發(fā)育性頸椎管狹窄影像學評估的研究現(xiàn)狀

來佳輝，李宗陽，簡磊，張新勝，楊彬，羅建平

(河南大學人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 脊柱脊髓外科，河南 鄭州 450003)

發(fā)育性頸椎管狹窄(developmental cervical spinal stenosis，DCS)的概念是Hinck等[1]于1964年首先提出的，以區(qū)別于退變性頸椎管狹窄。DCS是指在頸椎的發(fā)育過程中，因某些因素導致椎弓發(fā)育過短，椎管矢狀徑較正常狹窄，使脊髓及脊神經(jīng)根受到刺激或壓迫[2]，從而導致相應臨床癥狀的發(fā)生?，F(xiàn)代醫(yī)學認為DCS是頸椎病發(fā)病的重要基礎因素，椎管狹窄可能會壓迫脊髓，導致頸椎病的發(fā)生[3-4]。Higo[5]的研究表明，脊髓型頸椎病中DCS占82%。Zhang等[6]隨訪了122例頸椎病患者，其中41.0%的患者存在DCS。

目前，DCS在影像學上可以從X線、CT、MRI等方面進行診斷，但在某些情況下，臨床診斷過程仍有困難。本文通過檢索文獻，對DCS的影像學診斷進行綜述。

1 X線

1.1 Murone法Boijsen[7]、Yamahata等[8]認為頸椎管矢狀徑在判斷DCS上有重要意義。在頸椎標準側(cè)位X線片上，測量椎體后緣中點與椎板、棘突結(jié)合部之間的最小距離[9]。頸椎椎管矢狀徑正常在14 mm左右，絕對值為10～12 mm，屬于相對狹窄，絕對值<10 mm屬于絕對狹窄。頸椎X線側(cè)位片上的椎管矢狀徑是反映頸椎管大小的最有價值的指標。劉世杰等[10]測量400例側(cè)位片，發(fā)現(xiàn)當C3～C7椎管矢狀徑<12 mm時，即可確定為椎管狹窄。這種方法較為簡便，需要輔助工具較少，適用于各級醫(yī)院。但由于放大率的變化以及目標距離、物片距離的不同，導致取得的正常值各有差異，在實際應用過程中應考慮到誤差的問題。

1.2 稱重法為了消除投照等諸多因素的影響，Chrispin等[11]于1963年提出用“稱重法”估計椎管的大小。他們將頸椎X線側(cè)位片上椎管投影區(qū)和椎體投影區(qū)分別剪下，然后將二者稱重，發(fā)現(xiàn)在正常人之中二者的重量相等，而在椎管狹窄患者中前者與后者的重量之比<85%。稱重法開創(chuàng)了“比值法”的先河，計算投影面積比的方法可以消除X線投影放大率的影響，在消除測量誤差方面有較好的效果。但在實際生活中，這種測量方法對影片產(chǎn)生了破壞，可重復性較低，應用價值不高。

