摘要：目的：探讨磁共振成像 (MRI) 的频率选择脂肪抑制T2 加权成像（FS-T2WI）和水 (Water) 成像在骨病变诊断中的对比度噪声比（CNR）值差异比较。方法：选择2024 年12 月至2025 年7 月期间在我院接受治疗的 50例脊柱病变患者作为研究对象。根据疾病种类不同分为脊柱新鲜骨折组（20 例）、骨转移瘤组（15 例）和骨髓瘤组（15 例）。所有患者均接受 MIR 常规扫描，运用 Dixon 法生成图像，计算 CNR 值。比较三组患者 FS-T2WI 及Water 图像中的 CNR 值差异、Water 图像中水：脂肪比例以及两种图像中的病变勾勒效果。结果：（1）CNR 值比较：所有病变类型在 Water 图像中的 CNR 值均显著高于 FS-T2WI（P<0.05）；组间比较显示，同一序列中，脊柱新鲜骨折组 CNR 值最高，骨髓瘤组次之，骨转移瘤组最低（P<0.05）。（2）水：脂肪比例比较：脊柱新鲜骨折组水：脂肪比例最高（2.85±0.62），显著高于骨髓瘤组和骨转移瘤组（P<0.001）；骨髓瘤组骨转移瘤组比较（P=0.021）。（3）病变范围勾勒效果比较：Water 图像的病变范围勾勒评分（3.62±0.58 分）显著高于 FS-T2WI（P<0.001）结论：与传统FS-T2WI 相比，T2IDEAL 技术生成的Water 图像在脊柱新鲜骨折、骨转移瘤及骨髓瘤的诊断中具有显著优势：其更高的CNR 值可提高病变检出率，量化的水：脂肪比例可为鉴别诊断提供客观指标，更精准的病变范围勾勒可指导治疗决策与疗效评估。

关键词：频率选择脂肪抑制T2 加权成像；水成像；对比度噪声比值；病变勾勒

随着全球人口老龄化进程的加速，老年人群脊柱疾病的发病率呈逐年上升趋势，其中脊柱新鲜骨折、骨转移瘤及骨髓瘤是临床常见且对患者生活质量影响显著的三类病变。据流行病学研究数据显示 [1]，60 岁以上人群中，脊柱骨折的年发生率约为 3%-5%，且约 80% 与骨质疏松相关；而骨转移瘤在晚期恶性肿瘤患者中的发生率高达 30%-40%，脊柱作为最常见的转移部位，其病变进展常导致剧烈疼痛、神经压迫甚至瘫痪；骨髓瘤作为一种浆细胞恶性肿瘤，约 70%-80% 的患者在疾病进程中会出现脊柱骨受累，表现为弥漫性骨破坏或病理性骨折，严重威胁患者生存安全[2]。准确诊断是制定脊柱病变治疗方案的前提，MRI 凭借其无创性、无辐射及对软组织分辨力高的优势，已成为脊柱病变诊断的首选影像学手段。频率选择脂肪抑制 T2 加权成像（Frequency-selective saturation T2-weighted imaging，FS-T2WI）作为 MRI 的一种常用序列，通过抑制病变周围的脂肪信号，有效强调病变区域的水含量，从而在显示脊柱病变部位时展现出良好的效果。然而，FS-T2WI 在实际应用中并非完美无缺，其对比度表现受到多种因素的影响，如周围组织炎症、组织弛豫时间差异、部分体积效应及扫描序列特性等，这些因素可能导致病变与正常组织之间的对比度不足，进而影响病变范围的准确勾勒 [3]。为了克服 FS-T2WI 的这一局限性，探索更优的成像方法成为医学影像领域的研究热点。T2IDEAL 技术中的水 (Water) 图像，通过利用化学位移产生的相位差分离水和脂肪信号，能够清晰地显示病变区域的水含量变化，并结合FSE（快速自旋回波）法的T2 加权对比度，进一步增强了图像的细节表现力。Water 图像在脊柱病变评估中的潜力，为优化MRI 成像策略、提高诊断准确性提供了新的思路。

