3.0T磁共振彌散張量成像結(jié)合T2WI序列應(yīng)用于多節(jié)段脊髓型頸椎病手術(shù)節(jié)段選擇及療效評估*

黎建文, 黎松波△, 劉先銀, 鄧?yán)? 陳妙玲, 方冠軍, 陳耀鑫

東莞市人民醫(yī)院 1脊柱外科, 2放射科(廣東東莞 523069)

多節(jié)段脊髓型頸椎病(multilevel cervical spondylotic myelopathy，mCSM)目前在臨床上越來越常見，鑒于其影像學(xué)上多節(jié)段脊髓壓迫以及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀表現(xiàn)復(fù)雜多樣，對這類患者病變責(zé)任節(jié)段的定位較為困難，影響脊柱外科醫(yī)生制定手術(shù)方案。目前，臨床上主要是根據(jù)磁共振T2加權(quán)成像(T2 weighted imaging，T2WI)脊髓高信號來判斷脊髓受損，但其敏感性相對較低，早期脊髓型頸椎病患者T2WI脊髓信號并不增高，對于一些存在明顯椎管狹窄和脊髓壓迫但并未出現(xiàn)脊髓高信號變化的節(jié)段，目前是否選擇手術(shù)仍存在爭議[1]。近來研究表明[2-3]彌散張量成像 (diffusion tensor imaging，DTI)能早期顯示壓迫引起的脊髓白質(zhì)顯微結(jié)構(gòu)的變化，與常規(guī)MRI不同，DTI可通過檢測軸突內(nèi)水分子的擴散來評估神經(jīng)纖維束的完整性并評估脊髓的功能狀態(tài)，能更準(zhǔn)確地診斷脊髓型頸椎病患者的頸髓損傷，而且可以進行一些定量的評估，既往研究關(guān)于應(yīng)用DTI結(jié)果指導(dǎo)脊髓型頸椎多節(jié)段選擇方便報道仍較少。本研究擬通過功能性磁共振DTI檢查的成像及定量指標(biāo)為參考，結(jié)合磁共振T2WI圖像的脊髓信號改變情況，指導(dǎo)臨床上多節(jié)段脊髓型頸椎病患者手術(shù)節(jié)段選擇，并分析其影像學(xué)指標(biāo)與臨床神經(jīng)功能指標(biāo)之間的相互關(guān)系，具體報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2016年3月至2019年3月我院共收治23例多節(jié)段脊髓型頸椎病患者，其中男13例，女10例，年齡51～73歲，平均 (62.1±11.3)歲；術(shù)前常規(guī)行頸椎X線片、CT和MRI平掃明確診斷，存在不同程度椎管狹窄節(jié)段情況：C3～612例，C4～79例，C3～72例，術(shù)前JOA評分為(12.06±2.41)，術(shù)后隨訪時間13～31個月，平均(17.54±8.87)個月。

入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨床癥狀、體征與影像學(xué)資料相符并確診為脊髓型頸椎病；(2)有手術(shù)指征并能耐受手術(shù)者；(3)MRI檢查提示頸髓壓迫來自于腹側(cè)，存在3個或3個以上椎間盤突出或椎體后緣骨贅形成；(4)無合并明顯發(fā)育性椎管狹窄或連續(xù)型后縱韌帶骨化；(5)無合并節(jié)段性失穩(wěn)或嚴(yán)重后凸畸形者。

排除標(biāo)準(zhǔn)：有嚴(yán)重器官功能衰竭不能耐受手術(shù)者；其他神經(jīng)內(nèi)科疾病或周圍神經(jīng)疾病引起的四肢麻木乏力者。

1.2 影像資料分析 采用德國Siemens Magnetom Verio 3.0T核磁共振成像儀，掃描范圍為顱底至第一胸椎，進行自旋回波序列和快速回波序列獲得矢狀位T1加權(quán)像(T1WI)、T2加權(quán)像(T2WI)及軸位T2WI，掃描參數(shù)為:矢狀位T1WI(TR/TE=500/11 ms、T2WI(TR/TE=3 800/89 ms),軸位T2WI(TR/TE=592/17)，層厚3 mm，間距1.0 mm。頸椎DTI成像掃描采用2次激發(fā)平面回波序列，并行采集技術(shù)，GRAPPA模式，并行因子為3(Accel factor)。根據(jù)Kang等[4]的報道的方法，將頸椎MRI平掃的T2WI序列的圖像進行頸椎管狹窄程度分級：0級，正常；1級，蛛網(wǎng)膜下腔壓迫>50%，無合并脊髓變形；2級，中央型椎管狹窄合并脊髓變形，但還沒出現(xiàn)信號改變；3級，T2WI圖像見受壓節(jié)段脊髓信號增高。利用西門子Sygno工作站以及NEURO3D軟件，在矢狀位DTI圖像分別選擇C3～7椎間盤水平的頸髓作為感興趣區(qū)(region of interest, ROI)，自動計算得出表觀彌散系數(shù)(ADC)值、各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值，根據(jù)既往文獻報道的方法[5]，以頸2/3節(jié)段的數(shù)據(jù)作為正常參考值，判斷其余節(jié)段的脊髓損傷情況。MRI的T2WI和DTI圖像數(shù)據(jù)分析由2名10年以上工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)生分別獨立完成，實驗人員對實驗的分組及臨床數(shù)據(jù)不知情，最終DTI參數(shù)值取兩者平均值，T2WI圖像分級如出現(xiàn)不一致，最終通過討論得出一致結(jié)論。

