MAGiC技术定量评估原发性骨质疏松症的可行性研究
摘要
关键词
MAGiC技术;定量评估;原发性骨质疏松症
正文
原发性骨质疏松症是一种随年龄增长而更常见的骨代谢疾病,以骨量减少、骨微结构恶化和脆性骨折风险增加为特点,常因症状不明显而被忽略。目前,DEXA和QCT是检测骨矿物质含量的主要方法,各有其优缺点。近年来,MRI技术在评估骨质量方面显示出巨大潜力,尽管这些技术大多仍处于临床前研究阶段。MAGiC序列作为一种新兴的一站式弛豫定量技术,能够快速获得多种定量参数,并且避免电离辐射的风险,目前主要应用于骨骼系统的其他领域。
1资料和方法
1.1一般资料
在2023年3月至2024年3月,我院选取60名完成胸部低剂量CT的参与者进行研究。入选标准:①中老年的参与者;②参与者应被诊断为原发性骨质疏松症或具有骨质疏松症的高风险因素;③参与者应能够完成研究所需的各项检查。排除标准:①患有继发性骨质疏松症;②患有影响研究结果的严重疾病;③体内存在金属植入物。
1.2方法
1.2.1胸部低剂量CT扫描及腰椎BMD测量
使用CT机进行扫描。利用QCT校准体模进行数据校准,并在QCT工作站测量BMD值。通过三平面定位,排除骨皮质和椎基静脉,在L1至L3椎体中央偏前区域设定ROI,测量并取平均BMD值。根据QCT标准,BMD>120 mg/cm³为骨量正常,80~120 mg/cm³为骨量减少,BMD<80 mg/cm³为骨质疏松,据此分组。
1.2.2 腰椎常规 MRI及MAGiC 序列扫描及定量参数测量
使用磁共振成像技术对腰椎进行常规矢状位扫描,包括T1 FSE序列、T2 FRFSE序列、T2 FLEX序列,总时长4分32秒。同时进行MAGiC序列扫描,时长4分8秒。通过MAGiC后处理应用程序生成T1WI、T2WI、T1-mapping、T2-mapping和PD-mapping定量图谱,并上传至PACS系统。VBQ评分基于T1WI像的信号强度(SI)增加来评估椎体骨小梁萎缩和脂肪浸润,通过测量L1~L4椎体SI并标准化以比较患者骨质量[1]。ROI放置需避开皮质骨和椎基静脉,覆盖骨小梁区域,并在正中矢状切面测量。CSF ROI置于L3椎体后方。在PACS系统测量常规T1及MAGiC T1 L1~L4椎体及L3 CSF SI,计算VBQ值和VBQ-magic值。使用MAGiC软件在T1WI序列勾画L1~L5椎体ROI,测量T1、T2、PD值,取平均值T1av、T2av、PDav作为最终结果。
1.3 观察指标
独立地进行VBQ-magic、T1av、T2av和PDav值的测量和计算,以进一步验证数据的观察者间重复性。
1.4统计学分析
本研究采用SPSS27.0统计软件对实验数据进行统计分析;计数资料以[n (%)]表示,以χ2检验;计量资料以(x± s)表示,并以 t检验;P<0.05被视为有显著的差别。
2结果
2.1 单参数及联合参数对骨量减少及骨质疏松的诊断效能
表1 各参数评估骨量减少的诊断效能
参数 | AUC | 95% 可信区间 | 敏感度/% | 特异度/% | Youden 指数 | 阳性预测值/% | 阴性预测值/% |
VBQ | 0.796 | 0.718~0.878 | 75.38 | 84. 13 | 0.595 | 83.05 | 76.80 |
VBQ-magic | 0.772 | 0.691~0.853 | 73.85 | 73.02 | 0.466 | 73.85 | 73.02 |
T1av | 0.702 | 0.611~0.793 | 78.48 | 38. 10 | 0.404 | 68.00 | 73.58 |
VBQ-magic+T1av | 0.781 | 0.703~0.862 | 75.38 | 73.02 | 0.484 | 74.24 | 74. 15 |
表 2 各参数评估骨质疏松的诊断效能