1. 资料与方法

1.1 一般资料 选择 2024 年 例脊柱病变患者作为研究对象，根据疾病种类 （15 例）。纳入标准：① 60-80 岁，确保研 ② 有患者均需经过临床病史询问、体格检 诊为脊柱新鲜骨折、骨转移瘤或骨髓 禁忌症等。④所有参与研究的 图像及临床资料用于科 ① 与精神障碍患者；④中途退出者。所有患 比性（P>0.05），见下表1。

表1 一般资料比较

1.2 方法

1.2.1MRI 检查设备：所有研究对象均由同一台先进的 3.0T 磁共振成像仪进行 MRI 检查。该设备具备高分辨率、多参数成像能力，能够满足本研究对图像质量的高要求。

1.2.2 扫描序列与参数：

（1）常规扫描序列：矢状面 T1WI ：用于观察脊柱的解剖结构及病变的T1 特性。矢状面T2WI 及FS-T2WI脂肪抑制：FS-T2WI 通过抑制脂肪信号，强调病变区域的水含量，对脊柱病变的显示尤为敏感。TR/TE 设置为2600 ms/68 ms，以优化图像质量。横断面T2WI/ 脂肪抑制：用于评估病变在横断面上的范围及与周围组织的关系。同样采用 TR/TE 为 2600 ms/68 ms 的参数设置。

（2）Dixon 法：利用 symmetrical three point dixon 法的 IDEAL 技术，结合 fast spin echo（FSE）法的 T2 强调对比度，生成 in phase 图像、opposed phase 图像、water 图像和 fat 图像。这些图像能够清晰地显示体素内水和脂肪的比例变化，为脊柱病变的评估提供更多信息。

（3）ROI 设置与对比度噪声比（Contrast-to-Noise Ratio，CNR）计算：在疾病部位和正常骨上分别设置感兴趣区（ROI），测定平均信号值（SI_L I_Normal）和标准偏差（SD_Lesion、SD_Normal）。根据公式 CNR Σ=Σ (SI_Lesion - SI_No mal) ((SD_L + rmal2) / 2) 计算 CNR 值。该公式综合考虑了病变与正常组织之间的信号差异及各自的信号稳定性，能够较准确地反映病变的对比度表现。

1.2.3 双盲测量：

所有 MRI 成像数据均由两名具有丰富骨关节影像诊断经验的医师在不知道治疗分组的情况下进行双盲测量。这一措施旨在减少主观因素对测量结果的影响，提高研究的客观性和准确性。

1.3 观察指标

1.3.1CNR 值：比较脊柱新鲜骨折、骨转移瘤、骨髓瘤三组病变在FS-T2WI 及Water 图像中的CNR 值差异。通过 CNR 值的比较，可以评估不同成像序列在显示脊柱病变方面的性能差异。

1.3.2 水：脂肪比例：根据Water 图像中病变区域的水成分信号强度变化，推断病变的水：脂肪比例。这一比例的变化对于判断病变的性质、分期及预后具有重要意义。

1.3.3 病变范围勾勒 ：利用 FS-T2WI 及 Wa r 图像中的高信号区域 我们能够更加精准地勾勒出脊柱病变的范围。FS-T2WI 由于其卓越的脂 含量增加，而 Water 图像则通过 IDEAL 技术进一步强化了这一效果 两种图像中的病变范围，我们可以评估不同成像序列在病变定位方面的准确性，为临床 力支持。 评分标准：1 分 Σ=Σ 无法识别病变边界；2 分 Σ=Σ 边界模糊，范围遗漏 > Σ=Σ 范围遗漏≤30% ；4 分 Σ=Σ 边界清晰，范围完全覆盖。

1.4 统计学分析

使用 SPSS 25.0 软件进行数据分析。计量资料以（ ）表示，多组间计量资料比较采用单因素方差分析。计数资料采用频数表示，组间比较采用 x2 检验。采用 Spearman 秩相关分析对等级资料进行相关性检验。均以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1 三组病变在 FS-T2WI 与 Water 图像中的 CNR 值比较

