Применение МРТ-последовательности DIXON в диагностике изменений губчатого вещества тел позвонков в сопоставлении с данными остеоденситометрии

Цель исследования: анализ закономерностей изменения жировой фракции тел позвонков по данным модифицированного протокола DIXON (mDixon, МРТ) у пациентов различных возрастных групп в сопоставлении с данными денситометрии.

Материал и методы. Для диагностики был использован томограф Siemens Magnetom Verio 3 Tл, для оценки состояния позвонков пояснично-крестцового отдела позвоночника, измерения жировой фракции (FF – fat fraction) была использована компьютерная программа: RadiAnt DICOM viewer. Параметры DIXON (two-point) импульсной последовательности TSE с Т2-типом взвешенности: TR 4000 мс, TE 88 мс, толщина среза 4 мм, матрица 320 × 320, NEX 1, FOV 260 × 260 мм, размер пикселя 0,8 × 0,8 мм, полоса пропускания 345 Гц/пиксель. Время сканирования фиксировано и составило 3 мин 50 с. Также в работе был использован денситометр GE Lunar Prodigy. Выставленные параметры измерения: режим – стандарт (13–25 см), длина 19,1 см, ширина 18,0 см. Метод: mDixon.

Результаты. Всего был обследован 71 пациент (средний возраст 57 лет; средний ИМТ составил 27,94). Остеопения была диагностирована у 21 больного, остеопороз – у 13. Минеральная плотность кости (BMD) была получена с помощью рентгеновской денситометрии, которая служила методом для выявления аномальной плотности кости и остеопороза. Было сделано сравнение значений BMD у пациентов с нормой и пациентов с остеопорозом/остеопенией: значения у пациентов с нормой были на 21,85% больше, чем у пациентов с остеопорозом/остеопенией. Также было проведено сравнение параметров FF у пациентов с нормой и патологией – значения у пациентов с нормой были на 15,65% меньше, чем у пациентов с патологией. При проведении корреляционного анализа была выявлена зависимость между параметрами BMD и FF. По результатам морфометрии тел позвонков в 8% случаев у пациентов с остеопорозом / остеопенией была выявлена клиновидная деформация тел позвонков.

Выводы. Метод МРТ-последовательности DIXON является важным звеном в диагностике изменений губчатого вещества тел позвонков. При исследовании корреляционного анализа была выявлена обратная зависимость между параметрами BMD и FF.

1. Савченко Т.Н., Агаева М.И., Носова Л.А., Шаповалова Ю.О. Профилактика остеопороза у женщин. РМЖ. Мать и дитя. 2017; 25 (12): 879–883.

2. Михайлов Е.Е., Беневоленская Л.И. Руководство по остеопорозу / Под ред. Л.И. Беневоленской. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2003.

3. National Osteoporosis Foundation. Osteoporosis clinical practice guideline. National osteoporosis Foundation website. Available at: http://www.nof.org (дата обращения 20.05.2021).

4. Kanhaiya A., Yatish A., Rajesh K.C. et al. Evaluation of MR Spectroscopy and Diffusion-Weighted MRI in Post-menopausal Bone Strength. Eur. Cureus. 2015; 7: e327. https://dx.doi.org/10.7759%2Fcureus.327

5. Griffith J.F., Yeung D.K., Antonio G.E. et al. Vertebral marrow fat content and diffusion and perfusion indexes in women with varying bone density: MR evaluation. Radiology. 2006; 241: 831–838. https://doi.org/10.1148/radiol.2413051858

6. Ghannam N.N. WHO Study Group. Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. Report of a WHO Study Group. World Health Organ Tech Rep Ser. Geneva: WHO. 1994; 14 (843): 1–129. https://doi.org/10.5144/0256-4947.1994.527

7. Losch M.S., Swamy A., Elmi-Terander A. et al. Proton density fat fraction of the spinal column: an MRI cadaver study. BioMedical Engineering OnLine. 2021; 7. https://doi.org/10.1186/s12938-020-00846-4

8. Glocker B., Konukoglu E., Lavdas I. et al. Correction of Fat-Water Swaps in Dixon MRI. MICCAI. 2016. Vol 9902. Lecture Notes in Computer Science. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-46726-9_62

9. Low R.N., Austin M.J., Ma J. Fast spin-echo triple echo dixon: Initial clinical experience with a novel pulse sequence for simultaneous fat-suppressed and nonfatsuppressed T2-weighted spine magnetic resonance imaging. J. Magn. Reson. Imaging. 2011; 33: 390–400. https://doi.org/10.1002/jmri.22453

10. Brandão S., Seixas D., Ayres-Basto M. et al. Comparing T1-weighted and T2-weighted three-point Dixon technique with conventional T1-weighted fat-saturation and short-tau inversion recovery (STIR) techniques for the study of the lumbar spine in a short-bore MRI machine. Clin. Radiol. 2013; 68: e617–623. https://doi.org/10.1016/j.crad.2013.06.004

11. Ma J., Singh S.K., Kumar A.J. et al. T2-weighted spine imaging with a fast three-point dixon technique: comparison with chemical shift selective fat suppression. J. Magn. Reson. Imaging. 2004; 20: 1025–1029. https://doi.org/10.1002/jmri.20201

12. Yeung H.N., Kormos D.W. Separation of true fat and water images by correcting magnetic field inhomogeneity in situ. Radiology. 1986; 159: 783–786. https://doi.org/10.1148/radiology.159.3.3704157

13. Sangmin L., Dae Seob Ch., Hwa S.Sh. et al. FSE T2-weighted two-point Dixon technique for fat suppression in the lumbar spine: comparison with SPAIR technique. Diagn. Interv. Radiol. 2018; 24: 175–180. https://dx.doi.org/10.5152%2Fdir.2018.17320

14. Расчет фракции жира методами количественной МРТ. Available at: https://www.philips.ru/healthcare/education-resources/research-projects/fat-fraction-calculation (дата обращения 20.05.2021).

15. Youn I., Lee H.Y., Kim J.K. Correlation between vertebral marrow fat fraction measured using dixon quantitative chemical shift MRI and BMD value on dual-energy X-ray absorptiometry. J. Korean Soc. Magn. Reson. Med. 2012; 16: 16–24. https://doi.org/10.13104/jksmrm.2012.16.1.16

16. Chang R., Ma X., Jiang Y. et al. Percentage fat fraction in magnetic resonance imaging: upgrading the osteoporosis-detecting parameter. BMC Med. Imaging. 2020; 20: 30. https://doi.org/10.1186/s12880-020-00423-0

17. Menshchikov P.E., Ivantsova A.S., Akhadov T.A. et al. 1H MRS as a novel quantitative method for osteoporosis detection. J. Phys.: Conf. Series. 2020, 1461, 012098. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1461/1/012098

18. He J., Fang H., Li X. Vertebral bone marrow fat content in normal adults with varying bone densities at 3T magnetic resonance imaging. Acta Radiol. 2018; 60 (4): 509–515. https://doi.org/10.1177/0284185118786073