0 引言

       骨质疏松症（osteoporosis, OP）的特点是骨量减低、骨微结构破坏和骨骼脆弱，导致骨强度下降和骨折风险增加^[1]，其与多种不良预后有关^[2]，OP发生骨质疏松性骨折隐匿。QCT（quantitative computed tomography, QCT）诊断OP标准已达成共识，分为三类：骨质疏松、骨量减少、骨量正常^[3]。OP是一种慢性进行性疾病，需早期、终身及随访监测^[4]。随着电子计算机断层扫描（computed tomography, CT）的广泛使用，辐射暴露及风险越来越重^[5]。在健检者人群中，机会性无辐射评估骨质量及OP筛查至关紧要。

       双能X线吸收仪（dual-energy X-ray absorptiometry, DXA）为世界卫生组织推荐的“金标准^[6]”。国际临床密度测量学会^[7]提示：体质量指数（body mass index, BMI）及骨质增生会导致DXA测量失准，因为会受过多软组织影响，多次随访测量也会增加辐射暴露。

       椎体骨质量评分（vertebral bone quality score based on MRI, VBQ）为新兴评价方法，其对OP提高了早期敏感性和特异性^[8]。采用EHRESMAN等学者^{[9, 10]}提出的VBQ测量方法具有客观性和不错的重复性，该方法易于推广^[11]，为患者间的比较提供了可能^[12]。有研究表明VBQ是骨质量评价的有效指标。YIN等^[8]发现OP患者VBQ高于非OP患者。VBQ展现出了无辐射MRI量化评价椎体骨质量的优势，此外在不降低准确性的随访复查中，减少辐射暴露的同时，还能够评价椎间盘情况，实现经济效益最大化^[13]。最大限度地减少额外的QCT预约时间成本和辐射暴露^[14]。VBQ在诊断OP和识别OP骨折方面具有良好的性能^[8]。椎体脆性骨折可能性随VBQ增加而增加^[15]。以DXA为标准时，VBQ对OP的诊断准确率约为80%^[16]，在60岁以上的人群，VBQ评价OP压缩骨折患者骨质量与DXA相当^[17]，对于OP预后随访也有临床价值^[18]。

       目前，VBQ常应用于椎体压缩骨折等特定人群的术前评估及术后随访，对于体检人群的相关研究未见报道。此外，已有研究证实了压脂序列优化的VBQ比简单常规序列的VBQ诊断价值更高^[19]，但多序列优化的VBQ诊断效能提升度未见论证。水抑制序列（fluid attenuated inversion recovery, FLAIR）延长了回波时间，增加了回波信号与信噪比，能够消除脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）流动伪影及部分容积效应的不利影响^[20]，FLAIR序列在腰椎椎体骨质量评价是研究空白。最后，单水平椎体VBQ也可以预测椎体脆性骨折的发生率，并且更容易测量，诊断效能未见报道。

       基于此，本研究进一步将此方法扩展到体检人群不同MRI序列相结合以明确诊断效能提升度、明确T11~L2单椎体骨质量情况。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究遵守《赫尔辛基宣言》，得到开封市中心医院伦理委员会批准，批准文号：2025ks-1w005，受试者在接受检查前签署了泛知情同意书。收集2023年9月至2024年7月期间开封市中心医院体检科进行健康体检的人群，年龄要求大于18岁，对符合纳入排除标准的受试者临床和影像资料进行分析。纳入标准：（1）使用同一台64排螺旋CT及1.5 T MRI设备完成影像检查；（2）影像资料完整；（3）扫描范围要求至少包含T11~L2椎体。排除标准：（1）扫描范围不全，扫描范围未达到L2~L3椎间盘层面以下；（2）胸腰椎内固定术后、胸腰椎严重侧凸畸形、椎体骨折；（3）狭窄的CSF循环空间阻止软件感兴趣区（region of Interest, ROI）的定位；（4）血管瘤、骨破坏、肿瘤等；（5）合并其他影响骨代谢疾病的患者，如佩吉特病、成骨不全。本研究初收集82例，因患有血管瘤排除3例，因扫描范围不够排除5例，因体检资料不完整排除5例，最终纳入69例。

