MRI Modic改變與 CT成像椎間盤(pán)真空現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)研究

盧劍華 吳相陽(yáng) 梁旺全

MRI Modic改變與 CT成像椎間盤(pán)真空現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)研究

盧劍華 吳相陽(yáng) 梁旺全

目的探索腰椎椎間盤(pán)真空現(xiàn)象與Modic改變之間的相關(guān)性。方法回顧性分析2013年1月～2013年6月收治的72例患者，均進(jìn)行MRI和CT輔助檢查，共計(jì)掃描360個(gè)椎體節(jié)段（每位患者L1/2～L5/S15個(gè)節(jié)段），結(jié)果MRI檢測(cè)結(jié)果顯示Modic改變共108個(gè)節(jié)段，其中Ⅰ型20個(gè)節(jié)段，Ⅱ型81個(gè)節(jié)段，Ⅲ型7個(gè)節(jié)段。CT成像結(jié)果顯示真空現(xiàn)象共120個(gè)節(jié)段，其中L1/2節(jié)段4個(gè)，L2/3節(jié)段5個(gè)，L3/4節(jié)段9個(gè)，L4/5節(jié)段24個(gè)，L5/S1節(jié)段78個(gè)。Modic改變多發(fā)生在L4/5節(jié)段，而真空變化多數(shù)發(fā)生在L5/S1節(jié)段。30個(gè)節(jié)段顯示單純有Modic改變而無(wú)真空現(xiàn)象，78個(gè)節(jié)段顯示既有Modic改變又有真空現(xiàn)象。其中55個(gè)節(jié)段為Modic改變Ⅱ型同時(shí)有真空現(xiàn)象，而大部分同時(shí)有真空現(xiàn)象和Modic改變節(jié)段位于L4/5～L5/S1節(jié)段。結(jié)論 CT成像在診斷椎間盤(pán)真空現(xiàn)象方面有特異性。腰椎L4/5～L5/S1節(jié)段椎間盤(pán)真空現(xiàn)象與相鄰終板Modic改變可能有相關(guān)性，但原因還需進(jìn)一步探究。

Modic改變；真空現(xiàn)象；CT成像；關(guān)聯(lián)性

1 材料與方法

1.1 一般材料

選取2013年1月～2013年6月，在我院同時(shí)進(jìn)行腰椎CT與MRI檢查并在MRI檢查中診斷為Modic改變的腰痛患者72例，其中男41例，女31例。年齡50～78歲，平均(62±8)歲。

1.2 檢查方法

MRI使用美國(guó)GE公司的SignaHDe型1.5T磁共振機(jī)，相位陣列為CTL脊柱線圈。矢狀面采用相同的層數(shù)參數(shù)進(jìn)行掃描，層厚4mm，層間距1mm，視野35cm×35cm，矩陣320×224，采用快速反轉(zhuǎn)FSE序列。T1WI：TR420ms，TE 9.4ms，回波序列長(zhǎng)度3，激勵(lì)次數(shù)4；T2WI：TR3000ms，TE 117ms，回波序列長(zhǎng)度25，激勵(lì)次數(shù)4。脂肪抑制序列采用化學(xué)位移快速反轉(zhuǎn)FSE序列 (FRFSE)，其余主要參數(shù)同T2WI。信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量在ADW4.4平臺(tái)進(jìn)行。

CT檢查使用德國(guó)西門(mén)子公司16排螺旋CT掃描裝置，掃描厚度為1.0mm，腰椎掃描電壓為120kv，管電流100～650 mA(根據(jù)患者情況和X線的衰變來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié))，有效毫安秒為200A。

