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骨髓脂肪的分析技术及其与骨质疏松关系的研究进展

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中国骨质疏松杂志 2022年第4期28卷 601-606页

作者：王思竹汤光宇同济大学附属上海市第十人民医院放射科上海200072

骨质疏松(osteoporosis,OP)是一种公共卫生健康疾病,不仅增加了国家医疗卫生系统的负担,并且降低了人们的生活质量。既往关于OP的研究主要集中于骨骼的矿化部分,认为骨髓脂肪为惰性的组成成分。但是,近年越来越多的研究发现骨髓脂肪通... 详细信息

骨质疏松(osteoporosis,OP)是一种公共卫生健康疾病,不仅增加了国家医疗卫生系统的负担,并且降低了人们的生活质量。既往关于OP的研究主要集中于骨骼的矿化部分,认为骨髓脂肪为惰性的组成成分。但是,近年越来越多的研究发现骨髓脂肪通过内分泌和旁分泌作用能够影响骨量与骨质量。为了明确骨-骨髓脂肪的相互作用以及OP的发生机制,学者们通过许多手段对骨髓脂肪的成分进行量化并探索其功能,有助于进一步明确骨髓脂肪代谢在OP形成过程中的可能机制。质子磁共振波谱(MRS)以及MRI水脂分离成像弥补了质谱技术的缺点,可以无创的检测活体骨髓脂肪,MRS能够分析单个体素的脂肪分数以及不同脂肪酸成分相对含量,而MRI水脂分离成像能够分析脂肪的空间分布并得出其脂肪分数。目前骨髓脂肪与骨质疏松关系研究主要集中于体外实验,如何在活体内研究其作用机制仍需进一步探索。骨髓脂肪酸参与骨质疏松的发病机制可能成为治疗骨质疏松的潜在靶点,未来需要进一步明确健康骨骼各种重点脂肪酸的实际需要量,从而改善日常饮食,保护骨骼。本文就骨髓脂肪的分析技术及其与骨质疏松的关系研究进展进行综述。

关键词：骨髓脂肪骨质疏松色谱法磁共振成像

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骨髓脂肪异常浸润与老年骨质疏松的关系

中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志 2022年第1期15卷 66-73页

作者：范敬争姜玉艳张蔷天津医科大学总医院保健医疗部天津300052 天津医科大学总医院核医学科天津300052

骨质疏松及由此导致的骨折在老年人中普遍存在,骨髓脂肪的异常浸润在老年骨质疏松的发生和发展中起着关键作用。部分原因可能是骨髓脂肪细胞和成骨细胞具有共同的前体细胞,且在衰老条件下,氧化应激水平增加,使其朝着更有利于脂肪细胞生... 详细信息

骨质疏松及由此导致的骨折在老年人中普遍存在,骨髓脂肪的异常浸润在老年骨质疏松的发生和发展中起着关键作用。部分原因可能是骨髓脂肪细胞和成骨细胞具有共同的前体细胞,且在衰老条件下,氧化应激水平增加,使其朝着更有利于脂肪细胞生成的方向分化。此外,骨髓脂肪是一种内分泌器官,可以通过分泌具有脂毒性的游离脂肪酸(主要是棕榈酸)抑制成骨细胞的分化,促进其发生脂性凋亡及过度自噬使骨形成减少,也能诱导破骨细胞分化使骨吸收增加。因此,骨髓脂肪可能成为治疗老年骨质疏松新的潜在靶点。本文就老年骨质疏松骨髓脂肪异常浸润的可能机制及其对骨代谢的可能影响,以及调节骨髓脂肪细胞的量和功能对老年骨质疏松的治疗作用进行梳理,旨在扩宽对老年骨质疏松的理解,探索新的治疗方向。

关键词：骨髓脂肪老年骨质疏松氧化应激脂毒性游离脂肪酸

MRI质子密度脂肪分数评估限时饮食对高脂饮食诱导肥胖大鼠骨髓脂肪的影响

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中华放射学杂志 2024年第1期58卷 79-84页

作者：丁煜堃祝翠玲张晓东南方医科大学第三附属医院、广东省骨科研究院影像科广州510630

目的采用MRI质子密度脂肪分数(PDFF)探讨限时饮食(TRF)对高脂饮食(HFD)诱导肥胖大鼠股骨近端骨髓脂肪的影响。方法将30只雄性Sprague-Dawley大鼠按照体重分层随机抽样分为6个亚组,每亚组5只,2个亚组合并为1组,共分为3组。对照组大鼠可2... 详细信息

