Radiology:绝经后骨质疏松症的MRI定量分析

骨质疏松症（OP）是一个十分常见的健康问题，每年有200万例骨折和超过570亿美元的骨折相关费用。骨质疏松症骨折风险预测的临床标准是骨矿物质密度（BMD），通常用腰椎和髋部的双能量X射线吸收仪（DXA）来评估。然而，DXA有助于测量面积密度，既不能区分皮质骨和小梁骨，也不能区分决定骨机械能力的结构和材料特性，而这些是决定OP骨折风险的主要因素。皮质骨占全身骨骼质量的80%，抗OP药物对这两种骨的影响是不同的。最近一项涉及7000名参与者的前瞻性研究发现，皮质骨的面积和孔隙率能够预测骨折，与年龄、性别、身高、体重和骨密度无关。

临床上，一些药物可以改善皮质骨的微结构。虽然已知OP的快速重塑会降低骨的骨化程度，但骨化程度可以通过治疗得到改善，这也解释了一些与治疗相关的骨折减少与BMD无关。虽然皮质骨的微结构通常用高分辨率CT测量，但超短回波时间（UTE）和零回波时间序列的固态MRI技术的进步使得以前无法检测到的组织信号得以量化，这些信号具有类似于固态MRI的特性（即激发旋子的短寿命）。

此外，虽然以前只能通过活检来量化骨的骨化程度，但磷（P）密度（31P）固态MRI可以对人类手腕的骨矿物质进行成像。孔隙水是衡量孔隙度的一个指标，在尸体研究中被证明可以预测骨强度和密度。BW是衡量骨质密度的一个指标，与骨的屈服后特性有关。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究探讨了皮质骨孔隙率、形态结构、骨化和骨质密度的MRI标志物在绝经后OP中是否受到影响，并评估了绝经后妇女的MRI标志物和BMD之间的相关性。

本项研究将纳入研究的绝经后妇女前瞻性地分为两组：未接受治疗的OP参与者，定义为任何双能X射线吸收仪（DXA）T分数为-2.5或以下，以及年龄匹配的无OP的对照参与者（以下简称非OP）。参与者均接受了MRI检查以及髋部和脊柱的DXA检查，还有中段的外周定量CT。具体来说，在3.0T下对皮质骨孔隙率（孔隙水和总水）、骨质密度（结合水[BW]）、形态结构（皮质骨厚度）和骨化（磷[P]密度[31P]和31P-BW浓度比）的MRI测量进行了定量分析，比较了OP组和非OP组的MRI测量并评估了与BMD的相关性。

15名患有OP的参与者（平均年龄，63岁±5[SD]）和19名没有OP的参与者（平均年龄，65岁±6）被纳入最终评估。OP组的孔隙水（11.6 mol/L vs 9.5 mol/L；P = .007）和总水密度（21.2 mol/L vs 19.7 mol/L；P = .03）分别比非OP组低，皮质骨厚度（4.8 mm vs 5.6 mm；P < .001）和31P密度（6.4 mol/L vs 7.5 mol/L；P = .01），尽管没有证据显示BW或31P与BW浓度比有差异。孔隙和总水密度与DXA和外周定量CT BMD成反比（P < .001），而皮质骨厚度和31P密度与DXA和外周定量CT BMD成正比（P = .01）。BW、31P密度和31P与BW的浓度比与DXA呈正相关（P < .05），但与外周定量CT无相关性。

图 具有代表性的皮质分割和超短回波时间（UTE）图像上叠加的定量参数颜色图。 A）黄色边界描绘了手动绘制的皮质骨轮廓，叠加在UTE回波2图像上，该图像具有强烈的骨-组织对比。每个MRI参数的彩色图谱，（B）总水、（C）孔隙水（D）结合水和（E）磷叠加在UTE回波1图像上

研究表明，MRI能够帮助检测绝经后骨质疏松症患者的皮质骨孔隙率、形态结构和矿化的变化。未来的工作应该在更大的群体中对这些标志物进行评估以确定其检测药物治疗后骨骼健康变化方面的能力。

原文出处：

Brandon C Jones,Hyunyeol Lee,Cheng-Chieh Cheng,et al.MRI Quantification of Cortical Bone Porosity, Mineralization, and Morphologic Structure in Postmenopausal Osteoporosis.DOI:10.1148/radiol.221810