       根据最新版OP影像学与骨密度诊断专家共识^[3]，QCT骨质疏松的诊断标准为：体积骨密度（volumetric bone mineral density, vBMD）取L1~L2椎体平均值，在80 mg/cm³以下为“骨质疏松”，处于80~120 mg/cm³范围属于“低骨量”，120 mg/cm³以上为“骨量正常”。对符合纳排标准的健康体检者分别两次分组：（1）诊断分组，vBMD<80 mg/cm³定义为OP组，vBMD≥80 mg/cm³定义为非OP组。（2）筛查分组，vBMD>120 mg/cm³定义为骨量正常组，vBMD≤120 mg/cm³为非骨量正常组。

1.2 vBMD的测量及计算

       采用东芝Aquilion 64排螺旋CT扫描仪和美国Mindways4 QCT体膜。扫描参数：层厚1 mm，视野500 mm×500 mm，电流为自动毫安技术，电压120 kV，矩阵512×512，标准重建算法。所有健检者扫描前均经过专用体膜定期校准。扫描范围至少包括T11~L2椎体。将原始图像传至QCT工作站，采用美国Mindways公司的QCT骨密度分析系统（QCT Pro 4.0v）分析软件，按操作说明取相同大小ROI分别测量单个椎体松质骨的vBMD，并通过组内相关系数验证，单位是mg/cm³，计算L1、L2椎体vBMD平均值，命名为vBMDL1~L2。测量方法如图1所示。由一名影像技师指导和两名一年MRI、CT报告经验的住院医师测量，组内一致性评价良好。

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图1  男，45岁，健康体检者，胸部CT平扫，椎体QCT-vBMD测量，L1-L2椎体及T11~L2椎体计算平均值。1A：T11椎体轴位、正中矢状位切面，vBMDT11=121.2 mg/cm³；1B：T12椎体轴位、正中矢状位切面，vBMDT12=120.2 mg/cm³；1C：L1椎体轴位、正中矢状位切面，vBMDL1=118.2 mg/cm³；1D：L2椎体轴位、正中矢状位切面，vBMDL2=117.2 mg/cm³。QCT：定量计算机体层成像；vBMD：体积骨密度。
Fig. 1  Male, 45 years old, a healthy physical examination subject, chest CT plain scan, measurement methods of QCT-vBMD, the average values of L1-L2 vertebrae and T11-L2 vertebrae were calculated. 1A: Axial and median sagittal sections of T11 vertebrae, vBMDT11 = 121.2 mg/cm³; 1B: Axial and median sagittal sections of T12 vertebrae, vBMDT12 = 120.2 mg/cm³; 1C: Axial and median sagittal sections of L1 vertebrae, vBMDL1 = 118.2 mg/cm³; 1D: Axial and median sagittal sections of L2 vertebrae, vBMDL2 = 117.2 mg/cm³. QCT: quantitative computed tomography; vBMD: volumetric bone mineral density.

1.3 VBQ测量与计算

       采用联影1.5 T uMR588MR扫描仪。扫描范围包括T11~L2椎体。扫描参数：T1序列，层厚5 mm，层间隔0.5 mm，视野320 mm×240 mm，重复时间300 ms，回波时间8.52 ms，采集矩阵256×240，标准重建算法；FLAIR序列，层厚5 mm、层间隔0.5 mm，视野320 mm×240 mm，重复时间1892 ms，回波时间11.86 ms，反转时间810 ms，采集矩阵256×240，标准重建算法；T2序列，层厚5 mm，层间隔0.5 mm，视野320 mm×240 mm，重复时间3100 ms，回波时间100 ms，采集矩阵256×240，标准重建算法。

       在MRI非对比T1、T2、T2-STIR及FLAIR序列获得健检者腰椎正中矢状面图像，通过在T11~L2椎体的骨小梁区域放置一个相同位置、大小的类圆形ROI，使用联影1.5 T MR后处理软件选择一个序列手动勾画、各序列自动联动实现ROI的匹配并生成相应区域平均信号强度（average signal intensity, SI）。同样，也将ROI放置在L3水平椎体后的CSF循环空间中，以获得CSF的信号强度，CSF-ROI要尽可能小并保持大小一致，根据L3水平后方椎管内CSF-ROI对VBQ进行标准化，并通过组内相关系数验证。PU等结果显示L2、L3、L4水平CSF信号实测值与计算的VBQ基本一致（P>0.05），L1水平CSF信号实测值与计算的VBQ差异显著（P<0.001）^[12]。LI等的研究结论以L3或L2水平的SI计算VBQ，CSF不同节段为基准，VBQ不敏感^[17]。L1以下是马尾和终丝，CSF相对空隙较大，L1节段还部分性的受脊髓圆锥信号影响，因此，我们选择在L3水平CSF画尽可能小的ROI，以减小信号影响及控制变量。由1名影像技师指导和2名一年MRI、CT报告经验的住院医师测量，组内一致性评价良好。VBQ压水优化=VBQT1×VBQT2/VBQFLAIR；VBQ压脂优化=VBQT1×VBQT2/T2-STIR；VBQ共同优化=VBQT1×VBQT2/VBQFLAIR×VBQT2/T2-STIR。测量如图2所示。

