張思偉，田鐵橋，羅建東

(廣東省中醫(yī)院影像科，廣州510105)

骨質(zhì)疏松癥(OP)是一種常見病、多發(fā)病，髖部骨折是其最嚴(yán)重的并發(fā)癥，治療棘手，預(yù)后差。目前髖部OP的診斷主要通過測(cè)定骨密度(BMD)，以反映患者的骨量情況，但對(duì)骨折的預(yù)測(cè)能力有限［1］。1H磁共振波譜(1H-MRS)技術(shù)能通過無創(chuàng)性觀察人體骨髓代謝及生化變化來評(píng)估骨質(zhì)量的情況，為認(rèn)識(shí)骨質(zhì)生物學(xué)特性提供了一條新途徑，成為一種獨(dú)立于BMD測(cè)定的新方法［2］。2010年11月～2011年11月，我們采用1H-MRS技術(shù)觀察了20例OP患者骨髓參數(shù)并分析其與BMD的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 20例OP患者，男3例，女17例;年齡35～70歲，平均50.75歲。均符合WHO的OP診斷標(biāo)準(zhǔn)［3］，排除其他影響骨代謝疾病或藥物使用者及合并有心、腦血管、肝、腎等嚴(yán)重原發(fā)病癥者。Discovery QDR雙能X線骨密度儀(美國(guó)Hologic公司)檢查示9例受試者診斷為骨質(zhì)疏松(骨質(zhì)疏松組)，男1例，女8例;11例診斷為低骨量(低骨量組)，男2例，女9例。另選取健康體檢、BMD檢測(cè)正常者20例為對(duì)照組，其中男5例，女15例;年齡38～69歲，平均50.1歲。

1.2 髖部1H-MRS檢查 采用德國(guó) Siemens公司1.5T超導(dǎo)MR機(jī)及體部線圈，同時(shí)采用單體素點(diǎn)分辨波譜序列(Point resolved spectroscopy，PRESS)(TR:3 000 ms，TE:25 ms)進(jìn)行波譜采集。所有病例均采用TSE T1WI序列作無角度的矢狀、橫斷和冠狀面掃描，作為1H-MRS三維空間定位圖。掃描參數(shù):TR:623 ms，TE:23 ms，矩陣 336 × 448，層數(shù)20，層厚3 mm，層間距1 mm。并分別選取股骨頭(1.5 cm ×1.5 cm ×1.5 cm)、股骨頸(1.0 cm ×1.5 cm ×1.5 cm)及股骨大粗隆區(qū)(1.5 cm ×1.5 cm ×3.0 cm)3個(gè)感興趣容積(VOI)體素。波譜采集前均進(jìn)行采集部位的勻場(chǎng)處理，然后完成波譜采集。采集的波譜原始數(shù)據(jù)采用MR機(jī)自帶工作站SPECTROSCOPY后處理軟件包進(jìn)行分析并計(jì)算以下指標(biāo):①脂肪分?jǐn)?shù)(Fat fraction，F(xiàn)F):為脂肪相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度振幅與總信號(hào)強(qiáng)度振幅(水和脂肪)的百分比，F(xiàn)F=［Ifat(Iwat+Ifat)］×100%，其中，Ifat和 Iwat分別指脂肪和水的峰值;②脂水峰比(Lipid water ratio，LWR)，LWR=Ifat/Iwat;③基線寬度 (Line width，LW)。分析上述指標(biāo)與BMD的相關(guān)性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量數(shù)據(jù)以ˉx±s表示，各組間的比較采用方差分析;對(duì)BMD與各分析指標(biāo)之間關(guān)系采用直線相關(guān)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn) α =0.05。

2 結(jié)果

2.1 三組髖部1H-MRS曲線形態(tài) 三組譜線均顯示兩個(gè)明顯的波峰，即4.7 ppm左右的水峰和1.3～0.9 ppm之間的脂峰，各組相比，骨質(zhì)疏松者譜線的脂峰最為高聳，脂峰與水峰峰值相差最大;低骨量者次之，正常人譜線脂峰最為低矮，脂峰與水峰峰值相差最小。