1.3 比值法1987年，Pavlov等[12]提出測量頸椎椎管矢狀徑及其相應椎體的中矢徑比率的方法，即頸椎管率，又稱Torg比率或Pavlov比率，該比率正常時為1∶1，當Torg比率≤0.82即可確診為DCS。具體方法：在頸椎側(cè)位X線片上測量椎管矢狀徑和椎體矢狀徑，然后用椎管矢狀徑比椎體矢狀徑得出結(jié)果。椎管矢狀徑是從椎體后緣的中點到棘突基底線的最短直線；椎體矢狀徑是由椎體前緣中點至后緣中點的連線。黨耕町等[13]通過大量病例抽樣調(diào)查，得出頸椎管狹窄的診斷標準為Torg比率<0.75。當連續(xù)三節(jié)椎管矢狀徑/椎體矢狀徑的比值<0.75，即可診斷為DCS(適用于C3～C7)。該方法避免了X線照片中常見的不同目標距離、物片距離和放大誤差引起的測量差異。Song等[14]認為Torg比率可能是診斷DCS和預測DCS預后的有效指標。Torg比率對診斷DCS具有很高的敏感性，但特異性較低[15]。且其存在個體差異性，由于男性的椎體矢狀徑通常較大，導致比值較小。此外，種族[16]、年齡[17]都會影響Torg比率的客觀性。Torg比率未考慮不同患者的脊髓大小不同，占據(jù)椎管內(nèi)空間的后縱韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)[18]。Blackley等[19]認為椎管與椎體的比值在評估椎管真實直徑方面的價值有限。Yu等[20]應用MRI計算Torg比率來反映椎體與硬膜囊及其周圍軟組織之間關(guān)系的參數(shù)，以評估椎管內(nèi)的確切結(jié)構(gòu)，防止盡管椎管相對狹窄，但硬膜囊周圍仍有足夠空間的現(xiàn)象。但MRI對骨性結(jié)構(gòu)顯示不夠敏感，層厚大，測得結(jié)果往往不能反映實際情況。與以前的方法相比，Torg比率是診斷DCS的更準確的指標，應用較為簡便，且適用范圍廣[21]，避免了影像資料不全而導致無法測量的情況，提高了精確度和臨床實用價值，具有較強的實用性。但它的低特異性和個體異質(zhì)性在臨床應用中也不可忽視。

1.4 C5的LM/CD比值鑒于Torg比率對診斷DCS的特異性較低，Horne等[15]于2016年提供了一個更加客觀、敏感和特異的放射學指標來評估DCS，通過分析150例成人頸椎側(cè)位片上的C3～C6節(jié)段，測定了側(cè)塊-椎體后緣的垂直距離(lateral mass-to-posterior vertebral body distance，LM)、椎管直徑(vertebral canal diameter，CD)。Horne計算了這些測量的比率以消除放大效應。受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析用于確定具有最佳靈敏度和特異度的放射學測量比率，使用真實管徑<12 mm來確定DCS。當C5的LM/CD比值≥0.735時，顯示椎管直徑<12 mm，此時也表明從C3～C6的任何頸椎水平都有DCS。這種方法為診斷DCS提供了一個新的指標，是篩查成年人DCS的最佳放射學測量方法，它為醫(yī)生提供了客觀的放射線檢查工具，以檢測DCS，并決定是否需要額外的影像學檢查或手術(shù)治療。同時，此法可以消除放大比率的影響，不受年齡、性別、種族差異等因素的影響，較Torg比率有了很大的改善。它在預測小于45歲患者患有DCS方面特別有效。但是這種評估方法依賴于使用二次成像模式的正式計算和測量。

1.5 目測椎管小關(guān)節(jié)重疊率Iclal等[22]認為Torg比率和C5的LM/CD比值還需要進行數(shù)值計算，有一定的局限性，不利于篩查。因此，Iclal提出了一種適用于所有患者群體的廉價、快速應用的篩查方法，即目測椎管小關(guān)節(jié)重疊率。通過對96例患者的回顧性分析，在頸椎X線的正側(cè)位片上，目測估計椎管小關(guān)節(jié)重疊的視覺百分比，當椎管小關(guān)節(jié)重疊≥80%可以判斷為DCS。目測椎管小關(guān)節(jié)重疊率對判斷DCS有很高的特異性，范圍為91%～93%[22]，可以確定潛在的DCS，從而確定高危人群。但是其未評估個人的椎體大小對結(jié)果的影響，每位臨床醫(yī)生可能因為臨床經(jīng)驗的不同而判斷不一。

