磁共振在腰椎管狹窄癥診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀

周曉航，史凱文，丁洪偉

腰椎管狹窄癥(lumbar spinal stenosis，LSS)是引起中老年人腰腿痛或者合并下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的最常見原因之一[1]。其發(fā)病機(jī)理為椎間盤的退變、勞損，繼發(fā)膨出、突出、鈣化、椎間隙變窄、不穩(wěn)，椎關(guān)節(jié)增生骨化以及黃韌帶肥厚、鈣化等導(dǎo)致椎管、側(cè)隱窩、神經(jīng)根管或者椎間孔狹窄，使硬膜囊內(nèi)的馬尾神經(jīng)、神經(jīng)根及血管受壓或炎性刺激而產(chǎn)生一系列癥狀。研究表明，目前腰椎管狹窄癥的發(fā)生率約為9.3%，多發(fā)于60～80歲中老年人[2]。腰椎管狹窄癥可分為：中央型狹窄，側(cè)隱窩狹窄及椎間孔狹窄[2]。對(duì)于某一個(gè)患者，這三種類型可單獨(dú)存在，也可組合或同時(shí)存在。一個(gè)好的分類系統(tǒng)可以作為一種通俗的語言來定義病情的嚴(yán)重性，指導(dǎo)治療，促進(jìn)臨床研究。通常中央椎管橫徑小于20 mm，矢狀徑小于15 mm，側(cè)隱窩矢徑小于3 mm應(yīng)考慮椎管狹窄癥。椎管狹窄癥的主要臨床表現(xiàn)為骶髂部的疼痛以及后外側(cè)大腿、小腿和足部的尖銳的根性放射痛，在中央型椎管狹窄的患者，疼痛可能是雙側(cè)的，但通常是不完全對(duì)稱的，椎間孔或側(cè)隱窩狹窄的患者常出現(xiàn)類似單側(cè)神經(jīng)根痛的癥狀[3-4]，有些患者會(huì)出現(xiàn)下肢皮膚麻木、肌力的減退[5]；間歇性跛行：神經(jīng)源性跛行，行走或較長時(shí)間站立后造成下肢的乏力疼痛，休息或下蹲后緩解[6]；脊柱過伸試驗(yàn)：伸展脊柱會(huì)使腰椎管狹窄加重，加重癥狀，屈曲則會(huì)增加椎管內(nèi)徑，疼痛緩解[7]。約10%的腰椎管狹窄癥患者癥狀嚴(yán)重時(shí)，可出現(xiàn)膀胱括約肌功能失常，出現(xiàn)尿失禁、尿潴留等癥狀[8]。

目前磁共振成像已廣泛應(yīng)用于腰椎管狹窄癥的診斷[9-10]。通過MRI橫斷面、矢狀面、冠狀面多面掃描，顯示椎管解剖結(jié)構(gòu)[11]。正中矢狀位，觀察椎體結(jié)構(gòu)、終板、椎間盤、后縱韌帶、椎管內(nèi)容物和周圍軟組織；從旁矢狀位觀察椎體側(cè)面、椎間孔及其內(nèi)容物、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)；橫斷面可通過相鄰水平觀察神經(jīng)根的走行路徑。有大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道，中央型椎管狹窄在MRI上存在定量標(biāo)準(zhǔn)：腰椎管中央矢狀徑13～15 mm為異常，10～13 mm為狹窄，小于10 mm為絕對(duì)狹窄；硬膜囊面積＜100 mm2為椎管相對(duì)狹窄，＜70 mm2為絕對(duì)狹窄，而側(cè)隱窩狹窄的診斷需要測(cè)量側(cè)隱窩的高度和深度，椎間孔狹窄的診斷需要測(cè)量神經(jīng)根直徑[12]。Ogikubo等[13]在他們的研究中也證實(shí)了面積和癥狀之間存在一定的線性相關(guān)性；然而，也有其他研究表明患者M(jìn)RI上雖然顯示有明顯的狹窄，但病人卻沒有任何癥狀[14-15]。此外，一些研究發(fā)現(xiàn)，少部分手術(shù)患者的癥狀與MRI表現(xiàn)之間的相關(guān)性并不是很大[16]。相應(yīng)的MRI陽性結(jié)果對(duì)診斷很重要，但椎管狹窄的定量標(biāo)準(zhǔn)中使用的閾值(硬膜囊面積＜100 mm2為椎管相對(duì)狹窄，＜70 mm2為絕對(duì)狹窄)是否準(zhǔn)確反映了癥狀的輕重程度尚不能確定。這表明精確的面積測(cè)量并不能提供手術(shù)前決策所需的信息。

