2名放射科医师（分别有8年和6年的脊柱影像阅片经验）对脊柱MRI图像进行独立的回顾性检查，结果不一致时经协商解决。
1.3 骨髓水肿评估椎体骨髓水肿定义为骨折椎体T1WI低信号，T2WI和STIR高信号[6]。选取椎体中心矢状位图像进行分析，记录骨髓水肿的位置、形态和强度。根据T1WI上骨髓水肿在椎体中所占比例，参考VOORMOLEN等[7]的研究将其分为3类：轻度（1% ~24%）、中度（25% ~74%）和重度（75%~100%）。
1.4 椎体形态测定根据矢状位图像上骨折椎体压缩最明显处前、中、后缘的高度[8]，将椎体畸形分为4种类型：无变化型、楔型、双凹型和粉碎型骨折。
1.5 统计学分析采用SPSS 20.0统计软件行数据分析。定量资料以x±s表示，定性资料以百分比（%）表示。多组间比较采用单因素方差分析，定性资料比较采用χ2检验。所有因素均纳入Logistic回归分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 一般资料125例中，Ⅰ期70例（83节），Ⅱ期29例（41节），Ⅲ期12例（20节），Ⅳ期14例（24节）。各期年龄、性别比例、骨密度比较，差异均无统计学意义（均P>0.05）（表 1）。
168节伤椎中，胸椎77节（T7 7节，T8 7节，T10 8节，T11 16节，T12 39节），腰椎91节（L1 34节，L2 21节，L3 15节，L4 10节，L5 11节），胸腰段（T10~L2）发生率高达70.2%（118/168）。
2.2 骨折椎体形态改变168节伤椎中，楔形畸形40节（23.8%），双凹畸形87节（51.8%），粉碎畸形25节（14.9%），16节（9.5%）椎体无明显改变。随着病程延长，楔形畸形由33.7%降至8.3%，椎体形态无变化由12.0%降至4.2%，椎体粉碎畸形由4.8%升至33.3%，差异均有统计学意义（均P＜0.050.05）（表 2）。
| 表 2 骨折椎体形态分析 |
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2.3 骨髓水肿特征
168节椎体中，轻度骨髓水肿32节，中度70节，重度66节。随时间推移，骨髓水肿信号强度逐渐由均匀向非均匀转变，信号范围逐渐减小，边界逐渐清晰；轻度骨髓水肿发生率由8.4%升至50.0%，重度由51.8%降至8.3%，差异均有统计学意义（均P＜0.050.05）（表 3）。①Ⅰ期：骨髓水肿比例迅速上升，达到峰值。T1WI、T2WI信号均匀分布，T1WI呈低信号，T2WI和STIR呈高信号，扩散至正常骨髓，呈弥漫性、均匀性、边界不清的形态分布（图 1）。②Ⅱ期：信号分布变得不均匀，水肿范围逐渐受限，并出现点、片状T1WI低信号，T2WI和STIR高信号（图 2）。③Ⅲ期：骨髓水肿较前一期下降，水肿范围局限于骨折区，信号混杂；部分椎体T1WI呈等、低信号，T2WI及STIR呈低、等、高信号（图 3）。④Ⅳ期：骨髓水肿百分比降至最低。T1WI骨折区可见低信号区，边界清晰。T2WI和STIR信号与相邻正常椎体相同（图 4）。
| 表 3 T1WI上的椎体骨髓水肿形态分类 |
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| 图 1 男，85岁，Ⅰ期骨质疏松性椎体压缩骨折（OVCFs）。MRI示骨折位于T12，T1WI（图 1a）呈均匀低信号，T2WI（图 1b）和STIR（图 1c）呈均匀高信号。上终板下方线性透亮影表示断裂线，T12呈双凹畸形 |
