腰椎間盤突出癥髓核摘除手術(shù)前后彌散張量成像參數(shù)變化的研究

崔婷婷，岳云龍，金延方，左利利，任 杰，李松柏

（1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院磁共振室，北京 100038；2.中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110001）

腰椎間盤突出壓迫神經(jīng)根多導(dǎo)致腰部及下肢的放射性疼痛，非手術(shù)保守治療多不能解決病因。經(jīng)皮椎間孔鏡髓核摘除術(shù) （Percutaneous transforaminal endoscopic discectomy，PTED）因較少的軟組織損傷及較低的圍手術(shù)期感染率成為目前臨床治療腰椎間盤突出癥的常見術(shù)式[1]。雖然常規(guī)MRI 可以顯示PTED 術(shù)后神經(jīng)根解壓情況，但神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)改變及周圍炎性反應(yīng)情況無法評估。腰骶部神經(jīng)根彌散張量成像（DTI）已被證實(shí)可用于評價(jià)受壓神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)變化情況，且可清晰顯示神經(jīng)纖維束走行[2-4]。本研究將探討腰椎間盤突出癥手術(shù)前后受壓神經(jīng)根DTI 相關(guān)參數(shù)的變化及其與病程的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

接受PTED 治療的25 例腰椎間盤突出癥患者納入本研究，患者年齡為20～60 歲，平均43 歲，男14 例，女11 例。病程（首次出現(xiàn)下肢神經(jīng)根性疼痛或麻木至進(jìn)行術(shù)前DTI 掃描的時(shí)間）為2～13 月，平均5 月。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單一節(jié)段髓核突出壓迫單側(cè)神經(jīng)根；②單側(cè)神經(jīng)根性癥狀（疼痛或麻木）；③患者均在疼痛可以接受范圍內(nèi)進(jìn)行MRI 檢查（部分疼痛嚴(yán)重者接受保守治療后檢查）；④由同一名醫(yī)師完成手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：多發(fā)神經(jīng)根性病變、腰部及下肢手術(shù)及外傷史、腰椎管狹窄。

1.2 檢查方法

術(shù)前及術(shù)后3 月均使用同一臺西門子3.0T MRI 掃描儀。常規(guī)MRI 掃描后行AXI T1-VIBE 解剖定位及AXI SE-EPI DTI 掃描。DTI 掃描參數(shù)：TR/TE 7 500/95 ms，層厚/間距3/0 mm，F(xiàn)OV 230×230 mm，MPG 20 個(gè)方向，b 值（0，800 s/mm2），掃描時(shí)間為8 min12 s。掃描范圍自T3椎體下緣至S1椎體。

1.3 數(shù)據(jù)分析

纖維示蹤、FA 和ADC 值定量測定采用西門子工作站Neuro 3D 軟件。術(shù)前及術(shù)后DTI 參數(shù)測定需結(jié)合AXI T1-VIBE 解剖定位圖像，以盡量保證前后兩次測量位置一致。感興趣區(qū)（ROIs）分別置于神經(jīng)根壓迫處至遠(yuǎn)側(cè)三個(gè)層面，連續(xù)測量三次取平均值。為避免部分容積效應(yīng)的影響，ROIs 面積控制在25～50 mm2。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件。術(shù)前及術(shù)后數(shù)據(jù)比較采用配對樣本t 檢驗(yàn)，雙側(cè)神經(jīng)根數(shù)據(jù)比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。Pearson 相關(guān)性分析檢驗(yàn)DTI 參數(shù)與病程的相關(guān)性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

術(shù)前患側(cè)與健側(cè)神經(jīng)根FA 值分別為0.261±0.050（0.182～0.339）、0.360±0.046（0.231～0.485），術(shù)后3 月分別為0.335±0.034 （0.262～0.412）、0.359±0.046（0.230～0.487）；術(shù)前患側(cè)與健側(cè)ADC 值分別為1.693±0.323（1.274～2.437）、1.559±0.214（1.202～1.900），術(shù)后分別為1.607±0.270 （1.204～2.290）、1.558±0.213（1.205～1.891）。術(shù)前患側(cè)神經(jīng)根FA 值較對側(cè)減低（P=0.000）；術(shù)后患側(cè)FA 值較術(shù)前升高（P=0.000）、較健側(cè)仍減低（P=0.038）。術(shù)后患側(cè)ADC值低于術(shù)前（P=0.019），術(shù)前及術(shù)后患側(cè)及健側(cè)神經(jīng)根均未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。手術(shù)前后患側(cè)神經(jīng)根FA 值的差值（△FA） 與病程呈顯著負(fù)相關(guān) （r=-0.751，P=0.000），見圖1。術(shù)前及術(shù)后神經(jīng)纖維束示蹤變化情況見圖2，3。