1.6 椎板矢狀徑測量孫鑫等[23]發(fā)現(xiàn)DCS的患者多存在椎板發(fā)育異常，表現(xiàn)為椎板內(nèi)聚或增厚，在X線側(cè)位片上常表現(xiàn)為椎板矢狀徑較正常人縮短。將椎管矢狀徑以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)后緣為界，分為前后兩部分，后半部分即椎板矢狀徑(即關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)后緣至棘突椎板線的距離)。Jenkins等[24]同樣發(fā)現(xiàn)在DCS患者中，C3～C6節(jié)段椎板矢狀徑較正常人群縮短。椎板矢狀徑測量未定義DCS患者的椎板矢狀徑具體數(shù)值，為實現(xiàn)其在臨床上的應用，仍需進行更大規(guī)模的人群統(tǒng)計學分析，多中心調(diào)查，并進行試驗分析。

2 CT

2.1 椎管及脊髓矢狀徑DCS患者椎管各徑線均小于正常人，椎管呈扁三角形，硬膜囊及頸脊髓呈新月形，頸脊髓矢狀徑<4 mm(正常人為6～8 mm)，蛛網(wǎng)膜下腔細窄，椎管正中矢狀徑<10 mm[27]，此法為CT版本的“Murone法”。測量椎管正中矢狀徑在臨床中應用簡單，不需要進行計算，較為省時，但使用中要注意避免測量的誤差。

2.2 寰椎正中矢狀內(nèi)徑由于大部分測量方法僅適用于下頸椎(C3～C7)，上頸椎這種特殊的解剖結(jié)構(gòu)一直沒有合適的診斷方法。安巖等[28]通過對958例資料進行回顧性分析，測得我國成人正常寰椎正中矢狀內(nèi)徑(寰椎正中矢狀內(nèi)徑為CT的橫斷位和矢狀位上測量從寰椎前弓齒突凹最后方至后弓腹側(cè)的最短距離[2])平均為(29.05±1.60)mm，并利用參考區(qū)間法定義內(nèi)徑值≤25.91 mm作為寰椎DCS的診斷標準。目前，有關(guān)寰椎DCS的診斷標準的文章有限，此法有利于臨床醫(yī)生對寰椎DCS患者的診斷。但是此研究為單中心回顧性研究，納入樣本量少且局限，在實際中應綜合考慮其他方面的因素再加以運用。

2.3 平均骨性椎管面積(osseous spinal canal area，OSCA)與硬腦膜囊面積(dural sac area，DSA)雖然臨床出現(xiàn)了多種測量方法，但還沒有專門針對DCS形態(tài)學的研究。為了闡明DCS與頸椎形態(tài)特征之間的關(guān)系，Miyazaki等[29]把患者分為DCS組和NDCS組，通過脊髓造影后CT掃描，收集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得出DCS組C3～C7的OSCA和DSA小于NDCS組，其中C3～C5差距較明顯。此法的缺點在于未定義DCS患者OSCA和DSA面積的具體標準，不同人種、不同性別的患者OSCA和DSA的面積會有所不同，且其測量較為復雜，檢測成本較高，臨床應用受到一定的限制。

3 MRI

3.1 脊髓緩沖空間(space available for the spinal cord，SAC)Tierney等[30]應用MRI，報告平均椎管矢狀徑為(13.28±1.47)mm，平均椎體矢狀徑為(17.7±2.18)mm，根據(jù)頸椎節(jié)段報告的SAC值(2.5～10.4 mm)，在C3和C5處SAC的平均值最小，約為5.3 mm。種族、性別和某些軟組織結(jié)構(gòu)均會導致椎管矢狀徑的結(jié)果不同。Matveeva等[31]認為用脊髓緩沖空間來判定有無DCS比較合適。SAC為椎管的矢狀徑減去脊髓的矢狀徑。通過分析數(shù)據(jù)，當SAC的值小于5 mm時，可以判定為DCS。由于椎管內(nèi)后縱韌帶和黃韌帶并未構(gòu)成脊髓緩沖空間，Nell等[32]認為利用硬脊膜囊矢狀徑減去脊髓矢狀徑所得數(shù)值更加接近真實的脊髓緩沖空間，更具有臨床意義。脊髓緩沖空間可比較客觀地反映椎管的大小，DCS脊髓緩沖空間的減小主要是由于硬脊膜囊正中矢狀徑減小所致。SAC的測量比Torg比率更依賴于椎管，因此可能是更有效的椎管狹窄指標。且患者的SAC值在臨界值附近可能預示著嚴重狹窄的發(fā)生或可能表明神經(jīng)系統(tǒng)損傷的風險增加。此法對于預防職業(yè)運動員或從事面臨更大的頸椎創(chuàng)傷性損傷風險的職業(yè)可能存在的風險尤其重要。頸椎椎管的大小及其可供脊髓使用的空間對于決定頸椎創(chuàng)傷、退變和炎癥的治療方案具有重要的臨床意義。脊髓緩沖空間可比較客觀地反映椎管的大小，可以作為DCS好發(fā)人群可靠的輔助診斷指標。但是SAC值同樣也存在明顯的個體差異。