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图2  男，45岁，健康体检者，腰椎MR平扫，各序列（T11~L2）椎体及CSF-ROI-SI测量并计算VBQ。2A~2D：分别为T1WI、FLAIR、T2WI、T2-STIR正中矢状位，VBQT1T11=783.1/264.7=2.96，优化序列VBQ（VBQT11压脂优化）=5.42，共同优化VBQ（VBQT11共同优化）=1.31。CSF：脑脊液；ROI：感兴趣区；SI：信号强度；VBQ：椎体骨质量评分。
Fig. 2  Male, 45 years old, a healthy physical examination subject, lumbar MR plain scan, measurement and calculation of VBQ for each sequence vertebral bodies and cerebrospinal fluid ROI. 2A-2D: T1WI, T2WI, FLAIR, T2-STIR axial mid-sagittal views, VBQT1T11 = 783.1 / 264.7 = 2.96, optimized sequence VBQ [VBQ(T11) T2-STIR optimization] = 5.42, common optimized VBQ [VBQ(T11) common optimization] = 1.31. VBQ: vertebral bone quality score; ROI: region of interest.

1.4 统计学分析

       导入SPSS 26.0软件进行数据统计分析，正态性检验采用Kolmogorov-Smirnov检验，正态分布计量资料以均数±标准差（x¯±s）描述，非正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示，计数资料以例数（%）表示。正态分布组间比较采用两独立样本t检验；两组间非参数均值比较采用Mann-Whitney U检验；多组间均值比较采用单因素ANOVA分析。探讨胸腰椎VBQ与vBMD的相关性采用Spearman相关性分析。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线来分析评价结合多序列优化VBQ对骨质疏松的诊断效能。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

       筛查分组、诊断分组组间差异性比较结果显示：非骨量正常组的年龄显著高于骨量正常组，OP组年龄显著高于非OP组，差异有统计学意义（P<0.001）；骨量正常组身高高于非骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.001）；其余指标差异无统计学意义（P>0.05）。详见表1。组内相关系数为0.75~0.90，组内一致性良好。

       L1~L2椎体水平筛查分组两组间差异比较结果显示：非骨量正常组的VBQT1高于骨量正常组，差异有统计学意义（P=0.045）；VBQT2两组间差异无统计学意义（P>0.05）；非骨量正常组的VBQFLAIR、VBQT2-STIR低于骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.05）。非骨量正常组的VBQ压水优化、VBQ压脂优化、VBQ共同优化高于骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.05）。骨量正常组的vBMD高于非骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.001）。详见表2。组内相关系数为0.75~0.90，组内一致性良好。

       L1~L2椎体水平诊断分组两组间差异比较结果显示：非骨质疏松组的VBQT1、VBQT2、VBQFLAIR、VBQ压水优化、VBQ压脂优化、VBQ共同优化低于骨质疏松组，差异有统计学意义（P<0.05）；VBQT2-STIR两组间差异无统计学意义（P>0.05）。非骨质疏松组的vBMD高于骨质疏松组，差异有统计学意义（P<0.001）。详见表3。组内相关系数为0.75~0.90，组内一致性良好。

       T11~L2椎体水平筛查分组两组间差异比较结果显示：骨量正常组的VBQT2、VBQFLAIR、VBQ压脂优化、VBQ共同优化低于非骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.05）；VBQ压水优化高于非骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.05）；VBQT1，VBQT2-STIR两组间差异无统计学意义（P>0.05）。骨量正常组的vBMD高于非骨量正常组，差异有统计学意义（P<0.001）。详见表4。组内相关系数为0.75~0.90，组内一致性良好。

       T11~L2椎体水平诊断分组两组间差异比较结果显示：骨质疏松组的VBQT2、VBQFLAIR、VBQ压脂优化、VBQ共同优化高于非骨质疏松组，差异有统计学意义（P<0.05）；VBQT1，VBQT2-STIR两组间差异无统计学意义（P>0.05）。非骨质疏松组的vBMD高于骨质疏松组，差异有统计学意义（P<0.001）。详见表5。组内相关系数为0.75~0.90，组内一致性良好。

