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目的1、采取定性和定量的方法研究2～30岁正常股骨中下段骨髓磁共振(MRI)信号强度随年龄增长的变化特点，为骨髓基础研究和骨髓疾病分析提供参考依据。2、采取实验性临床研究来选择符合股骨骨髓腔解剖学实际情况、检查时间短、重复性良好、图像质量高而且临床实用性强的磁共振波谱(1HMRS)采集方法。3、分析不同年龄阶段正常股骨中下段骨髓1HMRS在骨髓生理转化过程中的波形特征，从分子水平揭示骨髓组织生理学转化规律，同时为临床研究骨髓疾病代谢提供正常参考依据。
材料与方法采用德国西门子公司MagnetonVision1.5T全身超导磁共振扫描仪的标准正交头部线圈和随机配备的单体素氢波谱软件对受检者右侧股骨中下段骨髓影像学进行前瞻性的研究，所有检查均在受检者本人或其家属的知情同意下完成。
首先对13名正常在校生志愿者股骨中下段骨髓进行1HMRS的探索性研究，年龄16～33岁，男10名、女3名。其中7名股骨骨髓1HMRS采用128次采集、1.0×1.0×1.0cm3大小的感兴趣容积(VOI)而且同一部位重复采集2～3个VOI的方法，另外6名股骨骨髓1HMRS分别采用128和256次采集、1.0×1.0×1.0cm3和2×2×2cm3大小VOI的方法。继而随机选择2004年11月至2005年10月期间的72例2～30岁的正常股骨受检中国人，男51例，女21例，受检者为正常志愿者和无骨髓相关疾病者(未有化疗、放疗或激素等免疫抑制剂治疗史)。
根据受检者年龄不同，参照国外Moore的年龄组划分方法将72例影像学资料分为6组：A组(2～5岁)9例，B组(6～10岁)10例，C组(11～15岁)10例，D组(16～20岁)13例，E组(21～25岁)14例，F组(26～30岁)16例。
72例受检者先后进行MRI平扫和1HMRS采集。不能配合的儿童按0.5ml/kg体重口服10％水合氯醛来镇静，待其熟睡后再行检查。MRI扫描采取矢状位自旋回波(SE)T1WI(TR750ms/TE20ms)和快速SE(FSE)T2WI脂肪抑制序列(TR4000ms/TE99ms)，层厚4mm、间隔0.4mm，矩阵240×512或220×512，视野163×260mm，翻转角(flipangle)900，像素大小(pixelsize)0.68×0.51，采集次数为1～2次，T1WI图像信噪比(signal-noiseratio，SNR)为1.0。T1WI和T2WI压脂序列采集时间分别3分3秒和1分24秒。1HMRS的采集采用单体素激发回波探测法(SVS-STEAM)(TR=1560ms，TE=270ms)，在三维定位下依次在股骨干中段(MiddleDiaphysis,MD)、股骨干下段(DistalDiaphysis,DD)和远侧干骺端(DistalMetaphysis，DM)的骨髓腔以及下肢肢体皮下脂肪组织内选取波谱采集的VOI，采用128次采集和1.0×1.0×1.0cm3大小的VOI，采集时间约3分钟。波谱采集前均进行严格的水抑制和匀场，使模-数转换(Anolog-DigitalConvert，ADC)电压＜3V以进一步滤过水信号，半高宽FWHM≤8～12HZ。将采集的原始数据经1HMRS软件处理后，对1HMRS谱线进行分析。
由2位MRI专业医生以同层面股部中下段邻近股骨的肌肉和皮下脂肪为信号强度参照，肉眼观察T1WI图像上股骨中下段骨髓的信号强度而得出中低信号(0级)、中等信号(1级)、稍高信号(2级)、中高信号(3级)和高信号(4级)5个等级，据Moore的观察结果和本文1HMRS研究结果，以及T2WI压脂图像，其中0～2级为红骨髓优势图像，3～4级为黄骨髓优势图像。选取股骨正中矢状面SET1WI图像，在计算机荧光屏上据受检股骨髓腔和邻近肌肉的大小选取尽可能大的感兴趣区(regionofinterest，ROI，面积0.2～0.6cm2)测量MD、DD、DM及各自对应同一层面相同水平的邻近肌肉(muscle，M)的信号强度值，连续测量3次，取其平均信号强度值作为各自相应的T1wI信号强度值，然后计算MD/M、DD/M及DM/M相对信号强度比值。少部分病例远侧干骺端采取股骨旁正中矢状面测量T1WI上信号强度值以求与同一层面相同水平的肌肉信号强度值准确对应。ROI放置部位与1HMRS采集的VOI对应一致，保证1HMRS采集的信息和MRI信号强度来自同一受检部位的骨髓。采用SAS8.1统计软件对同一年龄组内和不同年龄组间T1WI上的MD/M、DD/M及DM/M值进行总体方差分析，并采用SNK-q检验分别进行两两比较，检验水平a=0.05。对于股骨中下段各部位骨髓T1WI相对信号强度值与年龄的关系进行统计学相关回归分析。