三组病变在两种成像序列中的 CNR 值均符合正态分布（Shapiro-Wilk 检验，P>0.05）。组内比较显示，所有病变类型在 Water 图像中的 CNR 值均显著高于 FS-T2WI，差异具有统计学意义（P<0.05）；组间比较显示，同一序列中，脊柱新鲜骨折组 CNR 值最高，骨髓瘤组次之，骨转移瘤组最低，组间差异均有统计学意义 (P⟨0.05), 。具体数据见表 2。

表 2 三组病变在 FS-T2WI 与 Water 图像中的 CNR 值比较

2.2 三组病变区域水：脂肪比例分析

基于 Water 图像与 Fat 图像的信号强度计算，三组病变区域水：脂肪比例均大于 1，提示病变区域以水成分占优。其中脊柱新鲜骨折组水：脂肪比例最高（2.85±0.62），显著高于骨髓瘤组（1.98±0.45）和骨转移瘤组（1.62±0.38），组间差异有统计学意义 (P⟨0.001) ）；骨髓瘤组与骨转移瘤组比较，差异同样有统计学意义（P=0.021）。具体数据见表 3。

表3 三组病变区域水：脂肪比例分析比较

2.3 两组序列病变范围勾勒效果比较

两名医师对病变范围勾勒效果的评估一致性良好（Kappa=0.82，P<0.001）。Water 图像的病变范围勾勒评分（3.62±0.58 分）显著高于 FS-T2WI（2.45±0.63 分），差异有统计学意义（P<0.001）。从具体勾勒准确率来看，Water 图像中“病变边界清晰、范围完全覆盖”（4 分）的例数占比为 68.0%（34/50），显著高于 FS-T2WI 的 24.0%（12/50）；而 FS-T2WI 中“病变边界模糊、范围部分遗漏”（2 分及以下）的例数占比为 36.0%（18/50），明显高于 Water 图像的 6.0%（3/50）。具体评分分布见表 4。

表4 两组序列病变范围勾勒效果比较

3. 讨论

当前，MRI 成像技术正处于 软件算法的持续优化，MRI 成像质量、分辨率和对 显著成效。FS-T2WI 作为MRI 的一种重要成像 入和临床需求的不断提高，其局限性也逐渐显现。 opposed phase、water 和 fat 四种 多种信号强度变化，为脊柱病变的评估提供 er 图像在脊柱新鲜骨折、骨转移瘤及骨髓 系统评估了两种 MRI 成像序列在脊柱病变诊断中的临床价 略提 供了实证依据。

1.3.1 两种成像序列 CNR 值差异的机制与临床意义。本研究结果显示，所有病变类型在 Water 图像中的CNR 值均显著高于 FS-T2WI（P<0.05），且同一序列内脊柱新鲜骨折组 CNR 值最高，骨髓瘤组次之，骨转移瘤组最低（P<0.05）。这一结果与两种序列的技术原理密切相关，也为临床病变的精准识别提供了关键参考。从技术层面分析，FS-T2WI 通过频率选择饱和法抑制脂肪信号，虽能在一定程度上突出病变区域的水含量，但受多种因素干扰：其一，病变周围组织的炎症反应可能导致局部磁场不均匀，降低脂肪抑制的稳定性，进而模糊病变与正常组织的边界；其二，不同组织的T2 弛豫时间差异较小，当病变处于早期或信号改变不显著时，FS-T2WI 难以有效区分病变与正常组织；其三，部分体积效应会导致病变边缘体素同时包含病变与正常组织信号，进一步削弱对比度[5]。而 T2IDEAL 技术中的 Water 图像通过化学位移相位差分离水、脂信号，从根本上解决了 FS-T2WI 的技术局限：一方面，其基于 Dixon 法的信号分离机制不受局部磁场不均匀性影响，即使在病变周围存在炎症时，仍能精准提取水信号，显著提升病变与正常组织的信号差异；另一方面，结合FSE（快速自旋回波）技术的 T2 加权特性，Water 图像可进一步放大病变区域的水信号强度，尤其对于以水肿为主要病理改变的脊柱新鲜骨折，水信号的强化效果更为显著，因此其 CNR 值显著高于骨髓瘤和骨转移瘤[6]。从临床诊断角度看，CNR 值的提升直接意味着病变检出率的提高。对于脊柱新鲜骨折，Water 图像更高的 CNR 值可帮助医师清晰识别早期水肿性改变，避免因 FS-T2WI 对比度不足导致的漏诊；对于骨转移瘤和骨髓瘤，尽管其 CNR 值低于新鲜骨折，但相较于 FS-T2WI，Water 图像仍能更清晰地显示病灶的微小浸润范围，为肿瘤分期、治疗方案选择提供更精准的影像学依据。

