研究背景白血病是由于造血干细胞造血机制发生异常导致恶性克隆而引起的一类疾病。恶性白血病细胞在骨髓和其它造血组织中异常增殖并分化障碍,同时浸润其它非造血组织和器官,使机体正常造血功能受到抑制。白血病在临床上多表现为不同程度的贫血、出血、感染发热,肝、脾、淋巴结肿大,同时也伴有骨骼疼痛等症状。据统计,白血病在我国各地区各肿瘤的发病率中居第六位,严重威胁着人类的生命健康。白血病种类繁多,临床上最常见的则为急性白血病和慢性白血病两大类,而急性白血病根据受累细胞的系列不同又可分为急性淋巴细胞白血病(acute lymphocytic leukemia,ALL)和急性非淋巴细胞白血病(acute non-lymphocyticleukemia,ANLL)。急性淋巴细胞白血病又可分出三种亚型,分别为L1、L2、L3型,急性非淋巴细胞白血病则又有MO～7八种亚型。慢性白血病也可以分为慢性粒细胞白血病(chronic myelocytic leukemia,CML)、慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)及多毛细胞白血病(hairy cell leukemia,HCL)、幼淋巴细胞白血病(prolymphocytic leukemia,PLL)等四种类型,以前两者最为常见。因此,不同的白血病亚型存在不同的诊断标准,治疗方式及效果也大不相同。随着医学的发展,由细胞形态学、免疫学、细胞遗传学和分子生物学所组成的MICM分型将能更准确地对分型和亚型做出诊断,在临床工作中,逐步取代仅依据白血病细胞形态学进行诊断的传统模式。现在国际上采用的MICM诊断和分型标准,可以从白血病的发病机制和生物学特征等分子生物学水平上对白血病作出诊断,因此对指导临床治疗和预后判断具有实用价值。当然,尽管MICM分型为白血病的诊断标准,但确诊以及每一次疗效评估复查均需骨髓穿刺活检检查,给患者带来巨大痛苦,重复性不佳,且骨髓穿刺只能从局部评估关于白血病患者骨髓方面的研究,尚不足以从整体水平评估骨髓改变。自上世纪80年代,Cohen、Moore等首先应用MRI(magnetic resonance imaging,MRI)成像对小儿白血病骨髓分别做了定性及定量研究,开启了使用无创的影像学检查方法对白血病的探索。MRI成像操作无创,相对而言患者接受度高,可以从整体评估骨髓改变,己逐渐应用于临床。白血病是骨髓造血系统发生异常,由正常的红骨髓向黄骨髓转化变为黄骨髓向红骨髓的逆转换。这也是影像学可以定量或定性研究骨髓变化的基础。随着影像技术的进步,已有多种影像方法应用于骨髓成像的研究。除最初的磁共振成像以外,还出现了放射性核素骨显像(radionuclide bone imaging,RNBI),以及X线计算机断层扫描成像(computed tomography,CT)等技术。但在骨髓成像领域,MRI成像一直是研究骨髓成像的首选检查方式。MRI骨髓成像不仅能显示正常骨髓的变化情况,甚至在诊断多发性或局限性骨髓病变,确定造血系统恶性疾病的分级及评价临床治疗效果中存在较大的实用价值。但其检查时间长,患者不易耐受,有MR禁忌症等多个因素在一定程度上也影响其使用,因此需要更加诊断准确、快速的无创的成像技术。以往由于技术的限制,放射性核素骨髓显像很少应用于血液病的检查中,随着单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)的出现广大学者开始探索放射性核素骨髓显像在血液系统疾病中的诊断价值,SPECT作为新的无创性检测手段,利用放射性核素标记,可以观察白血病中骨髓的活性及病灶分布,但是因其产生较大的辐射剂量,对白血病患者存在潜在的危害,故在临床上限制了其应用。双能量CT成像技术经历了单源CT和双源CT两个时代,在单源双能量CT时代,由于技术发展缓慢,使单源双能量CT成像技术在实际临床工作中几乎没有任何应用,极大地限制了成像技术的发展。近年来,随着双源双能量CT尤其是第3代双源双能量CT(dual-source dual-energy CT,DSDECT)的出现,使利用CT观察骨髓病变更加敏感、准确。DSDECT利用虚拟去钙技术(virtual non-calcium technique,VNCa)实现骨髓成像,CT骨髓成像在骨折水肿、转移瘤及多发性骨髓瘤的评估中显示出重要的临床价值,与MR表现显示出良好的一致性,但是将MR作为金标准的验证模式其总体检测时间并未减少。另外,对于弥漫性病变,CT和MR的验证也存在很大的问题。因此,如何确立正常人群的正常骨髓CT值,从而为骨髓病变提供可靠的验证标准就具有重要的意义,但目前尚缺乏正常人群骨髓的金标准。另外,这个标准在评估弥漫性病变中的价值也需要进一步探讨。就CT骨髓成像而言,该方法在血液系统疾病的研究报道鲜少,仅局限于多发性骨髓瘤这一种疾病的研究,我们猜测除该疾病以外,白血病的骨髓改变也可由DSDECT定量检出。基于此,本研究先探讨健康成年人骨髓椎体的CT值,以此建立可靠的正常标准,作为研究白血病甚至其它血液疾病的骨髓变化的基本参考;然后再探索DSDECT在定量评估白血病骨髓浸润及疗效方面的价值,从而为白血病的疗效评估提供另一种新的、无创的评估技术,扩展影像学的检测范围。研究目的利用第3代DSDECT虚拟去钙技术探讨成人正常胸、腰椎体骨髓成像的量化标准值,以此作为研究白血病甚至其它血液系统疾病的参考,并定量评估其在白血病疗效评估中的价值。研究方法本研究经山东大学齐鲁医院医学伦理委员会批准(科伦审第2017091号),患者均签署知情同意书。搜集2017年8月～11月来我院进行健康体检的成人健康志愿者200例,并记录下身高、体重、年龄、性别和体重指数(body mass index,BMI)指标。