圖1 腰椎間盤突出癥手術(shù)前后患側(cè)神經(jīng)根FA 值的差值與病程呈顯著負(fù)相關(guān)（△FA 代表術(shù)后FA 值減去術(shù)前FA 值）。Figure 1.There was a strong negative correlation between the difference value of FA of the compressed nerve roots before and after surgery and the duration of symptoms(△FA represents the postoperative FA values minus the pre-operative FA values).

圖2 男，40 歲，L5/S1 椎間盤突出，病程為3 月。圖2a：纖維示蹤成像示右側(cè)S1 神經(jīng)根近端明顯纖細(xì)、遠(yuǎn)端增粗。圖2b：術(shù)后雙側(cè)神經(jīng)根走形及形態(tài)基本相近。PTED 術(shù)后3 月，受壓神經(jīng)根FA 值從0.157 升高到0.291，手術(shù)前后FA 值的差值為0.134。圖3 男，37 歲，L4/L5 椎間盤突出，病程為10.5 月。圖3a：纖維示蹤成像示右側(cè)L5 神經(jīng)根近端未見顯示、遠(yuǎn)端增粗。圖3b：術(shù)后右側(cè)神經(jīng)根走形自然，近端較對側(cè)仍顯纖細(xì)。PTED 術(shù)后3 月，受壓神經(jīng)根FA 值從0.240 升高到0.304，手術(shù)前后FA 值的差值為0.064。Figure 2.Male,40 years old,lumbar disc herniation between the L5 and S1 discs,the duration of symptoms were 3 months.Figure 2a:Tractography showed the proximal side of the right S1 nerve root was significantly thinner and the distal side was thicker.Figure 2b:After operation,the shapes and forms of the bilateral nerve root were similar.Three months after PTED,the FA value of compressed nerve root was increased from 0.157 to 0.291,and the difference of FA value was 0.134.Figure 3.Male,37 years old,lumbar disc herniation between the L4 and L5 discs,the duration of symptoms were 10.5 months.Figure 3a:Tractography showed the proximal side of the right L5 nerve root disappeared and the distal side was thicker.Figure 3b:After operation,the shape of the right nerve root was normal,and the proximal side was still thinner.Three months after PTED,the FA value of compressed nerve root was increased from 0.240 to 0.304,and the difference of FA value was 0.064.

3 討論

目前，傳統(tǒng)開窗髓核摘除術(shù)和微創(chuàng)髓核摘除術(shù)是臨床治療腰椎間盤突出癥的主要手術(shù)方法。多數(shù)病例對照證實(shí)兩種術(shù)式的遠(yuǎn)期手術(shù)效果相當(dāng)[5-7]。微創(chuàng)髓核摘除術(shù)尤其PTED 因可減少軟組織損傷、降低術(shù)后并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)，而得到臨床廣泛推廣。當(dāng)前，臨床多通過腰椎間盤突出癥患者術(shù)后臨床癥狀的緩解情況以及常規(guī)MRI 檢查等指標(biāo)來評價(jià)術(shù)后療效，部分患者雖然常規(guī)MRI 檢查顯示受壓神經(jīng)根解壓充分，卻仍存在下肢疼痛及麻木等臨床癥狀，這給臨床評估療效及進(jìn)一步診治帶來困難。研究認(rèn)為受壓神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)的改善及周圍炎性反應(yīng)的緩解才是治療成功的關(guān)鍵。因此評價(jià)受壓神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)改善情況可能對臨床具有重要指導(dǎo)價(jià)值。