目的采用MRI质子密度脂肪分数(PDFF)探讨限时饮食(TRF)对高脂饮食(HFD)诱导肥胖大鼠股骨近端骨髓脂肪的影响。方法将30只雄性Sprague-Dawley大鼠按照体重分层随机抽样分为6个亚组,每亚组5只,2个亚组合并为1组,共分为3组。对照组大鼠可24 h任意进食,饲喂正常饲料;HFD组大鼠可24 h任意进食,饲喂高脂饲料;HFD+TRF组大鼠只在9点(光照后2 h)至17点(黑暗前2 h)饲喂高脂饲料。实验第28天每组选取1个亚组的5只大鼠进行股骨MRI,第56天时对每组的另1个亚组进行扫描,基于mDixon-Quant定量序列图像,测量股骨近端骨髓脂肪的PDFF值。扫描结束后处死大鼠,采集血样,测量血清瘦素含量。采用单因素方差分析或Kruskal-Wallis H检验比较3组大鼠体重、PDFF和血清瘦素的差异,多重比较采用LSD-t检验。结果实验开始后第28天,3组大鼠间体重、PDFF和血清瘦素差异均无统计学意义(P>0.05)。第56天时,对照组、HFD组和HFD+TRF组大鼠股骨近端骨髓PDFF分别为(7.2±1.4)%、(9.7±2.4)%、(11.2±3.6)%,3组大鼠间体重、PDFF和血清瘦素差异均有统计学意义(F=6.95,P=0.010;F=5.98,P=0.007;F=4.54,P=0.034)。多重比较结果显示,HFD组的体重高于对照组(LSD-t=52.96,P=0.036)和HFD+TRF组(LSD-t=82.74,P=0.003);HFD+TRF组大鼠股骨近端骨髓PDFF值高于对照组(LSD-t=4.01,P=0.012);HFD组大鼠血清瘦素高于对照组(LSD-t=1.45,P=0.030)和HFD+TRF组(LSD-t=1.62,P=0.018)。结论TRF对HFD诱导肥胖大鼠减重的同时,股骨近端骨髓PDFF值增加,且可能与血清瘦素的降低有关。

关键词：磁共振成像限时饮食骨髓脂肪肥胖质子密度脂肪分数动物实验

腰椎椎体骨髓脂肪含量与骨密度、年龄关系的定量影像评估

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中华放射学杂志 2017年第10期51卷 771-776页

作者：张勇程晓光于爱红王玲张晨鑫赵伟端木羊羊张宇北京积水潭医院放射科 100035 安徽医科大学第四附属医院放射科飞利浦医疗保健事业部

目的探讨腰椎椎体骨髓脂肪含量随年龄增长的变化规律及其与骨密度、年龄的关系;同年龄段男女间骨密度和骨髓脂肪含量的差异.方法根据统计上样本量要求标准,每组最低样本量为18名,前瞻性招募符合纳入标准的296名健康志愿者,其中男139... 详细信息