1.3 影像分析

影像資料由一名放射科醫(yī)師和一名骨科醫(yī)師獨(dú)立分析診斷，不一致時(shí)經(jīng)兩者討論后再確定，若仍有分歧，由另一名更高資質(zhì)的放射科醫(yī)師診斷決定。根據(jù) Modic的分型標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ型在T1WI表現(xiàn)為低信號(hào)，在T2WI為高信號(hào)(圖1)，而Ⅱ型在T1WI表現(xiàn)高信號(hào)，在T2WI為等信號(hào)或輕度的高信號(hào) (圖2)，Ⅰ/Ⅱ混合型則同時(shí)有Ⅰ、Ⅱ型信號(hào)改變。Ⅲ型在T1加權(quán)像及T2加權(quán)像上均表現(xiàn)為低信號(hào)(圖3)。Modic改變?cè)贛RI的5個(gè)正中矢狀面進(jìn)行判斷。椎間盤(pán)真空現(xiàn)象是指椎間盤(pán)髓核、纖維環(huán)、上下方的軟骨板退變，椎間盤(pán)纖維環(huán)水分減少，產(chǎn)生裂隙或斷裂，髓核疝出，其所占的位置被氣體所占據(jù)，這種氣體是由于椎間盤(pán)內(nèi)結(jié)構(gòu)改變形成低壓環(huán)境使細(xì)胞外液中的氣體釋放出來(lái)造成的 (氣體組分90%以上為N2，還有少量O2和CO2)[3]，在影像學(xué)表現(xiàn)為明亮透光影，一般為類圓形的密度缺失影 (圖4)。

Energy Management Strategy for Electric Ships with Hybrid Energy Source

圖1 ModicⅠ型改變

圖2 ModicⅡ型改變

圖3 L4/5ModicⅢ型，L5/S1ModicⅡ型改變

圖4 真空現(xiàn)象

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

CT檢測(cè)上真空現(xiàn)象在不同節(jié)段的分布采用描述性研究，并與MRIModic的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS 13.0。

2 結(jié)果

2.1 腰椎Modic改變和椎間盤(pán)真空現(xiàn)象腰椎節(jié)段分布情況

本研究共計(jì)收集72名患者，共計(jì)檢查360椎體節(jié)段；所有患者先行MRI檢測(cè)，而后進(jìn)行CT檢測(cè)。

Modic改變共計(jì)108個(gè)節(jié)段，其中Ⅰ型20個(gè)節(jié)段，Ⅱ型81個(gè)節(jié)段，Ⅲ型7個(gè)節(jié)段。而在腰椎節(jié)段的分布上，L1/21個(gè)節(jié)段，L2/3節(jié)段1個(gè)，L3/4節(jié)段18個(gè)，L4/5節(jié)段48個(gè)，L5/ S1節(jié)段40個(gè)。

腰椎間盤(pán)真空現(xiàn)象共120個(gè)節(jié)段，其中 L1/2節(jié)段4個(gè)，L2/3節(jié)段5個(gè)，L3/4節(jié)段9個(gè)，L4/5節(jié)段24個(gè)，L5/S1節(jié)段78個(gè)。與Modic改變相比，多數(shù)發(fā)生在L5/S1節(jié)段，為78個(gè)椎體節(jié)段，其次是L4/5節(jié)段，為24個(gè)椎體節(jié)段。而L1/2～L3/4節(jié)段，都表現(xiàn)出較小的發(fā)生比例，見(jiàn)表1。

表1 腰椎Modic改變和椎間盤(pán)真空現(xiàn)象分布情況（個(gè)）

2.2 腰椎Modic改變和椎間盤(pán)真空現(xiàn)象類型分布情況

在所有椎間盤(pán)有真空現(xiàn)象的患者中，78個(gè)節(jié)段同時(shí)表現(xiàn)出椎間盤(pán)真空現(xiàn)象和Modic改變。其中Ⅰ型患者，18個(gè)椎體節(jié)段發(fā)現(xiàn)存在真空現(xiàn)象，占90.0%；Ⅱ型患者，55個(gè)節(jié)段發(fā)現(xiàn)存在真空現(xiàn)象，占68.0%；而在Ⅲ型患者，5個(gè)節(jié)段發(fā)現(xiàn)存在真空現(xiàn)象，占71.4%。三組分型中，CT顯示真空現(xiàn)象在3種 Modic分型中均具有較高發(fā)生率，雖然差異較大，但其差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（2=3.9068,df=1,=0.142），見(jiàn)表2。同時(shí)結(jié)果也顯示Modic改變Ⅱ型為最常見(jiàn)類型。

*Chi-square test,2=3.9068,df=1,=0.142

2.3 椎間盤(pán)真空現(xiàn)象與Modic改變的關(guān)聯(lián)性

表1和表2的數(shù)據(jù)結(jié)果提示，Modic改變和椎間盤(pán)真空變化，多數(shù)發(fā)生在L4/5～L5/S1節(jié)段，而L1/2～L3/4節(jié)段，都表現(xiàn)出較小的發(fā)生比例，可能與該解剖位置的應(yīng)力集中及不均衡受力情況有關(guān)。這表明椎間盤(pán)真空現(xiàn)象和Modic改變?cè)贚4/5節(jié)段和 L5/S1節(jié)段可能存在相關(guān)性，而在其他節(jié)段未顯示出相關(guān)性。