结果1、肉眼观察分析信号强度：5岁以前，股骨三个部位骨髓均为红骨髓，股骨干中段和下段表现为1～2级图像，远侧干骺端为0～1级图像。6～10岁时，股骨干出现黄骨髓而使信号增高，股骨干中段和下段出现3级图像各占4/10例，远侧干骺端骨髓信号增高但仍表现为0～2级红骨髓图像。除21～30岁内有2例股骨干中段局部表现为2级红骨髓图像外，其余股骨干中段和下段在11～30岁全部表现为3～4级黄骨髓图像。远侧干骺端11～15岁时出现少部分3级黄骨髓图像(占2/10例)，16～20岁时大部分为3～4级黄骨髓图像(占10/13例)，继而21～25岁时除1例为2级红骨髓图像外，其余全部为3～4级图像，25～30岁时，远侧干骺端全部表现为3～4级黄骨髓图像。2、定量测量分析信号强度：A、B两组内股骨干下段骨髓的T1WI相对信号强度稍高于股骨干中段，2～30岁各年龄组中每一组内股骨干中段和下段骨髓信号强度之间无显著性差异(p＞0.05)；股骨干中段和股骨干下段与股骨远侧干骺端骨髓的T1WI相对信号强度在各年龄组之间均有显著性差异(p＜0.05)。股骨干中段和股骨干下段骨髓信号强度在B组与其他任何一年龄组间均有显著性差异(p＜0.05)，而在C～F组内任意两组间无显著性差异(p＞0.05)，并且15岁以前均与年龄呈明显正相关(r2值分别为0.48和0.61，p值均小于0.0001)，其后随年龄增长信号强度变化不显著(r2值分别为0.003和0.021，p值相应为0.724和0.367)。股骨远侧干骺端骨髓信号强度在C组与A～F组中的其他任何一组之间均有显著性差异(p＜0.05)，但在AB二组间和D～F三组内无显著性差异(p＞0.05)，而且25岁以前随着年龄增长呈明显正相关(r2=0.56，p＜0.0001)。3、13名正常在校生志愿者股骨骨髓1HMRS的探索性研究结果：正常股骨骨髓和皮下脂肪的1HMRS均由一窄高峰波和一宽低峰波组成，波形相似但波峰位置不同。在同一部位选取相同或不同的VOI(1.0cm3和8.0cm3大小)和采集次数(128次和256次)，1HMRS基线稳定，谱线相似，SNR高达11.31。4、72例2～30岁的正常股骨骨髓1HMRS分析：参照Schellinger和周春香等对骨髓1HMRS的观察结果，窄高峰为脂质峰，进而将1.50～1.90ppm处的脂质峰命名为Lip1峰，0.7～1.0ppm处的脂质峰命名为Lip2峰。同时为叙述方便而暂时将宽低峰定义为共振R峰，将3.1～3.6ppm和2.2～2.6ppm处的宽低峰分别命名为R1峰和R2峰，分别与Lip1峰和Lip2峰相对应并组合成两种谱线类型，即Lip1型和Lip2型。股骨干中段和下段骨髓的1HMRS谱线在A组内全部均由Lip1峰和R1峰组成，即为Lip1型；在D～F组，除2例股骨干中段局部骨髓1HMRS表现为Lip1型外，其余全部受检者骨髓1HMRS谱线由Lip2峰和R2峰组成，即Lip2型；在B和C二组内为Lip1型或Lip2型。远侧干骺端骨髓的1HMRS谱线在所有年龄组中为Lip1型，但F组有Lip2型并存。10例皮下脂肪1HMRS均为Lip2峰。
结论1、1.0cm3大小的VOI进行正常股骨中下段骨髓1HMRS采集，重复性良好，具有临床可行性。较小的VOI(1.0cm3)和较少的采集次数(128次)可在保证足够的信噪比下缩短采集时间，使1HMRS应用于肢体骨骨髓的临床实用性更强。2、不同年龄阶段正常股骨骨髓1HMRS中的脂质峰因脂质成分不同而其峰位置不同，脂质含量不同引起MRI信号强度不同，MRI信号强度和1HMRS谱线在骨髓生理转化过程中随着年龄增长具有特定的变化规律，可为股骨骨髓疾病的临床诊断提供正常的参考依据。3、MRI信号强度和1HMRS谱线对应同一部位骨髓组织，二者相辅相成，互为补充，分别从形态学和分子生物学水平的角度共同揭示骨髓组织生理学转化规律：股骨干中段和股骨干下段在5岁以前为红骨髓，其后红骨髓向黄骨髓转换，骨髓内脂肪含量逐渐增加，其中6～10岁阶段骨髓转化最显著，15岁时基本完成骨髓转换而变为黄骨髓。股骨远侧干骺端骨髓脂肪含量随年龄增长而逐渐增加，11～15岁时骨髓转换最明显，达25岁骨髓转换基本完成而趋于稳定，但仍残余少量红骨髓。