3.2 脊髓占位率(spinal cord occupation ratio，SCOR)研究認為測量椎管矢狀徑和Torg比率這兩種方法未考慮個體發(fā)育差異，也未考慮占據(jù)椎管內(nèi)空間的后縱韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)[18,33]。此外，椎管直徑和脊髓大小隨著年齡的變化而變化，表明單獨測量椎管不是診斷DCS的最佳方法。Nouri等[33]通過測量分析數(shù)據(jù)，得出SCOR≥70%是診斷DCS的有效指標的結(jié)論。SCOR的測量在最上面的參考位點限于C2的下三分之一部分，最下面的參考位點在C7～T1交界處獲得，最常在C3和C7測量。SCOR使用以下公式計算：SCOR=(Cord Above +Cord Below)/(Canal Above +Canal Below)×100%。通過分析Rüegg等[34]的研究結(jié)果，認為SCOR測量代表了一種更有用的方法來評估脊髓損傷的風險。SCOR的優(yōu)點在于它包含了椎管和脊髓的大小，方法足夠簡單，易于應用。但由于Nouri等[33]測量X線片和MRI的DCS的患者數(shù)量較少，因此未進行有效的敏感性分析。如果患者在C2和C7區(qū)域之間沒有非受壓部位，則無法測量SCOR。

3.3 DCS的三角模型Jenkins等[24]通過測量，在DCS患者中的C3～C7水平上發(fā)現(xiàn)了較小LM、LL、LPA和較大的LDA。這些解剖成分形成一個直角三角形。SCD代表PCD加上LM，三角形的斜邊用LL來替代。利用標準的幾何原理，得到公式：Sine(LPA°)=(PCD+LM)/LL。通過分析數(shù)據(jù)，得出DCS患者的LPA、LL、LM和正常人相比較小，LDA角度大于正常人。而椎管矢狀徑和LPA的角度密切相關(guān)，即使LPA角度的微小變化也會導致椎管矢狀徑較大的變化。LPA角越小(越尖銳)，LL越短，SCD就會減少，導致脊髓橫截面積的總體減少。此方法十分新穎，可以較好地評估患者的病情。但可能需要計算的數(shù)據(jù)較多，較復雜，測量較為不便，在臨床工作中應用的價值不太高。

4 其他方法

早期Raghavendr等[35]、Cramer等[36]嘗試用B超測定新生兒、嬰兒椎管，因為其椎體、椎弓骨化不完全，超聲檢查可獲得完整、清晰的椎管、脊髓二維圖像。但成人椎體、椎弓骨化，加之前側(cè)有較多含氣管道，后側(cè)棘突間呈“疊瓦狀”，且相鄰椎體間側(cè)面后2/3有鉤椎關(guān)節(jié)，因而缺少“透聲窗”，故測量誤差大[37]。使用phase-contrast MRI(PC-MRI)評估脊髓運動對診斷DCS有幫助[38]。這些方法的效果、實用性等方面有待商榷。此外，Maier等[39]嘗試應用快速高分辨率T1標測法診斷頸椎管狹窄患者，此法具有時效性和準確性，還能顯示出有無脊髓壓迫，它可能會極大地豐富臨床診斷的方式，但還需要更大規(guī)模的研究。