因此，除了上述定量指標(biāo)外，總結(jié)了其他MRI一些定性指標(biāo)或特殊表現(xiàn)來協(xié)助診斷腰椎管狹窄癥。

1 形態(tài)學(xué)法

Lee等[17]提出了一種基于橫斷面T2WI上硬脊膜囊及馬尾神經(jīng)形態(tài)學(xué)變化評(píng)價(jià)中央型椎管狹窄的方法，該方法根據(jù)馬尾神經(jīng)在硬脊膜囊內(nèi)的儲(chǔ)備空間，即馬尾前方腦脊液空間的多少，將狹窄程度分為4級(jí)，0級(jí)：椎管無狹窄，有效空間無阻塞；1級(jí)：椎管輕度狹窄，有效空間部分閉塞，每條馬尾清晰地分開；2級(jí)：椎管中度狹窄，有效空間中度阻塞，伴有部分馬尾聚集，無法將其清楚區(qū)分；3級(jí)：椎管嚴(yán)重狹窄，空間完全閉塞，整個(gè)馬尾成為一束。Lee等[17]的分級(jí)系統(tǒng)通過直觀地觀察馬尾前方空間的閉塞程度來簡單且實(shí)用地評(píng)估腰椎管狹窄的嚴(yán)重程度，并有助于臨床醫(yī)患間的溝通。無獨(dú)有偶，Schizas等[18]在MRI橫斷面T2WI上，根據(jù)腦脊液空間/馬尾神經(jīng)的比例(CSF/rootlet ratio)，也將椎管的狹窄程度分為4級(jí)。A級(jí)狹窄：硬腦膜內(nèi)有明顯的腦脊液可見，但分布不均勻。此級(jí)也有4種形態(tài)。A1：馬尾神經(jīng)位于背側(cè)，占據(jù)硬膜囊區(qū)的一半以下；A2：馬尾神經(jīng)位于背側(cè)，與硬膜囊接觸，但呈馬蹄形結(jié)構(gòu)；A3：馬尾神經(jīng)位于背側(cè)，占硬膜囊的一半以上；A4：馬尾神經(jīng)位于中央，占硬膜囊的大部分。B級(jí)狹窄：馬尾神經(jīng)占據(jù)整個(gè)硬膜囊，但仍然可見，一些腦脊液仍然呈顆粒狀出現(xiàn)在硬膜囊內(nèi)。C級(jí)狹窄：馬尾神經(jīng)無法辨別，硬膜囊顯示均勻的灰色信號(hào)，沒有可見的腦脊液信號(hào)，有硬膜外脂肪存在于后面。D級(jí)狹窄：腦脊液、硬膜外脂肪均不可見。Schizas等[18]證實(shí)：(1)基于形態(tài)學(xué)表現(xiàn)而非表面直接測(cè)量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確定義了狹窄的程度。(2)在中央型椎管狹窄癥的手術(shù)患者中，大部分為C級(jí)和D級(jí)狹窄的患者，而且此類患者經(jīng)保守治療，往往效果欠佳；而A級(jí)和B級(jí)患者通常不需要手術(shù)治療。由此認(rèn)為，此分級(jí)系統(tǒng)不僅可作為臨床研究工具，而且可作為預(yù)測(cè)椎管狹窄癥預(yù)后及手術(shù)與否的重要指標(biāo)。椎管狹窄是多種致病因素的組合，包括黃韌帶、椎間盤、馬尾和小關(guān)節(jié)的橫截面面積[13，19]。這可能是單一的形態(tài)學(xué)參數(shù)不能提供手術(shù)前決策所需要的信息的原因，但是綜合整個(gè)形態(tài)學(xué)參數(shù)或許可以?？紤]到先前的研究只集中在一些狹窄的形態(tài)學(xué)參數(shù)上，Kim等[20]的研究證明了硬膜囊橫截面積(DSA)和脊髓管橫截面積(SCA)與主觀行走距離(SWD)和黃韌帶厚度(LFT)直接相關(guān)，黃韌帶橫截面積(LFA)與Oswestry功能障礙指數(shù)(ODI)相關(guān)。LFA和LFT與ODI值顯著相關(guān)。LFA和LFT值越大，ODI值越高。DSA、SCA和SWD之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的線性關(guān)聯(lián)，表明在跛行發(fā)生之前，較大的DSA和SCA與較長的SWD相關(guān)。Oswestry功能障礙指數(shù)是一個(gè)評(píng)分為0～100的記錄量表。該量表包括了關(guān)于疼痛強(qiáng)度、行走能力、坐姿、性功能、站立、提升能力、照顧自己、社交生活、睡眠質(zhì)量和旅行能力等多個(gè)話題?；颊弑灰箨愂鲎罱咏麄儗?shí)際的癥狀，研究者根據(jù)患者的陳述以作指數(shù)記錄。指數(shù)記錄從0～100；0表示沒有殘疾，100表示最嚴(yán)重的殘疾。這些發(fā)現(xiàn)也暗示整個(gè)形態(tài)學(xué)參數(shù)比僅僅一些形態(tài)學(xué)參數(shù)更有用，治療醫(yī)師在診斷椎管狹窄時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查整個(gè)形態(tài)學(xué)參數(shù)，而不是只關(guān)注單一的形態(tài)學(xué)參數(shù)。