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表1  研究对象的基本特征
Tab. 1  Basic characteristics of the research subjects

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表2  L1~L2椎体水平筛查分组间各VBQ比较
Tab. 2  Comparison of each VBQ among screening groups at L1-L2 vertebral level

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表3  L1~L2椎体水平诊断分组间各VBQ比较
Tab. 3  Comparison of each VBQ among diagnostic subgroups at L1-L2 vertebral level

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表4  T11~L2椎体水平筛查分组间各VBQ比较
Tab. 4  Comparison of each VBQ among different screening groups at the T11-L2 vertebral level

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表5  T11~L2椎体水平诊断分组间各VBQ比较
Tab. 5  Comparison of each VBQ among diagnostic subgroups at T11-L2 vertebral level

2.2 相关性分析及效能分析

2.2.1 VBQ与vBMD相关性

       每个椎体、每个序列及优化序列的VBQ与vBMD的相关性分析结果：压脂优化的VBQ与vBMD在T11、T12、L2、L1~L2椎体水平负相关性最强，r值分别为-0.503、-0.449、-0.531、-0.561，P值均<0.001；在L1椎体水平，压水优化的VBQ与vBMD负相关性最强（r值=-0.463，P<0.001）。详见散点图3。

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图3  各椎体vBMD与VBQ相关性。vBMD：体积骨密度；VBQ：椎体骨质量。
Fig. 3  Correlation between vBMD and VBQ of vertebral bodies. vBMD: volumetric bone mineral density; VBQ: vertebral bone quality.

2.2.2 T11、T12、L1、L2、L1～L2椎体BMD及VBQ变化趋势之平均值差异性分析

       vBMD符合正态分布及方差齐性。T11、T12、L1、L2椎体vBMD变化趋势逐渐递减，分别为（144.2±38.6）mg/cm³、（139.1±40.2）mg/cm³、（132.7±35.9）mg/cm³、（129.8±36.5）mg/cm³；L1~L2椎体vBMD为（131.3±35.1）mg/cm³；T11和T12的vBMD均值较高，L1和L2较低，结果提示胸段椎体vBMD可能更高，详见图4。

       从T11到L2，压脂优化的VBQ值递增，分别为6.21±2.38、6.85±2.67、7.32±2.89、7.76±3.15，L1~L2椎体VBQ为7.54±2.97。L2椎体箱体范围最广，均值最高（7.76），表明L2椎体个体间差异显著。L2椎体压脂优化VBQ值高于T11（P<0.05，d=0.82），提示腰椎段脂肪浸润更显著。L1~L2压脂优化值与T12差异显著（P<0.05），反映多椎体联合评估的敏感性优势。T11存在多个离群值（如12.62），需要结合临床判断是否为病理状态。单椎体（L2）评估对脂肪沉积敏感，但L1~L2压脂优化值的稳定性更高（标准差：2.97 vs. 3.15）。对于筛查场景，推荐使用L1~L2联合评估以平衡敏感性与稳定性。详见图5。

       进一步单因素ANOVA分析（F=5.82，P<0.05，η²=0.09），至少两个椎体间差异存在统计学意义（P<0.05）。事后检验比较每对椎体均值的差异得出T11与L1、T12与L2、T11与L1~L2间差异具有统计学意义（P<0.05），详见表6。

       事后比较差异性结果：T11与L2的压脂序列优化均值差异具有统计学意义（P<0.05），效应量为大效应（d≥0.8），表明两组间差异显著且实际意义较大。T12与L1~L2的压脂序列优化均值差异也具有统计学意义（P<0.05），效应量为中等效应（0.5≤d<0.8），提示两组间差异显著且具有实际意义，详见表7。

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图4  vBMD及VBQ压脂优化箱式图。vBMD：体积骨密度；VBQ：椎体骨质量。
Fig. 4  Box plot diagram of optimized vBMD and VBQT2-STIR optimization. vBMD: volumetric bone mineral density; VBQ: vertebral bone quality.

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图5  单个椎体VBQ（L2）压脂优化诊断骨质疏松的ROC曲线。VBQ：椎体骨质量；ROC：受试者特征性；AUC：曲线下面积。
Fig. 5  ROC curve of single vertebral body VBQ（L2）T2-STIR optimization for diagnosing osteoporosis. VBQ: vertebral bone quality; ROC: receiver operating characteristic; AUC: area under the curve.