目的探讨腰椎椎体骨髓脂肪含量随年龄增长的变化规律及其与骨密度、年龄的关系;同年龄段男女间骨密度和骨髓脂肪含量的差异.方法根据统计上样本量要求标准,每组最低样本量为18名,前瞻性招募符合纳入标准的296名健康志愿者,其中男139名、女157名,年龄21-70岁.按年龄分为5组,组1（21-30岁）、组2（31-40岁）、组3（41-50岁）、组4（51-60岁）、组5（61-70岁）.以定量CT测量腰椎椎体骨密度,以MR魔镜成像技术（MRI mDIXON-Quant）测量第3腰椎骨髓脂肪含量.骨髓脂肪含量、骨密度的比较,男女各年龄组间采用单因素方差分析,同年龄组男、女间采用t检验（资料符合正态分布）.另外,对椎体骨髓脂肪含量及骨密度、年龄做Pearson相关分析.结果腰椎椎体骨髓脂肪含量随年龄增加呈上升趋势,不同年龄组间差异有统计学意义[F值：男13.598、女73.419,P值均〈0.001）].女性椎体骨髓脂肪含量50岁前低于男性,但仅组2间差异有统计学意义[女性（29.7±7.1）%-（36.1±6.6）%、男性（34.1±8.4）%-（39.9±5.9）%,组1的t=1.984,P=0.053,组2的t=5.699,P=0.000,组3的t=2.017,P=0.050];50岁后高于男性,但仅组5间差异有统计学意义[女性（48.3±8.8）%-（52.5±8.2）%、男性（45.5±8.1）%-（46.2±7.4）%;组4的t=-0.914,P=0.365;组5的t=-3.400,P=0.001].男性骨髓脂肪含量与年龄呈正相关（r=0.527,P〈0.05）,与骨密度值呈负相关（r=-0.730、校正年龄因素后r=-0.584,P〈0.05）;女性骨髓脂肪含量与年龄呈正相关（r=0.761,P〈0.05）,与骨密度值呈负相关（r=-0.809、校正年龄因素后r=-0.473,P〈0.05）.结论椎体骨髓脂肪含量随年龄增大整体呈上升趋势.男女椎体骨髓脂肪含量均与骨密度呈负相关,与年龄呈正相关.

关键词：腰椎骨密度年龄分布骨髓脂肪影像评估

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腰椎骨髓脂肪与腹部脂肪相关性的前瞻性研究

南方医科大学学报 2016年第2期36卷 286-289页

作者：张晓东赵银霞赵文吉张灵艳严杰文郝帅卢雄光赵静李绍林南方医科大学第三附属医院//广东省骨科研究院医学影像科广东广州510630

目的探讨腰椎骨髓脂肪与腹部脂肪的相关性。方法共68人（男32人,女36人,年龄21~74岁,中位年龄49.5岁）纳入前瞻性研究。1.5T MR采用单体素点分辨波谱法（PRESS）对L3椎体进行波谱采集,计算脂肪比（FF%）;同时行腰椎64排CT检查,用定量CT... 详细信息

目的探讨腰椎骨髓脂肪与腹部脂肪的相关性。方法共68人（男32人,女36人,年龄21~74岁,中位年龄49.5岁）纳入前瞻性研究。1.5T MR采用单体素点分辨波谱法（PRESS）对L3椎体进行波谱采集,计算脂肪比（FF%）;同时行腰椎64排CT检查,用定量CT（QCT）分析软件测量L3相应层面腹部皮下脂肪（SAT）与内脏脂肪（VAT）。男、女按年龄各分为两组（≥50岁和〈50岁）,用SPSS 19.0软件进行统计学分析。结果男性BMI、FF%、VAT及SAT≥50岁组和〈50岁组比较均无显著性差异（P〉0.05）,FF%与BMI、VAT及SAT均无明显相关性（r分别为-0.109、0.034、-0.066,P〉0.05）。女性BMI、FF%、VAT及SAT≥50岁组和〈50岁组比较均有显著性差异（P〈0.05）;女性≥50岁组,FF%与VAT呈明显正相关（r为0.499,P〈0.05）,FF%与SAT无明显相关性（r为0.221,P〉0.05）;女性〈50岁组,FF%与VAT或SAT均无明显相关性（r分别为-0.076、-0.067,P〉0.05）。结论中老年女性（≥50岁）腰椎骨髓脂肪含量与VAT关系密切,男性与年轻女性（〈50岁女性）腰椎骨髓脂肪含量与腹部脂肪无关。

关键词：骨髓脂肪磁共振波谱内脏脂肪定量CT

磁共振波谱成像定量腰椎骨髓脂肪短中期的可重复性研究

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中国全科医学 2017年第12期20卷 1491-1494,1499页