2.2 三組髖部不同部位1H-MRS分析指標(biāo) 骨質(zhì)疏松組FF、LWR均高于對(duì)照組及低骨量組，而股骨頸及大粗隆區(qū)水峰LW均明顯低于對(duì)照組及低骨量組(P均＜0.05)。低骨量組FF、LWR均明顯高于對(duì)照組，而股骨頸及大粗隆區(qū)水峰LW則均明顯低于對(duì)照組(P均＜0.05)。各組間脂峰LW及股骨頭水峰LW比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見表1。

2.31H-MRS分析指標(biāo)與 BMD的相關(guān)性 股骨頭、股骨頸及大粗隆區(qū)的FF與整體髖BMD值均呈負(fù)相關(guān)(r分別為 －0.58、－0.48、－0.40，P均 ＜0.05)，股骨頭、股骨頸及大粗隆區(qū)的LWR與整體髖BMD值均呈負(fù)相關(guān)(r分別為 －0.58、－0.48、－0.40，P 均 ＜0.05)，而股骨頭、股骨頸及大粗隆區(qū)的脂峰和水峰LW均與整體髖BMD值無明顯相關(guān)性(P 均 ＞0.05)。

表1 各組髖部不同部位1H-MRS分析指標(biāo)比較(ˉx±s)

3 討論

人體骨髓分為紅骨髓和黃骨髓。紅骨髓具有造血功能，其成分包括40%水、40%脂肪、20%蛋白;黃骨髓無造血功能，成分包括15%水、80%脂肪、5%蛋白，主要成分是脂肪細(xì)胞。不同年齡階段骨髓內(nèi)脂肪、水、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等成分的量不斷變化，剛出生的嬰兒體內(nèi)大部分為紅骨髓，隨著年齡增長(zhǎng)直至成人，部分紅骨髓生理性轉(zhuǎn)換為黃骨髓;其轉(zhuǎn)化始于外周骨，逐漸向中軸骨發(fā)展。25歲左右，人體骨髓的分布趨于穩(wěn)定，紅骨髓主要集中于中軸骨、肱骨及股骨近端，其余部分以黃骨髓為主。紅黃骨髓這種生理性轉(zhuǎn)換，反映出人體骨髓隨年齡增長(zhǎng)，骨髓的脂肪相應(yīng)增多水分相應(yīng)減少。已有組織形態(tài)學(xué)研究證實(shí)了該種變化:人體骨髓隨年齡增長(zhǎng)，造血組織、骨小梁萎縮，脂肪組織相應(yīng)增多，并由脂肪組織來替代骨小梁和造血組織萎縮后所殘余空間位置，該改變?cè)贠P患者更為顯著［4］。干細(xì)胞研究亦發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞有共同前體細(xì)胞即骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，兩者同源，相互競(jìng)爭(zhēng)，因而骨髓脂肪細(xì)胞增多會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性抑制成骨細(xì)胞的分化和成骨作用，從而可能導(dǎo)致 OP 的發(fā)生［5］。Liney 等［6］應(yīng)用 3.0T MR 對(duì)16名健康者的跟骨與腰椎行1H-MRS研究，發(fā)現(xiàn)跟骨FF明顯較L3椎體FF高，L3的FF與年齡呈正相關(guān)(P=0.003)，但跟骨的FF與年齡無相關(guān)性(P=0.14)，F(xiàn)F具有從L1椎體向L5椎體逐漸增加的趨勢(shì)。Griffith在其腰椎1H-MRS研究中亦發(fā)現(xiàn)OP患者腰椎骨髓脂肪含量高于正常人［7］。本研究顯示低骨量組、骨質(zhì)疏松組左股骨FF及LWR均明顯高于對(duì)照組，且FF及LWR與全髖BMD均呈負(fù)相關(guān)(P均＜0.05)，這種變化以骨質(zhì)疏松組最為明顯，與已有文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致。反映骨量異常者骨髓脂肪含量相應(yīng)增多，且骨質(zhì)疏松越嚴(yán)重則骨髓內(nèi)脂肪含量就越高，提示骨髓脂肪含量與骨代謝有相關(guān)性，骨髓脂肪含量相應(yīng)增多可能與OP的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)。