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表6  比较每对椎体的vBMD均值差异事后检验
Tab. 6  Comparison of mean differences in vBMD values of each pair of vertebral bodies using post-hoc test

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表7  VBQ压脂优化均值差异性事后比较
Tab. 7  Post-hoc comparison of mean differences in the optimization of the VBQT2-STIR optimization

2.2.3 VBQ（L2）压脂优化对健检者发生OP的预测价值

       单个椎体中，VBQ（L2）压脂优化与vBMD负相关性最强，L2椎体的ROC曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.928（95% CI：0.862~0.993），Cut-off值为8.765，敏感度为88.9%，特异度为80.8%；VBQ（L2）压脂优化相比VBQL1~L2（压脂优化）AUC值更大，其能更加准确地反映单个椎体骨质量情况，详见图5。

2.2.4 T11～L2总体水平与QCT-vBMD的相关性分析

       T11~L2总体水平各序列与QCT-vBMD相关性分析结果显示，VBQT1总体、VBQT2总体、VBQ（总体）压水优化、VBQ（总体）压脂优化、VBQ共同优化与QCT-vBMD呈负相关（P值分别为0.008、0.003、0.004、0.001、0.001），其中VBQ（总体）压脂优化与QCT-vBMD负相关性最强（r=-0.562，P=0.001）；VBQT1-FLAIR总体、VBQT2-STIR总体与QCT-vBMD无显著相关性（P>0.05），详见表8。

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表8  T11~L2总体水平各序列与QCT-vBMD相关性分析
Tab. 8  Correlation analysis of overall level sequences of T11-L2 with QCT

2.2.5 T11～L2总体水平不同分组ROC分析结果

       无论筛查分组还是诊断分组VBQ（总体）压脂优化的AUC均最大（P<0.05），详见表9、图6，VBQFLAIR总体、VBQT2-STIR总体AUC差异均无统计学意义（P>0.05）。

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图6  筛查分组（6A）及诊断分组（6B）各序列ROC曲线图。ROC：受试者特征性；VBQ：椎体骨质量；AUC：曲线下面积
Fig. 6  ROC curves of each sequence for screening (6A) and diagnosis (6B) groups. ROC: receiver operating characteristic; VBQ: vertebral bone quality; AUC: area under the curve.

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表9  T11~L2总体水平不同分组ROC结果
Tab. 9  ROC results of different subgroups of overall T11-L2 level

2.2.6 L1~L2水平不同分组ROC分析结果

       以L1~L2椎体平均值分别以筛查、诊断为分组标准的ROC曲线分析结果显示无论筛查分组还是诊断分组，VBQFLAIRL1~L2、VBQT2-STIRL1~L2差异都没有统计学意义（P>0.05）；无论是筛查分组、诊断分组AUC最高的序列都为VBQ（L1~L2）压脂优化，其中筛查分组VBQ（L1~L2）压脂优化的AUC为0.756，最大约登指数为0.492，敏感度为63.2%，特异度为86.0%，最佳Cut-off值为8.406，诊断分组VBQL1~L2（压脂优化）的AUC为0.912，最大约登指数为0.680，敏感度为86.0%，特异度为82.0%，最佳Cut-off值为8.406。诊断分组敏感度相对更高，特异度相对较低。无论是筛查分组和诊断分组Cut-off值值都为8.406，本模型没有很好地区分筛查及诊断的界定值，可能与体检人群的选择及样本量相对较小有关，详见表10。以L1~L2椎体AUC值最大的序列（即VBQ（L1~L2）压脂优化）分别以筛查、诊断标准的ROC曲线可见，诊断标准下的AUC值更高（0.912~0.756），详见图7。

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图7  VBQ（L1~L2）压脂优化筛查非骨量正常（7A）和诊断骨质疏松（7B）的ROC曲线。VBQ：椎体骨质量；ROC：受试者特征性；AUC：曲线下面积。
Fig. 7  ROC curve of VBQ(L1-2) T2-STIR optimization for screening non-osteopenic cases (7A) and diagnosing osteoporosis (7B). ROC: receiver operating characteristic; VBQ: vertebral bone quality; AUC: area under the curve.