作者：孟雷李艳彬董飞侠潘安光浙江省温州市第七人民医院放射科 325000 浙江省温州市第七人民医院特检科 325000 浙江省温州市中医院 325000

目的评价磁共振波谱成像(MRS)定量腰椎骨髓脂肪短、中期的可重复性。方法选择2015年3—6月在温州市第七人民医院和温州市中医院健康体检中心体检的符合入选标准的健康女性(28.9~48.6岁)受检者30位,基线(即研究开始时)及6个月时测定受检... 详细信息

目的评价磁共振波谱成像(MRS)定量腰椎骨髓脂肪短、中期的可重复性。方法选择2015年3—6月在温州市第七人民医院和温州市中医院健康体检中心体检的符合入选标准的健康女性(28.9~48.6岁)受检者30位,基线(即研究开始时)及6个月时测定受检者血25羟维生素D、骨钙素、β-胶原降解产物及雌二醇。于基线、6周及6个月时分别行3次MRS扫描,测定腰3椎体骨髓脂肪分数(FF)。由2位评定者独立测定FF,计算组内相关系数(ICC),评价不同时间点(短期和中期)MRS测定FF的精确性。结果共22位受检者完成研究。评定者间与评定者内在基线、6周及6个月时测定FF的ICC为0.931~0.988。Bland-Altman法分析显示,评定者间、评定者内测定FF的差值均落于95%可信区间内。短期和中期MRS测定FF的ICC为0.856~0.944,变异系数为2.45%~4.72%。结论短、中期MRS测定腰椎骨髓脂肪含量具有良好的可重复性。

关键词：磁共振波谱学骨髓脂肪重复性

IDEAL-IQ联合Micro-CT定量评估兔1型糖尿病骨髓脂肪含量和骨小梁微结构相关性的研究

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磁共振成像 2023年第5期14卷 145-149,160页

作者：张甜李亮费紫嫣高宇凡王焰闫玉辰查云飞武汉大学人民医院放射科武汉430060

目的采用定量非对称回波的最小二乘估算法迭代水脂分离序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation quantitation sequence, IDEAL-IQ)联合计算机显微断层扫描(micro computed tomography, Micro-CT)技术评估兔1型糖尿病腰椎骨髓脂肪含量和骨小梁微结构相关性。材料与方法将16只雄性日本大耳白兔随机分为糖尿病组(n=8)和对照组(n=8),糖尿病组采用四氧嘧啶造模。在造模成功后第0、4、8、12、16周通过IDEAL-IQ定量评估兔腰椎骨髓脂肪含量。在第16周采用Micro-CT及组织病理学检查对兔腰椎骨小梁微结构进行定量评估。不同时间点腰椎IDEAL-IQ脂肪分数差异比较采用重复测量方差分析;同一时间点组间脂肪分数、Micro-CT骨小梁形态计量学参数、组织病理学参数差异比较采用独立样t检验或Mann-Whitney U检验;采用Pearson相关系数评估骨髓脂肪分数与骨小梁形态计量学参数、组织病理学参数相关性。结果糖尿病组骨髓脂肪含量随时间变化呈上升趋势,且差异存在统计学意义(P脂肪含量差异无统计学意义(P>0.05);糖尿病组与对照组腰椎骨髓脂肪分数在第16周差异有统计学意义(59.987±4.859 vs. 51.015±8.469,P骨髓脂肪细胞数量(32.875±11.051 vs. 71.667±13.125, P脂肪分数与组织病理学脂肪细胞计数呈正相关关系(r=0.539 95%CI:0.012~0.832),与骨小梁模式因子、骨小梁结构模型指数、骨小梁分离度呈轻中度正相关关系,与骨矿物质密度、总体积、骨体积、骨体积分数、总表面积、骨表面积、骨表面积体积比、骨表面积总体积比、骨小梁数量呈轻至中度负相关关系。结论 1型糖尿病腰椎骨髓脂肪含量与骨小梁微结构变化存在相关性,IDEAL-IQ联合Micro-CT的多模态定量影像技术有望为1型糖尿病提供全面的骨髓微环境评估策略。

关键词：糖尿病磁共振成像 IDEAL-IQ Micro-CT 骨髓脂肪骨小梁骨微结构骨髓微环境

比较氢质子磁共振波谱和正反相位MRI成像在骨髓脂肪沉积中的价值

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中国骨质疏松杂志 2015年第6期21卷 691-696页