2 神經(jīng)根沉降征

Barz等[21]在2010年首次提出神經(jīng)根沉降征(nerve root sedimentation sign，NRS)可以作為一項(xiàng)新的影像學(xué)指標(biāo)來輔助診斷LSS。在腰椎MRI橫斷面T2WI上觀察L1～L5節(jié)段，通過腰椎兩側(cè)小關(guān)節(jié)頂點(diǎn)間作一水平直線，除本節(jié)段離開硬膜囊的神經(jīng)根外，還有其他神經(jīng)根位于連線的腹側(cè)，即為NRS陽性，在連線腹側(cè)，除離開硬膜囊的神經(jīng)根之外若無其他神經(jīng)根，則為陰性。在患者平臥位時(shí)，神經(jīng)根會(huì)因自身重力而沉降，但是當(dāng)狹窄節(jié)段硬膜囊內(nèi)壓力升高時(shí)，椎管內(nèi)神經(jīng)根被束縛，導(dǎo)致神經(jīng)根不能沉降到硬膜囊背側(cè)，而呈現(xiàn)NRS陽性。Barz等[22]的研究證實(shí)了在單純下腰痛的患者中，NRS陽性率幾乎為0，而通過癥狀和影像學(xué)明確診斷的中央型椎管狹窄的患者NRS陽性率為94%。此外，Zhang等[23]的研究表明NRS對(duì)診斷嚴(yán)重的形態(tài)性腰椎管狹窄具有較高的敏感性和特異性，不過它在診斷中度和輕度形態(tài)性椎管狹窄方面的表現(xiàn)仍需在設(shè)計(jì)合理的研究中得到進(jìn)一步的證實(shí)。這表明NRS可以作為診斷中央型椎管狹窄的一項(xiàng)相對(duì)可靠的指征。此外，一些研究發(fā)現(xiàn)NRS陽性患者經(jīng)過保守治療無法得到滿意療效，而最終需要進(jìn)行手術(shù)治療，相反，陰性者多為單純下腰痛，一般通過保守治療即可緩解癥狀[22，24]。因此，NRS又可以作為鑒別單純盤源性腰痛和腰椎管狹窄癥的特征性影像學(xué)方法。陳佳等[25]的研究也發(fā)現(xiàn)經(jīng)融合手術(shù)治療的腰椎管狹窄患者NRS陽性率幾乎為100%。Moses等[26]研究了具有典型臨床癥狀且NRS陽性，并接受手術(shù)治療的腰椎管狹窄癥患者，分別在手術(shù)前后對(duì)患者進(jìn)行Oswestry功能障礙指數(shù)評(píng)分，研究最終表明這些患者手術(shù)前后的Oswestry功能障礙指數(shù)評(píng)分存在明顯差異。以上研究說明NRS陽性可以作為腰椎管狹窄癥患者的一項(xiàng)手術(shù)指征。