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表10  筛查分组及诊断分组ROC结果
Tab. 10  ROC results of screening groups and diagnostic groups

2.2.7 T11~L2、L1~L2、单个椎体最强诊断价值MRI序列

       在T11~L2总体水平，压脂优化序列诊断价值最优，AUC为0.889（95% CI：0.807~0.971），P=0.002，Cut-off值为7.829；在L1~L2椎体水平压脂优化序列诊断价值最优，AUC为0.912（95% CI：0.843~0.980），P=0.001，Cut-off值为8.406；在单椎体水平压脂优化序列诊断价值最优，最佳椎体为L2椎体，AUC为0.928（95% CI：0.862~0.993），P<0.001，Cut-off值为8.765。

3 讨论

       本研究应用两种椎体骨质量定量评价方法，探讨了胸腰段椎体（包括T11~L2、L1~L2及单个椎体）VBQ与QCT-vBMD的相关性，比较了不同序列及优化序列VBQ对诊断效能的提升价值，进一步明确了评价椎体骨质量的单个椎体窗口、L1~L2椎体、T11~L2椎体的最佳优化序列；研究了单椎体VBQ及QCT-vBMD变化趋势，首次将FLAIR序列引入腰椎体骨质量评价系统，探讨了基于无辐射手段的OP诊断可能性，为临床提供新思路及指导意见。

3.1 T11~L2单个椎体、L1~L2、T11~L2水平vBMD与VBQ压脂优化相关性

       本研究结果表明T11、T12、L2、L1~L2、T11~L2的压脂序列优化的VBQ与vBMD的负相关最高，这与YIN等^[8]的研究结果保持一致。本研究L1椎体中，压水序列优化的VBQ与vBMD负相关最强。VBQ通过检测由于骨萎缩转化和脂肪浸润引起的腰椎中T1-SI变化来提供BMD的度量^[21]，但是既往研究未引入FLAIR序列，对于FLAIR序列优化后的诊断效能提升未见研究，这是本研究一个创新性的发现。FLAIR序列能够更显著地降低CSF的信号，具体来说，其是在自旋回波（spin echo, SE）序列或快速自旋回波（fast spin echo, FSE）序列前加入反转脉冲，增加了回波时间，降低或消除CSF流动伪影及部分容积效应的不利的影响，进而增加了回波信号及信噪比^[20]，凸显椎体脂肪信号。此外，有研究表明^[22]FLAIR与T1-SE联合使用后图像对比度优于单独使用T1-SE，因此导致SI的改变。笔者认为，还有腰椎、胸椎形态学的差异及应力的变化导致L1椎体骨微水肿的可能，进而表现出不同椎体自身含水量、含脂肪量的差异，导致信号强度的差异。

       针对所有单个椎体而言，VBQ压脂优化与QCT-vBMD负相关性最强的是L2椎体，但是L2椎体VBQ压脂优化之负相关性并不比L1~L2高。研究结果表明，对于筛查场景，推荐使用L1~L2联合评估以平衡敏感性与稳定性。

3.2 T11、T12、L1、L2单椎体vBMD与VBQ压脂优化变化趋势

       本研究发现在所有体检人群中，T11、T12、L1、L2椎体的vBMD依次降低、VBQ压脂优化（非骨量成分包括脂肪浸润等）依次增高，这与蒋新新等^[23]的研究中提到的变化趋势相同（vBMD-L1>L2>L3）。骨皮质及骨小梁少或无回波信号，MRI可以收集除QCT测得骨量以外的椎体内信号，VBQ压脂优化能够从骨量的反面评价椎体骨的质量，所以两者变化呈相反趋势。这与王润政等^[24]得出的结论相反，他们提出中老年男性与绝经后女性的腰椎骨密度均随着腰椎节段的降低而增加，值得注意的是，他们采用的是双能X射线吸收仪，此外纳入人群为腰椎间盘退变患者，二维骨密度投影骨质增生会极大地影响真实椎体骨密度数值；骨赘形成、骨硬化、椎间盘间隙狭窄和脊椎滑脱等疾病会影响腰椎骨密度测量结果^[25]。

3.3 VBQ对比vBMD对骨质疏松症诊断价值讨论

3.3.1 单个椎体VBQ相比vBMD对骨质疏松症诊断价值

       既往文献对单个椎体的VBQ研究相对较少。本文发现体检人群单个椎体中L2椎体的压脂优化VBQ相对于其他单个椎体诊断价值最高，但是也有文献得出结论，L1-L4的单水平VBQ在诊断能力上并不优于总体VBQ（P>0.1）^[12]，这可能是人群选择和样本量的差异导致的。这是首次发现L2椎体VBQ对于椎体骨质量的评价效果更加贴近QCT-vBMD的评价效果。

