腰椎间盘退变的磁化传递率定量研究

摘要

目的：测量腰椎间盘髓核及纤维环磁化传递率值(magnetizationtransfer ratio，MTR)，并研究其与MRI椎间盘退变诊断分级(改良Pfirrmann分级法)的相关关系，探讨MTR对椎间盘退变的研究价值。
　　方法：选择77例腰椎间盘退行性变患者(男性32例，女性45例)及19例正常志愿者(男性15例，女性4例)，共计96例，男性47例，女性49例，年龄12～78岁，平均43.3±16.5岁。首先，采用Siemens1.5TAvanto超导型磁共振扫描机进行腰椎间盘连续两次矢状位质子密度序列扫描，其中一次加入MT；其次，对L1-2～L5-S1椎间盘进行连续两次平行于椎间盘层面的质子密度序列扫描，其中一次加入MT；然后，在轴位图像上分别测量L1-2～L5-S1椎间盘髓核及纤维环的信号值，未加MT的序列记作Mo，加入MT的序列记作Ms，并计算出各自的MTR值[MTR=(Mo-Ms)/Mo]。同时，使用同一台机器对77例患者及19例正常志愿者进行腰椎MRI常规序列扫描，然后根据改良Pfirrmann分级法将椎间盘分为1-8级。最后，对椎间盘及髓核的MTR值与改良Pfirrmann分级法进行统计学分析，并研究二者的相关关系；同时对比正常志愿者与对应年龄段患者椎问盘髓核及纤维环的MTR值。
　　结果：
　　1.描述性统计分析
　　1.1 髓核及纤维环的MTR值髓核及纤维环的MTR值均呈正态分布(P<0.01)，髓核的MTR均值为7.48％，纤维环的MTR均值为10.96％。由于髓核与纤维环分别占椎间盘20％和70％的干重，髓核的MTR值发生不成比例的升高。根据改良Pfirrmann分级进行分组统计，绘制图表显示：髓核MTR值随着改良Pfirrmann分级级数的增加有逐渐升高的趋势，而纤维环MTR值的趋势不明显。
　　1.2 改良Pfirrmann分级及年龄分布改良Pfirrmann分级与年龄分布均呈正态分布(P<0.01)。
　　1.3 男、女差异性检验男性约占样本量49％，女性约占51％。对男女分组的髓核及纤维环的MTR值进行差异性检验发现：男性髓核MTR值为7.00±2.74％，女性髓核MTR值为7.94±2.75％；男性纤维环MTR值为11.25±2.86％，女性纤维环MTR值为10.69±2.72％；单样本T检验二者均无明显差异，P值分别为0.653、0.645。
　　2.髓核及纤维环MTR值与改良Pfirrmann分级的相关关系由于髓核及纤维环MTR值及改良Pfirrmann分级均呈正态性，符合进行Pearson相关分析的条件，结果显示：在P<0.01的条件下，髓核MTR值与改良Pfirrmann分级的相关分析呈有统计学意义的正相关，Pearson相关系数为0.201(P=0.000)；而纤维环的MTR值与改良Pfirrmann分级相关分析统计学意义不强烈(P=0.049)。髓核的MTR值与改良Pfirrmann分级有相关性说明髓核胶原蛋白的变化与椎间盘的退变亦有相关性。
　　3.髓核及纤维环MTR值与年龄的相关关系由于三者同样呈正态分布，进行Pearson相关分析发现：髓核的MTR值与年龄呈有统计学意义的正相关，Pearson相关系数为0.177(P=0.000)；而纤维的MTR值与年龄不相关(P=0.465)。
　　4.正常志愿者与对应年龄段患者差异性分析将正常志愿者(19名)与随机选取的对应年龄段患者(21名)的对应椎间盘髓核及纤维环的MTR值及改良Pfirrmann分级进行差异性分析发现：L1-2、L2-3、L3-4、L5-S1椎间盘三者均无明显差异；L4-5椎间盘的髓核MTR值及改良Pfirrmann分级具有差异性，纤维环MTR值无明显差异。
　　5.MTR图：
　　对连续两次矢状位扫描图像进行剪影，发现纤维环有较大的信号饱和度，并且可以更好的在剪影图像上显示。与髓核相比，靠前的纤维环与靠后的纤维环在图像上都显示较高的信号减低，并可以很好的显示纤维环与髓核之间的分界。年轻者的正常的椎间盘在高MTR的纤维环和低MTR的髓核之间有明显的差异。相反，年老者的纤维环和髓核之间不再有清晰的分界。
　　结论：本研究进一步证明了椎间盘的退变与胶原蛋白的变化相关，并且主要与髓核的胶原蛋白相关。而且对椎间盘的胶原定量分析提供了帮助，MT是MRI的一种特殊检查技术，可能作为一种无创性的诊断方法应用于椎间盘退变的研究，特别是与其他的MRI检查技术相比在胶原定量上有优势。