目前常用的OP診斷方法主要是通過測(cè)定BMD來反映患者的骨量情況。骨量是指一定長(zhǎng)度或體積內(nèi)的骨礦物質(zhì)含量，而是否發(fā)生骨折，取決于骨強(qiáng)度。骨強(qiáng)度主要反映于骨量和骨質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面;骨質(zhì)量是指骨的微結(jié)構(gòu)、骨轉(zhuǎn)換率、微損傷積累、材料強(qiáng)度及礦化程度。研究顯示骨量只代表骨強(qiáng)度的70% ～85%，其不反映骨結(jié)構(gòu)，不能單獨(dú)作為骨強(qiáng)度的替代物，對(duì)骨折的預(yù)測(cè)能力有限［1］。當(dāng)骨的微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、而骨量未改變時(shí)，其骨強(qiáng)度已下降。

MRS是目前惟一能無創(chuàng)性獲得活體代謝及生化變化的檢查技術(shù)，MRS中1H波譜臨床應(yīng)用最廣。在MR均勻磁場(chǎng)中，同種元素的同一種原子由于化學(xué)環(huán)境的不同可引起化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，其共振頻率亦有差異，這種頻率差異稱為化學(xué)位移?；瘜W(xué)位移是MRS的基礎(chǔ)，由于不同化合物之間存在頻率差異，MRS才能將不同的化合物分辨出來。MRS譜線的橫軸表示化學(xué)位移即頻率，縱軸表示各種具有不同化學(xué)物的信號(hào)強(qiáng)度。MRS以檢測(cè)物與參照物共振頻率相比得到的相對(duì)值的百萬分之一(ppm)來表示。在正常組織中，某種代謝物的濃度恒定。當(dāng)組織發(fā)生病變時(shí)，代謝物濃度即發(fā)生改變。新近1HMRS研究表明應(yīng)用FF參數(shù)能有效評(píng)估人體椎骨骨髓成分變化［7，8］。本研究結(jié)果顯示股骨頭、股骨頸及大粗隆區(qū)的FF及LWR與整體髖BMD值均呈負(fù)相關(guān)，髖部骨髓脂肪含量隨BMD減低而增加，與已有文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致。我們還發(fā)現(xiàn)各興趣區(qū)的脂峰和水峰LW均與整體髖BMD值無明顯相關(guān)性，與文獻(xiàn)結(jié)果不完全相同［9，10］，可能與 LW和靜態(tài)主磁場(chǎng)及檢查部位本身局部磁場(chǎng)的均勻性有關(guān)，在不同研究報(bào)道中使用的MR機(jī)型不同，所采用的磁體類型、勻場(chǎng)技術(shù)等不同，導(dǎo)致MRS采集時(shí)主磁場(chǎng)的勻場(chǎng)性可能存在差異，從而使得反映局部磁場(chǎng)不均勻性的LW受到影響。因此，參數(shù)LW的應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步研究，而應(yīng)用FF、LWR為參數(shù)的1H-MRS檢查可用來評(píng)估股骨骨髓脂肪含量，通過股骨骨髓脂肪含量變化可預(yù)測(cè)OP的發(fā)生。

總之，骨髓脂肪含量與BMD存在相關(guān)性，骨髓脂肪細(xì)胞增多可能導(dǎo)致OP的發(fā)生。1H-MRS檢查能有效顯示骨髓分子生化成分變化，通過對(duì)骨髓中水和脂肪含量進(jìn)行半定量分析，可為評(píng)價(jià)OP及預(yù)防其引發(fā)的骨折提供新思路。但OP和骨髓脂肪含量之間相互作用的機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。

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