3 討論

3.1 Modic改變分型和機(jī)理探究

Modic將終板 Modic改變分為三型[2]：Ⅰ型，表現(xiàn)為T(mén)1加權(quán)像上提示為低信號(hào)，在T2加權(quán)像上為高信號(hào)，組織學(xué)表現(xiàn)為纖維血管組織替代（炎癥修復(fù)期）[4,5]；Ⅱ型，在T1加權(quán)像呈高信號(hào)，T2加權(quán)像上表現(xiàn)為等信號(hào)或輕度高信號(hào)，組織學(xué)表現(xiàn)為黃骨髓替代，在慢性受損的終板及終板下區(qū)域，大量脂肪細(xì)胞沉積；Ⅲ型，在T1加權(quán)像及T2加權(quán)像上均表現(xiàn)為低信號(hào)，組織學(xué)表現(xiàn)為終板及終板下硬化骨替代[6,7]。關(guān)于 Modic改變發(fā)生的病理生理機(jī)制，目前主要觀點(diǎn)有：第一種是生物力學(xué)觀點(diǎn)，因椎間盤(pán)退變導(dǎo)致髓核內(nèi)物質(zhì)丟失，進(jìn)而椎間盤(pán)高度和靜水力壓降低，使作用在終板的剪切力增加，導(dǎo)致微骨折的發(fā)生，所謂 Modic改變就是繼發(fā)于骨折和相關(guān)炎癥的水腫表現(xiàn)，也可看成是髓核內(nèi)部的毒素從骨折處滲透出來(lái)導(dǎo)致的信號(hào)改變[8,9]。第二種是厭氧菌感染觀點(diǎn)，其原理是纖維環(huán)破裂后，因椎間盤(pán)突出，新的血管形成，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，經(jīng)由突出的椎間盤(pán)組織，厭氧菌得以進(jìn)入椎間盤(pán)，造成低毒力感染，所謂 Modic改變就是這些感染繼發(fā)的炎癥發(fā)應(yīng)所變現(xiàn)出的圖像，因?yàn)檫@些厭氧菌在高需氧狀態(tài)下不能大量繁殖[10]。

3.2 椎間盤(pán)真空現(xiàn)象原因分析

椎間盤(pán)真空現(xiàn)象早有報(bào)道，一般認(rèn)為是椎間盤(pán)或椎體內(nèi)裂隙的氣體聚集。其形成原因多樣，如骨創(chuàng)傷，感染，壞死，代謝疾病等均可導(dǎo)致真空現(xiàn)象出現(xiàn)，普遍認(rèn)為是由椎間盤(pán)退變引起。隨著椎間盤(pán)退變的發(fā)生和進(jìn)展，髓核出現(xiàn)脫水干燥，在髓核和纖維環(huán)出現(xiàn)特征性的小圓形或者線性裂隙，進(jìn)而形成局部低壓環(huán)境，周圍細(xì)胞間隙的氣體注入到裂隙中形成真空現(xiàn)象。在CT檢測(cè)的影響學(xué)上表現(xiàn)為矢狀位圖像上，椎間盤(pán)中出現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)水平、線性的透亮區(qū)；橫斷位上則表現(xiàn)為類圓形的密度缺失影。真空現(xiàn)象被認(rèn)為是腰椎間盤(pán)退變的最后階段，以下腰椎多見(jiàn)。