       L2椎体的压脂优化VBQ诊断价值最高的原因可能是：（1）从椎体稳定性上来讲，椎旁肌肉对于椎体矢状位对齐有关键性的作用，胸椎又加入了双侧相连的肋骨及肋间肌肉，其对于椎体的稳定性作用巨大^[26]，所以腰椎椎体活动度相比胸椎较大^[27]。在日常活动及直立或坐姿固定前屈体态中，椎体松质骨出现应力性的微损伤或水肿，进而长期退变或损伤后出现微脂肪浸润，这导致了SI的改变。松质骨的微损伤这一点与MCPHEE等^[28]对马脚趾研究中获得的结果一致。另外，椎体解剖学形态上的改变导致应力差异^[29]，进而L1椎体更加容易出现应力性的微损伤、水肿、脂肪化等导致椎体骨SI的改变。（2）从层面上来讲，L2椎体层面比较接近腹部水平，这一层面的腹部脂肪及椎体内脂肪浸润可能会影响SI^[30]。这启示我们，虽然最新的研究表明外科医生术中对骨的定性评估与骨强度的放射学参数（包括VBQ）相关^[31]，但为明确VBQ反映椎体脂肪浸润及骨量的准确性，在后续的研究中应当对椎体组织病理切片进行人工智能的量化，进一步验证、匹配VBQ，椎旁肌肉的测量也应被加入，对VBQ预测OP的价值进一步优化^[32]。

       众所周知，OP常常引起椎体压缩性骨折，在老年人群中相对常见，最常发生区域位于胸腰椎段，特别是T12和L1椎体^[33]。这启示我们，后续研究可对VBQ及椎体压缩性骨折的相关性及危险因素进行探索。本研究发现vBMD最低的椎体为L2，理论上来讲L2也更容易发生椎体压缩性骨折，但是OP常常是胸腰椎段椎体压缩骨折为好发，特别是T12和L1椎体，其中原因值得后续探索。

3.3.2 L1~L2、T11~L2水平VBQ压脂优化对OP的筛查及诊断价值

       我们的研究结果表明，在T11~L2椎体中，无论是筛查、诊断分组价值最高的都为VBQ（总体）压脂优化。在以往的文献研究中，很多研究选择L1~L4椎体^[34]，而选择目标椎体为T11~L2的文献较少，所以这是一个相对创新性的结论。在L1~L2椎体中，无论是筛查非骨量正常及诊断OP的价值最高的都为VBQ（L1~L2）压脂优化。而且，VBQ（L1~L2）压脂优化、VBQ（总体）压脂优化、VBQ（L2）压脂优化诊断价值中VBQ（L2）压脂优化最高，所以为了精准评价单椎体情况，可以运用VBQ（L2）压脂优化测量单个椎体，此外对于体检人群L2椎体为最优。MRI可以简单地区分OP患者，有望成为OP筛查中的潜在选择^[35]。

       在FLAIR序列及压水序列优化VBQ方面，以往研究只是简单添加了T2-STIR，对于FLAIR序列优化的VBQ诊断OP的效能研究未见报道。本研究发现FLAIR序列的VBQ对于OP无论是筛查还是诊断都没有价值（P>0.05），但是FLAIR序列优化的VBQ相对FLAIR序列VBQ能够提升AUC值，这就是优化序列的意义所在。但无论是诊断还是筛查分组、总体（T11~L2）还是L1~L2椎体水平，FLAIR优化的VBQ也有不错的AUC，但并不是最高，最高的仍为VBQ压脂优化。我们旨在探明诊断效能提升度，为VBQ系统评价OP开拓新思路，正如WANG等得到的结论，同时使用VBQ和椎旁肌肉评价可显著提高骨质疏松性骨折的诊断准确性^[36]，期待在体检人群结合HU值、椎旁肌肉评价及临床体检等指标提高VBQ评价椎体骨质量效能。

       本研究弥补了体检人群L1~L2椎体评价骨质量的诊断与筛查Cut-off值的研究空白。我们发现，VBQT1L1~L2<3.97可以认为“骨质量正常”，VBQT1L1~L2介于3.97~4.19可以认为“可疑骨质量下降”，VBQT1L1~L2>4.19可以认为“骨质量下降”。在这里需要注意的是，椎体骨质量并非常规意义上的椎体骨量，而是评价椎体“好坏”的指标。LI等也探究了基于MRI的老年椎体脆性骨折患者VBQ特征，分别得出了VBQ评分和单水平VBQ评分预测脆性骨折的最佳阈值分别为3.22和3.16^[15]，Cut-off值的不同可能是因为人群的选择有关，他们入组人群为老年和明确OP的人群。此外，另有研究说明，当VBQ>3.36时患有OP可能性较高^[34]，且VBQ升高是椎体骨折的独立危险因素（OR为2.40~2.51）。上述Cut-off值的差异可能与人群的选择、年龄等相关，其纳入病例有一定住院偏倚，本研究体检人群年龄构成偏年轻化，OP入组较少，相应Cut-off值会有所增大。