作者：张灵艳李绍林郝帅南方医科大学第三附属医院广东省骨科研究院影像科广东广州510630

目的探讨氢质子磁共振波谱(1H-MRS)和双回波正反相位(in-phase and out-phase)MRI成像技术在骨髓脂肪沉积中的价值,并比较两种方法一致性。方法前瞻性选择经我院双能X线骨密度测量仪(DXA)确诊的38例骨质疏松者及30例骨量正常者分别行MR... 详细信息

目的探讨氢质子磁共振波谱(1H-MRS)和双回波正反相位(in-phase and out-phase)MRI成像技术在骨髓脂肪沉积中的价值,并比较两种方法一致性。方法前瞻性选择经我院双能X线骨密度测量仪(DXA)确诊的38例骨质疏松者及30例骨量正常者分别行MRI常规检查、1H-MRS及双回波正反相位成像,并收集资料,分别测量L2椎体的反相位和正相位信号比值(SIR)、水脂比(LRW)和脂肪分数(FF)。采用t检验比较两组的SIR、LRW及FF差异;采用ROC曲线分析SIR值、LRW及FF对骨质疏松诊断效能,并初步确定骨质疏松各指标诊断阈值;Kolmogorov-Snimov法进行正态性检验,资料符合正态分布,选择pearson相关分析分别检验SIR与LRW和FF的相关性。结果得到横轴位和矢状位各68幅MRI腰椎正反相位图,得到68幅单体素MRS波谱图,骨质疏松组SIR值、LWR及FF分别为0.498±0.160、3.677±3.093、0.732±0.176,骨量正常组SIR值、LWR及FF分别为0.350±0.971、2.094±1.892、0.573±0.211,两组间SIR、LWR FF差异均有统计学意义(t值分别为6.404、2.035、2.738,P值均骨髓脂肪沉积定量信息,可以无创、快速协助诊断骨质疏松,二者指标间有相关性。

关键词：磁共振波谱正反相位骨质疏松骨髓脂肪信号

mDixon与MRS定量骨髓脂肪的对比研究

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临床放射学杂志 2018年第11期37卷 1892-1896页

作者：王明明李雪峰李冠武陶全李林周永明上海市第四人民医院放射科 200080 上海中医药大学附属岳阳医院放射科

目的以T2校正MRS为参考,证实多回波Dixon(mDixon)水/脂分离成像定量骨髓脂肪含量的优越性。方法83名绝经后妇女按骨密度T值分为正常骨量组(n=41)、低骨量组(n=26)及骨质疏松组(n=16),受试者同时行T2校正MRS及8回波Dixon扫描获取骨髓质... 详细信息

目的以T2校正MRS为参考,证实多回波Dixon(mDixon)水/脂分离成像定量骨髓脂肪含量的优越性。方法83名绝经后妇女按骨密度T值分为正常骨量组(n=41)、低骨量组(n=26)及骨质疏松组(n=16),受试者同时行T2校正MRS及8回波Dixon扫描获取骨髓质子密度脂肪分数(FF)。随机选取8名受试者做3次mDixon重复扫描,以均方根绝对精度误差及均方根变异系数(CV)评价mDixon定量FF的可重复性。利用组内相关系数(ICC)评估观察者内及观察者间测定mDixonFF值的一致性。采用Linearregression、Bland-Altman分析法及Lin's一致性相关系数法评价mDixon与MRS定量FF的可代替性。结果MRS、mDixon定量83名受试者FF的线性回归分析,相关系数为0.979,Lin's一致性相关系数为0.962。所有的MRSFF与mDixonFF差值的点均落在Bland-Alt-man分析法95%可信区间内。观察者内及观察者间测定受试者mDixonFF均具有实质性的一致性,观察者内ICC=0.993,不同骨密度组观察者间ICC=0.976~0.982。mDixon重复扫描,均方根绝对误差为1.45%。结论mDixon应用多脂峰模型及T2*校正定量骨髓脂肪含量其准确性可等同于MRS,将来可用多回波CSE序列代替MRS对骨髓脂肪进行定量。

关键词：化学位移磁共振波谱成像骨髓脂肪骨密度