腰椎間盤退變和鄰近椎體血流動力學變化的磁共振影像研究

姜海濤，王岸飛，張彥梅

（1.鄭州大學第二附屬醫(yī)院，河南 鄭州 450014；2.鄭州大學第一附屬醫(yī)院）

腰椎間盤通過上下緣終板的微血管對人體供應營養(yǎng)物質(zhì)，是人體中最大的無血管組織[1-2]。評估患者是否發(fā)生腰椎間盤退變的有效工具之一為磁共振，并且采用磁共振動態(tài)增強技術(shù)能夠?qū)⒀甸g盤營養(yǎng)擴散過程清晰的反應出來，并采取有效的措施[3]。本次研究旨在探討腰椎間盤退變和鄰近椎體血流動力學的相關(guān)性，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013-01-2016-12于我院治療的21例腰椎間盤退變者和45例健康志愿者為研究對象，分別作為觀察組和對照組。其中，觀察組患者年齡33～59歲，平均（45.03±4.39）歲，男 9例，女 12例；對照組志愿者年齡 31～58 歲，平均（44.09±4.47）歲，男性 22例，女性23例，兩組研究對象的年齡、性別無統(tǒng)計學差異（P>0.05）。所有患者均符合以下標準：①無全身系統(tǒng)性疾病史；②無腰椎器質(zhì)性病變；③未接受過脊柱治療。所有患者均同意參與本次研究。

1.2 掃描方法

采用Siemens3.0TVerio機型按照矢狀位T2WI，矢狀位T1WI，軸位T2WI及軸位DCE-MRI的掃描序列進行MR檢查。①常規(guī)掃描：L1-L5椎體為MR的掃描范圍。矢狀位快速自旋回波T2WI序列參數(shù)為 TR4500 ms，F(xiàn)OV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 92 ms；矢狀位快速回波T1WI序列參數(shù)為TR500 ms，F(xiàn)OV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 9 ms；軸位快速自旋回波掃描參數(shù)為TR2800 ms，F(xiàn)OV 210 mm×210 mm，層厚 4 mm，TE 112 ms。②軸位DCE-MRI采用GRE序列（T1加權(quán)梯度回波序列），首先對 5°、10°、15°三個反轉(zhuǎn)角進行平掃，從而獲得T1mapping圖像，使對比劑濃度信息和圖像亮度信息進行轉(zhuǎn)換，其次將反轉(zhuǎn)角調(diào)成15°，進行25期動態(tài)掃描，TR 5.08 ms，F(xiàn)OV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 1.73 ms。經(jīng)肘靜脈對患者進行對比劑歐乃影（GE Health Care）的注射，使用高壓注射器以3.0 ml/s的速率團注劑量為0.1 mmol/kg的對比劑，然后以3.0 ml/s的速率使用10 ml生理鹽水推注。

1.3 評價指標

比較觀察組和對照組患者上下緣椎體感興趣區(qū)的血管外間隙速率（Ktrans）、血容積（BV）和血流速（BF），比較兩組研究對象椎間盤鄰近椎體的Ktrans、BV 和 BF（圖 1）。

1.4 統(tǒng)計學方法

圖1 女，46歲，腰痛就診。圖A、B、C、D分別為L3-4椎間盤PfirnnannⅣ級、L3椎體下緣感興趣區(qū)Ktrans偽彩區(qū)、BV偽彩區(qū)、BF偽彩區(qū)

采用SPSS19.0軟件對研究中得到數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。兩組計量結(jié)果比較采用t檢驗，計數(shù)資料比較用x2檢驗，P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

兩組患者的組內(nèi)比較，上緣與下緣椎體的Ktrans、BV 和 BF 差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1、2；組間比較，觀察組患者的Ktrans、BV和BF均小于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表 3，說明椎間盤退變患者其鄰近椎體血供減少。

表1 觀察組患者上下緣椎體血流灌注定量參數(shù)比較

表2 對照組研究對象上下緣椎體血流灌注定量參數(shù)比較

表3 兩組研究對象的鄰近椎體血流灌注定量參數(shù)比較

3 討論

腰椎間盤退變的機制尚不明確，其影響因素不僅包括年齡、性別、生物力學和吸煙史，而且還包括基因和終板血供。有研究表明，生物力學機制、基質(zhì)酶活性改變、營養(yǎng)供應減少都會導致椎間盤退變的發(fā)生[4-5]。Sawopoulou等[6]指出，椎間盤退變和椎間盤正?；颊叩南噜徑K板血流動力學參數(shù)存在明顯差異，提示腰動脈血流減少可能會促進椎間盤退變。本次研究的數(shù)據(jù)顯示，兩組患者組內(nèi)上下緣椎體的Ktrans、BV和BF的比較無統(tǒng)計學差異，可以排除許莫氏結(jié)節(jié)、終板退變等一些影響因素，說明供應某一椎間盤相鄰椎體血流灌注無明顯差異。觀察組患者的Ktrans、BV和BF值均低于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），說明椎間盤退變患者其相鄰椎體血供減少，與以往的研究數(shù)據(jù)一致。終板血管芽的數(shù)量會影響對營養(yǎng)物質(zhì)的供應，血管芽結(jié)構(gòu)是由椎體的血管在椎體終板及其下吻合成血管機最終伸入軟骨終板形成的[7]。Ktrans、BV和BF能夠反映微循環(huán)的表面滲透面積及血流狀況、組織血流灌注與流速，腰椎間盤退變患者滲透面積減少，血流灌注和流速下降，血管通透性降低，能夠滲透進終板和椎間盤的營養(yǎng)物質(zhì)減少[8-9]。營養(yǎng)物質(zhì)會對髓核細胞的密集程度產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，當營養(yǎng)物質(zhì)減少時，髓核細胞數(shù)目下降，細胞活性降低，軟骨終板骨化或硬化、終板血管硬化會使椎體終板血管的通透性降低，影響營養(yǎng)物質(zhì)的交換，使椎間盤細胞功能異常甚至死亡，從而導致椎間盤退變的發(fā)生。通過對腰椎間盤退變患者進行磁共振影像研究，有助于醫(yī)學者深入了解腰椎間盤退變的機制，同時能夠從細胞凋亡調(diào)控、分子、基因表達水平等方面找到阻止和預防腰椎間盤退變的方法，甚至治愈腰椎間盤退變，從而減輕患者的經(jīng)濟負擔，提高患者的生活質(zhì)量水平。