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| 图 2 女，75岁，Ⅱ期OVCFs，L2骨折。MRI示明显混合信号，T1WI（图 2a）呈不均匀低信号，T2WI（图 2b）及STIR（图 2c）呈不均匀高信号 |
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| 图 3 女，69岁，Ⅲ期OVCFs。MRI示骨折位于L3和L4，双凹畸形，MRI示T1WI（图 3a）呈稍低信号，T2WI（图 3b）及STIR（图 3c）均呈稍高信号，矢状位示水肿信号范围缩小至骨折线附近 |
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| 图 4 女，77岁，Ⅳ期OVCFs。MRI示骨折位于L3，T1WI（图 4a）呈低信号，T2WI（图 4b）及STIR（图 4c）呈等或稍高信号，边界清晰 |
3 讨论
松质骨骨折愈合方式与皮质骨不同，其愈合过程中无明显的类似皮质骨的骨痂形成[9]。传统的X线平片或CT检查不易判断骨折处于哪个阶段，而MRI对松质骨骨折后骨髓内创伤修复的病理改变，以及骨折椎体中骨髓水肿的存在、位置和程度非常敏感[10]，明显优于其他检查。张淑娴等[11]利用兔的椎体骨折愈合模型观察其病理变化特点，并与MRI进行对比分析，认为MRI在一定程度上可反映骨折愈合过程。
骨折椎体中的骨髓水肿不仅被认为是急性或亚急性OVCFs的特征，且是经皮椎体成形术/经皮后凸成形术术后疼痛缓解良好反应的一个强有力的预测因子[12-16]。矢状位T1WI示早期骨髓水肿程度与后期随访椎体畸形类型显著相关[17]。
创伤后不久，骨髓中产生血肿，骨髓含水量增加，导致T1和T2弛豫时间延长，T1WI呈低信号，T2WI和STIR均呈高信号。这种急性期的病理改变常范围很广，并不局限于骨折线。因此，MRI上的骨髓水肿信号呈弥漫性、均匀性和边界不清的形态学分布。本研究创伤后2周内水肿期信号最高，随时间推移，水肿和出血逐渐被吸收。骨折后2~4周内，水肿逐渐吸收，成纤维细胞增殖，新生毛细血管增生，血肿开始机化，纤维蛋白增生，形成肉芽组织和局灶性软骨组织[18]。肉芽组织的MRI信号与水肿不同，其T1WI呈低或等信号，T2WI和STIR呈略高信号。另外，肉芽组织和纤维软骨分散分布和成熟度的差异使信号不均匀，表现为斑片状、点状或条状形态分布，边界逐渐清晰。这一阶段MRI信号的变化主要反映骨折早期病理改变。骨折后4~8周内，骨小梁增多，大量类骨样组织形成，钙盐沉积，进一步降低了局部信号，使得MRI高信号面积大幅度缩小，集中于骨折线附近。然而，由于部分椎体内坏死液化组织的出现，引起相应区域异常高信号，因此MRI呈混杂信号，表明松质骨骨折尚未完全愈合。骨折后8~12周内骨小梁趋于成熟，水肿吸收，血肿清除，T1WI上可见边界清晰的低信号影，考虑是骨折修复后的痕迹，T2WI和STIR上高信号大部分消失，与相邻正常椎体信号相同。
近年来，虽然保守治疗对大多数OVCFs患者效果良好[19-20]，但椎体成形术等微创脊柱手术已在临床得到广泛应用，并已被证明对OVCFs有效[21]。Ⅰ期处于急性水肿期，应及时给予保守治疗（包括止痛药物、卧床休息、外固定支架）或手术治疗（椎体成形术）；Ⅱ期、Ⅲ期均为骨折修复期，不宜早期负重，可继续保守治疗或尽早手术；Ⅳ期骨折大部分基本愈合，症状消失，功能锻炼可逐步开始。若部分骨折椎体后期存在后凸畸形或空隙征，导致持续慢性症状，可酌情行经椎弓根截骨术或椎体成形术等。
总之，骨髓水肿的MRI信号变化在一定程度上可反映病理变化，对于评估OVCFs患者椎体骨折的愈合情况及继发性病理改变有很大帮助。
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