3 馬尾神經(jīng)冗余

馬尾神經(jīng)冗余(redundant nerve roots，RNRs)是一種存在于腰椎蛛網(wǎng)膜下腔神經(jīng)根擴(kuò)張、彎曲、纏繞的現(xiàn)象。RNRs最早于1954年被Verbiest[27]描述，在此之前被認(rèn)為是一種罕見的先天性異常。目前該現(xiàn)象已經(jīng)可以通過脊髓造影或MRI檢測(cè)出。其發(fā)生機(jī)制為：當(dāng)椎管狹窄到一定嚴(yán)重程度，椎間盤髓核、肥厚的黃韌帶、椎體周圍增生的骨贅等壓迫馬尾神經(jīng)，屈曲位時(shí)馬尾神經(jīng)根受牽拉可能上移，但伸展位時(shí)靠其自身重力作用難以復(fù)位，因此神經(jīng)根在狹窄段上方迂曲、纏繞，同時(shí)馬尾神經(jīng)根上下移動(dòng)時(shí)，在狹窄段神經(jīng)根之間及神經(jīng)根與硬膜囊間相互磨擦，以至產(chǎn)生粘連，使神經(jīng)根更難以復(fù)位。由于在L2～4節(jié)段骨性椎管容積較小，神經(jīng)根數(shù)量相對(duì)較多，其通過狹窄處時(shí)更加容易發(fā)生壓迫，因此腰椎管最狹窄位置在L2～L4時(shí)，更容易發(fā)生冗余現(xiàn)象[28]。目前針對(duì)RNRs的臨床意義比較缺乏。為數(shù)不多的幾個(gè)可用的臨床研究表明，RNRs與高齡狀態(tài)和椎管狹窄相關(guān)癥狀持續(xù)時(shí)間較長有關(guān)，特別是神經(jīng)源性跛行[29]。Yokoyama等[30]于2014年報(bào)道了RNRs患者腰椎管狹窄減壓椎板切除術(shù)后改變的臨床意義。這是一項(xiàng)來自單個(gè)中心的回顧性研究，該研究中納入了33例患者，他們的磁共振均有RNRs表現(xiàn)，并且這33例患者都接受了減壓層析切除術(shù)。根據(jù)術(shù)后第7天的MRI表現(xiàn)，將患者分為兩組：RNRs得到解決的患者和RNRs仍存在的患者。這兩組之間的差異得到了嚴(yán)格的檢驗(yàn)。Yokoyama等[30]的研究結(jié)果表明，術(shù)后MRI上RNRs消失的患者比MRI上RNRs仍存在的患者表現(xiàn)出更大的功能恢復(fù)能力。盡管我們遇到RNRs的頻率很高，但對(duì)RNRs的了解相對(duì)較少，這項(xiàng)重要的工作為RNRs增加了寶貴的新見解。它方便了我們判斷什么樣的患者可以從減壓手術(shù)中獲益最多以及什么樣的患者癥狀仍然會(huì)存在。這些發(fā)現(xiàn)也有助于脊柱外科醫(yī)師在術(shù)前對(duì)病人病情的討論。后來Chen等[31]發(fā)現(xiàn)RNRs陰性患者術(shù)后癥狀改善較好，而陽性患者術(shù)后癥狀改善不如陰性患者好。但是也有少數(shù)的結(jié)論相反的報(bào)道，如Min等[32]發(fā)現(xiàn)術(shù)后療效RNRs陽性組較好，但無顯著性差異。