DTI 是無創(chuàng)追蹤神經(jīng)纖維束的有效方法，且可定量評估神經(jīng)損傷情況[8]。多數(shù)文獻(xiàn)證實(shí)DTI 的FA值和ADC 值可以量化腰椎間盤突出癥受壓神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)改變[9-10]，F(xiàn)A 值減低反映受壓神經(jīng)根組織損傷、脫髓鞘變及軸索缺損，而ADC 值升高與炎性反應(yīng)及組織水腫有關(guān)。Eguchi 等[9]對13 例平均病程38天的腰椎間盤突出癥患者進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后6 月受壓神經(jīng)根FA 值較術(shù)前明顯升高，但未提及術(shù)后患側(cè)與健側(cè)神經(jīng)根FA 值是否存在差異；WU 等[10]發(fā)現(xiàn)術(shù)后1 月受壓神經(jīng)根FA 值高于術(shù)前，術(shù)后雙側(cè)神經(jīng)根FA 值未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但并未提供患者術(shù)前發(fā)病持續(xù)時(shí)間。本研究結(jié)果示術(shù)后患側(cè)神經(jīng)根FA 值較術(shù)前升高，這與前述作者研究結(jié)果一致。但本研究術(shù)后患側(cè)神經(jīng)根FA 值仍低于健側(cè)，且手術(shù)前后受壓神經(jīng)根FA 值的差值與病程呈顯著負(fù)相關(guān)，因此考慮病程長短可能會影響術(shù)后受壓側(cè)神經(jīng)根結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。

Xue 等[11]建立腰椎間盤突出慢性神經(jīng)根受壓動(dòng)物模型，研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根受壓后第3 天開始脫髓鞘，第8 天脫髓鞘加重，髓鞘修復(fù)開始于第45 天，5 月時(shí)完成修復(fù)；膠質(zhì)細(xì)胞在前5 月增殖以暫時(shí)維持軸索的完整性，長期受壓迫則軸索的完整性難以維持。本研究患者下肢疼痛或麻木持續(xù)時(shí)間約2～13 月，部分患者神經(jīng)根長時(shí)間受壓迫導(dǎo)致動(dòng)脈血流緩慢或終止，而神經(jīng)根比周圍神經(jīng)對壓迫更敏感，神經(jīng)根長時(shí)間缺血，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)與功能損害。神經(jīng)根受壓迫后除缺血性損害外，靜脈回流受阻還可導(dǎo)致毛細(xì)血管通透性改變，從而引起神經(jīng)根水腫，持續(xù)的神經(jīng)根水腫又可繼發(fā)神經(jīng)內(nèi)纖維化。受壓神經(jīng)根壓迫解除，其結(jié)構(gòu)及功能恢復(fù)亦受壓迫時(shí)間影響[12]。因此FA 值評價(jià)術(shù)后神經(jīng)根結(jié)構(gòu)恢復(fù)可能會對臨床有一定指導(dǎo)價(jià)值。多數(shù)研究表明受壓神經(jīng)根ADC 值升高可能與神經(jīng)根水腫及纖維環(huán)破損引起的化學(xué)炎性反應(yīng)有關(guān)[9，13]。部分文獻(xiàn)[14-15]表明神經(jīng)根受壓后的內(nèi)部變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，不同病理時(shí)期受壓神經(jīng)根ADC 值可能會不同。本研究受壓神經(jīng)根ADC 值未見特異性，這可能與纖維環(huán)破損程度及受壓神經(jīng)根處于不同病理時(shí)期有關(guān)。

本研究顯示伴隨腰椎間盤突出癥患者臨床癥狀持續(xù)時(shí)間的延長，受壓神經(jīng)根手術(shù)前后的FA 值變化越小，這可能提示腰椎間盤突出癥患者越早接受解壓治療，神經(jīng)根內(nèi)部結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常的可能性越大。因此DTI 可能是評價(jià)腰椎間盤突出癥患者神經(jīng)根微觀結(jié)構(gòu)改變的重要工具，對臨床可能會具有指導(dǎo)意義。

本研究尚存在許多局限性：①樣本量較??；②需對不同病程腰椎間盤突出癥患者進(jìn)行分層研究，明確各組受壓時(shí)間不同的神經(jīng)根其術(shù)后DTI 參數(shù)變化是否存在差異，有助于臨床評估受損神經(jīng)根恢復(fù)情況；③隨訪時(shí)間3 月較短，加長隨訪時(shí)間受壓神經(jīng)根DTI 參數(shù)是否會完全恢復(fù)需要進(jìn)一步探討；④手術(shù)前后感興趣區(qū)位置變化會降低參數(shù)測定的可重復(fù)性。