按年龄、性别分为<45岁(年轻组)的男性和女性组以及≥45岁(中老年组)的男性和女性组,4组各50人。所有志愿者均进行胸、腰椎DSDECT扫描,在VNCa下,测量获得T3-L5各椎体的骨髓CT值,再根据测得的各椎体的骨髓CT值的相近程度分成T3-T5、T6-T9、T10-L1、L2-L54部分并取均值。采用独立样本?检验分析骨髓CT值与上述不同指标的关系,并探讨DSDECT在正常成年人中的骨髓成像规律。另搜集来我院就诊的白血病患者67例,从年龄和性别相近的健康志愿者中随机选取100人组成对照组。所有白血病患者均根据MICM诊断模式确诊病理类型。其中急性白血病患者51例,慢性白血病患者16例,在急性白血病患者中,又分为13例急性淋巴细胞白血病和38例急性非淋巴细胞性白血病患者(M2型1例,M3型9例,M4型2例,M5型21例,M6型4例,M7型1例),在慢性白血病患者中,又包含9例慢性髓系白血病和7例慢性淋巴细胞白血病患者。而后根据骨髓穿刺及细胞形态学免疫表型分析结果,又将白血病患者分为不同亚组,包括初诊患者18例,化疗后仍未缓解患者9例,化疗后复发患者13例,及化疗后缓解患者27例,其中初诊患者、化疗后未缓解患者及化疗后复发患者统一归为白血病活动组,其余为缓解组。所有白血病患者也需通过第3代双源双能CT扫描并获取其T3-L5(脊柱)椎体的骨髓CT值,将健康对照组和不同亚组白血病患者以45岁为界分为年轻组和老年组以及男性组和女性组,通过分析比较各年龄、性别组间骨髓CT值的差异,定量评估双能CT对白血病的诊断及治疗价值。研究结果1.健康志愿者年轻组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-29.00±10.62)HU、(-35.81±12.36)HU,均高于中老年组的(-41.67±17.16)HU、(-44.81±14.35)HU,差异均有统计学意义(t=-6.326、-4.746,P值均<0.01)。2.健康志愿者年轻女性组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-27.76±9.55)HU、(-37.56±9.05)HU,均分别高于中老年女性组的(-37.80±15.97)HU、(-45.45士14.04)HU,差异均有统计学意义(t=3.818、3.339,P值均<0.01);健康志愿者年轻男性组胸、腰椎的骨髓CT值分别为(-30.73±12.16)HU、(-33.91±14.64)HU,均分别高于中老年男性组的(-46.07±17.42)HU、(-44.68±14.84)HU,差异均有统计学意义(t=5.105、3.653,P值均<0.01)。观察对象胸、腰椎体的骨髓CT值均与年龄呈负相关(r=-0.463、-0.402,P值均<0.01)。3.健康志愿者年轻组的男、女性的胸椎骨髓CT值比较差异无统计学意义(p﹥0.05),但中老年组的男、女性的胸椎骨髓CT值比较差异有统计学意义(T=2.474,P<0.01);年轻组和中老年组的男、女性间腰椎的骨髓CT值比较,差异均无统计学意义(尸值均>0.05)。4.对于T3-T5、T6-T9、T10-L1、L2-L54段椎体平均骨髓CT值而言,年轻组的各段骨髓CT值均高于中老年组的骨髓CT值(P值均<0.01);不同性别间比较,仅中老年组的T6-T9、T10-L1椎体节段骨髓CT值比较差异有统计学意义(t=-3.177、-2.326,P值均<0.05)。5.健康志愿者组辐射剂量CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)分别为4.53～18.79(8.73±2.98)mGy和117.34～1678.42(421.53±230.85)mGy·cm,有效辐射剂量为(6.35±3.43)mSv。6.健康对照年轻组的骨髓CT值为(-31.45±9.63)HU,中老年组的骨髓CT值为(-46.07±13.79)HU;白血病活动年轻组的骨髓CT值为(13.89±8.65HU),中老年组的骨髓CT值为(4.30±10.38)HU;白血病缓解年轻组的骨髓CT值为(-21.49±22.09)HU,中老年组的骨髓CT值(-40.71±17.64)HU;健康对照年轻组和白血病缓解年轻组椎体骨髓CT值均分别高于中老年组椎体骨髓CT值,差异均有统计学意义(p﹤0.05),而白血病活动组的骨髓CT值在年龄间比较差异无统计学意义(P>0.05);在年轻组或中老年组里,健康对照组和白血病缓解组两组的骨髓CT值比较差异均无统计学意义(P>0.05);但不管在年轻组或中老年组,白血病活动组与健康对照组、缓解组在相对应年龄组间的比较差异均有统计学意义(P<0.05)。7.健康对照组、白血病活动组及缓解组的骨髓CT值在性别间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。8.白血病初诊组患者骨髓CT值为(5.44±19.52)HU,化疗后未缓解组骨髓CT值为(-0.48±11.19)HU,化疗后复发组骨髓CT值为(1.10±10.76)HU,三组患者间骨髓CT值两两比较,结果发现差异均无统计学意义(p>0.05)。研究结论双源双能CT虚拟去钙技术是一种新的简便、无创的量化评估技术,可较准确地反映正常及白血病活动及缓解患者的脊柱椎体骨髓的变化情况,其测量所得的胸、腰椎体骨髓CT值可作为正常椎体的标准值,在白血病的疗效评估中具有重要的参考价值,在一定情况下有助于减少患者的骨髓穿刺次数。