3.3 Modic改變和真空現(xiàn)象影像學(xué)檢測(cè)差異及原因

本研對(duì)72名患者共計(jì)360個(gè)節(jié)段檢查，發(fā)現(xiàn)真空現(xiàn)象與Modic改變可能有一定關(guān)聯(lián)性，但不能區(qū)分Modic分型診斷。如某一患者在CT上表現(xiàn)為L(zhǎng)5/S1椎間隙的真空現(xiàn)象(圖4)在MRI上表現(xiàn)為同節(jié)段的ModicⅡ型改變。而另一患者在CT上表現(xiàn)為L(zhǎng)4/5椎間隙的真空現(xiàn)象在MRI上表現(xiàn)為同節(jié)段的ModicⅢ型改變，在3種類型Modic改變中，真空現(xiàn)象的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。筆者認(rèn)為可能是只要是MRI顯示 Modic改變，也就是只要終板發(fā)生了病理改變，無(wú)論哪一型改變，都可能導(dǎo)致椎間盤(pán)內(nèi)成分和/或結(jié)構(gòu)的改變，如纖維環(huán)、髓核結(jié)構(gòu)和含水量的改變，當(dāng)其改變到一定程度時(shí)在CT上即可表現(xiàn)為真空現(xiàn)象。同時(shí)這也可很好的說(shuō)明MRI顯示Modic改變和CT顯示椎間盤(pán)真空現(xiàn)象都能反映椎間隙退變，而Modic改變可能會(huì)更好的反映椎間隙退變的程度。

造成CT和MRI在診斷Modic改變的差異原因可能是[11-13]：普通的X光平片只能提供椎體邊緣和椎間小關(guān)節(jié)的骨質(zhì)變化及椎間孔情況等，難以顯示椎間盤(pán)和終板的具體結(jié)構(gòu)。CT雖然彌補(bǔ)了普通X光的一些不足，能顯示椎間孔和終板的結(jié)構(gòu)，但CT具有放射性，且不能清晰的分辨椎間盤(pán)的組成部分。MRI則具有多參數(shù)而且不存在輻射，對(duì)于組織的病變能較好的進(jìn)行對(duì)比，能呈現(xiàn)出骨小梁之間骨髓組織、造血組織、纖維血管的成分，所以也就能比較好的顯示終板從炎癥水腫到最終硬化的病變過(guò)程。

目前，MRI技術(shù)發(fā)展可以有效識(shí)別腰椎ModicⅠ型終板退行性病變[14]，而且進(jìn)行三維立體重建時(shí)，MRI能更加清晰的顯示出病變部位，對(duì)疾病的診斷起到?jīng)Q定性的作用。近年來(lái)，利用MRIT2*mapping成像技術(shù)還能為影像學(xué)量化診斷腰椎間盤(pán)退變提供依據(jù)[15]。MRI終板形態(tài)變化能在一定程度上反映椎間盤(pán)突出時(shí)間盤(pán)的退變情況，由凹面型到平坦型再到不規(guī)則型對(duì)應(yīng)椎間盤(pán)退變程度逐漸加重，不規(guī)則型終板更容易伴發(fā) Modic改變。本文結(jié)果提示，腰椎疾病患者在通過(guò) CT檢查時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)存在真空現(xiàn)象，則存在腰椎Modic改變可能性較大；這可能是因?yàn)檐浌墙K板的退變和椎間盤(pán)退變密切相關(guān)，且軟骨終板退變?cè)缬谧甸g盤(pán)退變[16]。

3.4 Modic改變和真空現(xiàn)象關(guān)聯(lián)性

本文結(jié)果顯示真空現(xiàn)象與Modic改變可能具有關(guān)聯(lián)性。筆者推測(cè)其應(yīng)該是互為因果的過(guò)程。一方面，終板退變阻斷終板的營(yíng)養(yǎng)通路，從而加劇椎間盤(pán)干燥，脫水過(guò)程，促使椎間盤(pán)真空現(xiàn)象嚴(yán)重；另一方面，椎間盤(pán)真空現(xiàn)象導(dǎo)致椎體局部應(yīng)力分布失衡，又反過(guò)來(lái)促進(jìn)終板退變，二者之間似乎有互相促進(jìn)的關(guān)系。但本文的不足是，第一，由于樣本量不足，未能進(jìn)行相關(guān)病理生理學(xué)方面的基礎(chǔ)研究，無(wú)法完整的說(shuō)明問(wèn)題。第二，真空現(xiàn)象的嚴(yán)重程度與 Modic改變的嚴(yán)重程度是否有關(guān)聯(lián)性?有待于在今后的研究中進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)樣本量繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)和進(jìn)行相關(guān)的病理生理學(xué)研究，提高研究結(jié)果的可靠性。

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R744

B

10.3969/j.issn.1672-5972.2016.06.19

swgk2015-03-00065

盧劍華（1975-）男，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：脊柱外科。

2015-03-27)

重慶市黔江中心醫(yī)院，重慶409000