5 總結(jié)與展望

X線、CT、MRI在診斷DCS的患者中各有利弊，X線是最常用的影像學檢查，通過頸椎正側(cè)位片，可發(fā)現(xiàn)頸椎椎弓根短小，椎弓夾角小，棘突基底連線與關(guān)節(jié)突間連線距離，頸椎生理彎曲縮小或者消失，病變節(jié)段相鄰椎體后緣增生及骨贅形成，椎間隙變窄。其優(yōu)點是耗時短、費用低。然而，X線僅能評估骨性結(jié)構(gòu)，不能觀察軟組織結(jié)構(gòu)有無異常。DCS的CT表現(xiàn)為椎弓發(fā)育性短小，骨性椎管正常三角形消失，椎管矢狀徑變小，硬膜外脂肪消失，硬膜囊變形，脊髓變扁。CT與X線片相比具有優(yōu)勢，因為它可以直接測量尺寸[25]，在檢查時間上較MRI短，費用在X線和MRI之間。CT對鈣化及椎體骨質(zhì)增生硬化顯示優(yōu)于MRI，故CT掃描?？晒烙嬵i椎管狹窄的原因，可直接顯示椎管的形態(tài)、狹窄程度和狹窄范圍，對手術(shù)方式的規(guī)劃也有一定的指導意義。近年來，CT三維重建技術(shù)在醫(yī)療中的應用越來越普遍[26]，CT三維重建技術(shù)能全面地顯示頸椎復雜的骨結(jié)構(gòu)及其與脊髓、血管、神經(jīng)的關(guān)系，全方位顯示頸椎骨質(zhì)增生、椎間孔狹窄，顯示椎動脈和頸椎骨質(zhì)增生的關(guān)系，顯示骨性椎管的改變。但CT僅顯示橫斷面顯像，缺乏整體觀，在軟組織等方面的成像不如MRI清晰，且對患者輻射較大。MRI被認為是最好的成像方法，因為它能表現(xiàn)出脊髓受壓的程度，且軟組織分辨率高，消除了輻射風險，并提供了更好的視覺效果。MRI圖像提供了可能導致脊髓壓迫的椎間盤、椎體骨贅和韌帶結(jié)構(gòu)的詳細視圖，以及椎管的寬度和長度，這些都是頸椎管狹窄的潛在原因。

DCS最精確的診斷方法是進行椎管容積的測量，如尸體標本石蠟灌注法[40]和樹脂灌注法[41]，但尚無法用于臨床診斷。目前各種測量方法各有優(yōu)點與不足，需要臨床醫(yī)生根據(jù)患者的病情、臨床表現(xiàn)、癥狀、體征和家庭條件等各方面綜合評估，選擇最適合患者的診斷方法。僅X線可行的條件下，推薦使用Horne的“LM/CD”法；僅CT可行的條件下，推薦使用“測量椎管及脊髓矢狀徑”法；僅MRI可行的條件下，推薦使用測量“SAC的值”進行診斷。近年來隨著科技的發(fā)展和對DCS認識的不斷加深，影像掃描技術(shù)、計算機成像技術(shù)的不斷成熟，目前對頸椎椎管的測量已不僅僅局限于椎管徑線、徑線比或椎管橫截面積。相信在不久的將來，可以通過3D手段直接測量脊髓或椎管的容積，甚至可以使用3D-VR技術(shù)，這對從立體上理解和分析頸椎管狹窄對頸脊髓的影響，判斷頸脊髓的受壓程度，制定個體化的手術(shù)方案，提高預后均具有重要意義。