4 磁共振彌散張量成像

磁共振擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種功能性MRI技術(shù)。在均質(zhì)的水中，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是三維的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，在不同的方向上擴(kuò)散程度相同，稱為各向同性。在人體組織中，水分子在三維空間的擴(kuò)散受多種局部因素如細(xì)胞膜及大分子物質(zhì)的影響，尤其在有髓鞘的神經(jīng)纖維中，水分子沿軸突方向的彌散速度遠(yuǎn)大于垂直方向的彌散，這種有較強(qiáng)方向依賴性的擴(kuò)散，即擴(kuò)散的各向異性，各向異性的程度用量化指標(biāo)來測(cè)定，并用向量圖或彩色編碼來表示即為擴(kuò)散張量成像，生成得到FA圖能夠清晰地描述水分子擴(kuò)散方向的特征。研究發(fā)現(xiàn)DTI可清晰顯示腰椎神經(jīng)纖維束成像，觀察神經(jīng)纖維束異常，如中斷、狹窄和變細(xì)，并定量評(píng)估椎間孔狹窄患者的腰椎神經(jīng)受壓情況[33]。此外，Chen等[34]的研究表明，對(duì)于影像學(xué)和臨床癥狀不一致的患者，根據(jù)常規(guī)的磁共振成像和神經(jīng)源性檢查(NE)所確定的手術(shù)方法及手術(shù)節(jié)段可能會(huì)導(dǎo)致更廣泛的手術(shù)和重大并發(fā)癥。而通過使用MRI聯(lián)合DTI或腰椎間盤旁路造影(PM)技術(shù)可以防止常規(guī)MRI+NE假陽性的發(fā)生，準(zhǔn)確地判斷出腰椎管狹窄癥患者需要減壓手術(shù)治療的椎體節(jié)段，確?；蚋纳剖中g(shù)的結(jié)果，增加手術(shù)的安全性和益處。此外有研究表明，DTI還可以提供有價(jià)值的結(jié)構(gòu)信息，特別是對(duì)椎間孔狹窄的患者，DTI可能成為評(píng)估腰椎椎間孔神經(jīng)根纏繞的創(chuàng)新工具。Eguchi等[35]使用DTI圖像量化腰椎間孔神經(jīng)根的平均FA值，結(jié)果表明神經(jīng)根纏繞的FA值明顯低于正常的神經(jīng)根，證明了當(dāng)椎間孔狹窄時(shí)，DTI可以直觀定量地評(píng)估腰椎間孔神經(jīng)卡壓的程度。因此認(rèn)為DTI是診斷腰椎神經(jīng)卡壓的潛在工具。在目前的腰椎管狹窄癥的診斷中，脊柱外科醫(yī)師在臨床上時(shí)常會(huì)遇到癥狀與影像學(xué)檢查并不完全一致的情況，導(dǎo)致臨床與治療指南缺乏可靠的聯(lián)系；腰椎管狹窄癥仍然缺乏可以被廣泛接受的分級(jí)系統(tǒng)；當(dāng)前磁共振影像分析診斷椎管狹窄與非狹窄之間也缺乏一個(gè)明確的界限。種種情況包含了太多可能性，這些均需要不同領(lǐng)域的專家們共同努力來完善。希望總結(jié)的上述幾種MRI的特殊表現(xiàn)方法，可以推進(jìn)對(duì)腰椎管狹窄癥的診斷、治療及預(yù)后的研究進(jìn)程。

利益沖突：無。