1.3.2 病变区域水：脂肪比例的病理意义与鉴别诊断价值。本研究发现，三组病变区域的水：脂肪比例均大于 1（ (P⟨0.05) ，且脊柱新鲜骨折组（2.85±0.62）显著高于骨髓瘤组（1.98±0.45）和骨转移瘤组（1. 62±0. .38），这一结果与不同病变的病理生理特点高度吻合，为脊柱病变的鉴别诊断提供了量化指标。从病理机制来看，脊柱新鲜骨折的核心病理改变是骨小梁断裂伴随局部急性水肿，骨折区域大量液体渗出，水成分占比急剧升高，而脂肪成分因骨组织损伤被挤压或吸收，导致水：脂肪比例显著升高；骨髓瘤作为浆细胞恶性肿瘤，其病理特征为骨髓内浆细胞异常增殖，逐渐取代正常骨髓脂肪组织，同时伴随骨髓水肿和骨质破坏，但病变进展相对缓慢，水成分增加幅度低于急性骨折，因此水：脂肪比例次之；骨转移瘤则是肿瘤细胞经血行转移至脊柱骨髓腔，虽会引起骨髓浸润和局部炎症反应，但肿瘤细胞本身的增殖以取代脂肪组织为主，水肿程度较轻，故水：脂肪比例最低。这一量化差异具有重要的临床鉴别诊断价值[7]。在临床实践中，脊柱新鲜骨折、骨转移瘤及骨髓瘤的影像学表现可能存在重叠（如均可能表现为 T2 加权高信号），仅通过FS-T2WI 难以准确区分。而Water 图像提供的水：脂肪比例可作为客观指标：当水：脂肪比例＞ 2.5 时，倾向于诊断为新鲜骨折；当1.8-2.2 时，需考虑骨髓瘤；当＜1.8 时，骨转移瘤的可能性更高。这一指标可与临床病史、实验室检查（如肿瘤标志物、骨髓穿刺结果）相结合，进一步提高诊断准确率，减少误诊。

1.3.3 病变范围勾勒效果的临 ater 图像的病变范围勾勒评分 病变边界清晰、，Water 图像在病 准确的病变范围勾勒 断骨折的稳定性（如水肿 瘤患者，精准的 彻底，或因范围过柱新鲜 骨折患者经治 治疗有效；骨转移瘤 者经 化疗后， Wat 效评估提供客观依据。

综上所述，与传统 FS-T2WI 相比，T2IDEAL 技术生成的 Water 图像在脊柱新鲜骨折、骨转移瘤及骨髓瘤的诊断中具有显著优势：其更高的CNR值可提高病变检出率，量化的水：脂肪比例可为鉴别诊断提供客观指标，更精准的病变范围勾勒可指导治疗决策与疗效评估。因此， r 图像有望取代FS-T2WI，成为脊柱病变 MRI诊断的首选序列，尤其适用于老年脊柱病变患者的精准诊断与个体化治疗。

参考文献：

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基金项目：江西省卫健科技计划项目，编号：202511272