参数 | AUC | 95% 可信区间 | 敏感度/% | 特异度/% | Youden 指数 | 阳性预测值/% | 阴性预测值/% |
VBQ | 0.846 | 0.776~0.914 | 100.00 | 61.32 | 0.613 | 34.92 | 100.00 |
VBQ-magic | 0.811 | 0.730~0.889 | 95.45 | 59.43 | 0.549 | 32.80 | 98.43 |
T2av | 0.868 | 0.793~0.941 | 68. 18 | 89.62 | 0.575 | 57.66 | 93. 13 |
VBQ-magic+T2av | 0.803 | 0.713~0.893 | 77.26 | 73.58 | 0.509 | 37.78 | 93.96 |
3讨论
研究聚焦于利用MAGiC序列技术,深入分析VBQ-magic评分、T1弛豫时间、T2弛豫时间及其平均值(T1av、T2av),以及质子密度(PD)的平均值(PDav)与骨矿物质密度(BMD)之间的相关性。结果显示,VBQ-magic评分、T1av及T2av与BMD之间存在中等程度的相关性,表明这些参数能够反映骨骼健康状况的某些方面。相比之下,PDav与BMD之间的相关性较弱,提示其在单独用于评估骨密度变化时可能不如其他参数敏感。分析表明,VBQ-magic评分无论是单独使用还是与T1av、T2av联合应用,均展现出对骨量减少及骨质疏松症诊断的一定效能[2]。当VBQ-magic评分与T1av联合使用时,在诊断骨量减少方面的效能得到了显著提升,表明了多参数联合分析在提高诊断准确性方面的潜力。
VBQ-magic评分作为对骨矿物质密度(BMD)信息的有效补充,已被广泛研究并证实为一种优秀的评估工具,其在临床上的推广价值不容忽视。研究强化了VBQ-magic评分的有效性,为其在骨质疏松评估中的应用提供了坚实的证据支持。在深入分析中发现T1和T2弛豫时间与BMD之间存在中度相关性,这一发现可能揭示了它们与骨小梁结构退化和骨髓脂肪化之间的潜在联系。这些变化是骨质疏松症病理过程中的关键要素,因此T1和T2值的变化为理解骨质疏松机制提供了新的视角。另一方面,尽管质子密度(PD)值通常被视为反映骨髓中水与脂肪含量变化的重要指标,但在本研究中,PD的平均值(PDav)与BMD之间的相关性并不显著。这一结果提示我们在解释PD值时需要更加谨慎,并考虑其他可能影响其准确性的因素。研究通过纳入大量样本并严格控制年龄和性别分布,有效提高了研究结果的说服力和可靠性[3]。然而,研究中也存在局限性,如骨质疏松组样本量相对较少。此外,骨髓微环境的复杂性以及T1、T2、PD值之间研究结果的不一致性,提示需要进一步的多中心、大样本研究来深入探索这些参数与骨质疏松症之间的关系,并建立更加稳定、准确的评估模型。
综上所述,研究结果揭示VBQ-magic、T1av、T2av在诊断骨量减少和骨质疏松方面的有效性,尤其是在识别骨量减少时,联合这些参数可以提高诊断效能。因此,MAGiC序列有潜力发展成为骨质疏松症筛查和诊断的新工具。
参考文献
[1] 崔峰, 王聪, 王娅, 等 . MAGiC 技术的基本原理及临床研究进展[J]. 临床放射学杂志 , 2021, 40( 12): 2434-2437. DOI: 10. 13437/j. cnki. jcr.2021. 12.039.
[2] 吕永威, 杨淑辉, 马超, 等 . 基于MRI 的椎体骨质量分数在腰椎手术前骨量评估中的作用[J]. 中国医刊, 2021, 56(9): 984-987. DOI: 10.3969/j.issn. 1008-1070.2021.09.017.
[3] 刘浩, 杨红胜, 曾智谋, 等. 腰椎MRI椎体骨质量评分评价绝经后女性骨质疏松的严重程度[J].中国组织工程研究, 2023, 27(4): 606-611.
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