       本研究还发现，VBQT2L1~L2筛查与诊断Cut-off值分别为0.528、0.530。VBQT2L1~L2在T2像测量VBQ可能是因为椎体含水量及脂肪浸润对于椎体信号的双重影响，T2信号强度不稳定，未能很好区分筛查与诊断分组的Cut-off值，但是两者都有不错的AUC。此外，有研究提到VBQ在检测低骨量方面优于识别OP，其对应筛查及诊断Cut-off值，后续期待结合VBQ和人口统计数据提高评估的效率，随着人工智能在医学领域的发展，这种简单的方法很有前景^[37]。此外，T2信号对VBQ影响较大，腰椎间盘退变与VBQ之间的存在相互关系^[38]，椎间盘的评价也应纳入研究。

       我们可以看到T1、T2分别结合压水、压脂序列即VBQ（L1~L2）压水优化、压脂序列VBQ（L1~L2）压脂优化可以提高AUC，但是会模糊筛查和诊断界限，即Cut-off值趋于接近（Cut-off值分别为0.338 SI、8.406 SI）。在L1~L2水平，诊断分组的VBQ（L1~L2）压脂优化的AUC更大（0.912~0.756），其对于OP具有更高的诊断价值。在一项对T评分、HU值、VBQ评分回顾性研究中得出结论，HU值和VBQ评分对OP骨折患者的鉴别能力更强^[39]。本研究弥补了优化序列VBQ与QCT诊断效能对比的空白。YAN等对于VBQ（L1~L2）压脂优化的Cut-off值差异原因是其以DXA为参照标准^[40]，后续期待扩大样本量并优化方法明确截断值。

3.4 创新性分析

       本研究的创新点包括几个方面。（1）椎体节段选择策略：基于下腰椎骨质增生对骨密度测量干扰^[34]，本研究创新性选取T11~L2椎体作为ROI测量区，通过对比胸腰段与常规L1~L4测量区间的差异性，为优化测量区域选择提供新证据。（2）单椎体评估方法学创新：本研究首次系统验证L2椎体在VBQ压脂优化中的“单椎体窗口”价值。基于椎体骨折发生的最小解剖单位特性^[15]，论证单个椎体VBQ评分在临床可操作性^[41]及骨质量精准评估方面的优势，为建立简化评估方案提供理论依据。（3）诊断标准优化方面：严格遵循最新版OP影像诊断共识^[3]，建立L1~L2椎体均值诊断体系。创新性设计筛查与诊断双分组对照研究，通过ROC-AUC量化分析，阐明不同分组模式下的最佳诊断效能阈值。（4）临床应用场景拓展：针对健康体检人群的骨健康管理需求，提出基于常规MRI检查的机会性筛查策略，在无额外辐射暴露前提下实现OP早期预警。（5）多序列比较研究突破：首次系统开展VBQ技术7种序列VBQ压水优化、VBQ压脂优化、VBQ共同优化、VBQT1、VBQT2、VBQT2-STIR、VBQFLAIR与QCT-vBMD的平行对照研究。通过诊断效能提升度量化分析，明确各序列的临床应用价值梯度。

3.5 局限性

       首先，健康体检队列样本量虽满足统计需求，但样本量不大，存在一定偏倚风险；其次，横断面设计无法验证影像参数与骨代谢异常的因果关系；再次，受检人群以中青年为主，OP亚组样本不足，与研究纳入标准及人群自然构成相关；最后，单中心研究设计虽能保证数据采集与质控标准的统一性，但可能限制结论的外推效度，后续需通过多中心前瞻性队列拓展普适性。

4 结论

       综上所述，多序列及多序列优化的VBQ与vBMD具有负相关性。从T11到L2，单椎体的vBMD逐渐降低，脂肪含量逐渐增加；单个椎体可以预测OP的发生，在体检人群中比T11~L2或L1~L2的平均值预测价值高，单个椎体VBQ可以无辐射精准评价椎体骨质量，以期提示临床。无论采用筛查标准还是诊断标准分组、无论是T11~12、L1~L2，压脂优化的VBQ的诊断效能均最高。