1.3 手術(shù)節(jié)段選擇 根據(jù)患者的臨床癥狀和MRI的結(jié)果進行綜合判斷,對于狹窄程度為3級T2WI可見明顯信號強度增高(increased signal intensity,ISI)或者明顯脊髓壓迫變形的節(jié)段是有絕對減壓指征的，但對于狹窄程度為2級的患者，我們則結(jié)合DTI檢查的FA值和ADC值的情況，若兩者數(shù)值均明顯超過頸2/3節(jié)段的數(shù)值，考慮提示明顯脊髓功能受損，建議對該節(jié)段進行手術(shù)治療。

所有患者均實施頸椎前路椎間盤切除減壓椎間融合內(nèi)固定術(shù)，固定方式：前路鋼板+椎間融合器3例，零切跡椎間融合器20例，手術(shù)由同一脊柱外科團隊完成。

1.4 術(shù)后評價方法 術(shù)前和術(shù)后末次隨訪對患者進行詳細(xì)的神經(jīng)系統(tǒng)檢查和問卷調(diào)查，記錄JOA和NDI評分，JOA改良率(%)=[(治療后評分-治療前評分)/(17-治療前評分)]×100%，>75%為優(yōu)，50%～74%為良，25%～49%為中，<25%為差。按術(shù)后臨床療效分為兩組，A組JOA改良率≥50%，B組JOA改良率<50%，術(shù)后12個月后隨訪復(fù)查MRI和DTI并收集相關(guān)圖像數(shù)據(jù)，統(tǒng)計學(xué)分析比較兩組手術(shù)前后手術(shù)節(jié)段脊髓的ADC值和FA值變化，以及分析ADC值、FA值與JOA評分之間的相關(guān)性。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 25.0統(tǒng)計軟件，所有計量數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表達，首先檢驗各變量是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布的術(shù)前、術(shù)后FA值和ADC值作兩樣本配對t檢驗；不符合正態(tài)分布的術(shù)前、術(shù)后JOA評分值用Wilcoxon秩和檢驗比較；采用Spearman相關(guān)性分析ADC值、FA值與JOA評分之間的相關(guān)性，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)后一般情況 本研究共23例多節(jié)段脊髓型頸椎病患者均順利接受手術(shù)并獲得隨訪，根據(jù)MRI頸椎管狹窄程度分級和DTI檢查FA和ADC值情況相結(jié)合的方法，結(jié)果顯示3級即有明顯脊髓高信號共38個節(jié)段，均明確需要手術(shù)；另外2級共22個節(jié)段，其中13個節(jié)段FA值和ADC值均明顯超過C2～3節(jié)段的數(shù)值，選擇手術(shù)治療，另外9個節(jié)段則選擇保守治療。最終確定手術(shù)節(jié)段C3～53例，C4～610例，C5～75例，C3～62例，C4～73例，共51個節(jié)段。

2.2 手術(shù)前后JOA評分和DTI結(jié)果情況 患者術(shù)后末次隨訪JOA評分(15.31±2.73)，較術(shù)前明顯改善(P<0.05)；患者手術(shù)節(jié)段術(shù)后DTI檢查FA值和ADC值與術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 患者手術(shù)前后JOA評分和手術(shù)節(jié)段FA、ADC值比較

圖1為1例71歲男性患者手術(shù)前后MRI T2WI和DTI圖像，圖1-A為術(shù)前磁共振T2WI像，可見C3～4、C4～5、C5～6三個節(jié)段椎管狹窄伴脊髓壓迫，圖1-B、C為術(shù)前DTI檢查結(jié)果，F(xiàn)A值和ADC值分別為0.54、0.44、0.73和1.43、1.76、1.08，頸2/3節(jié)段FA值和ADC值為0.77和1.11；圖1-D術(shù)后T2WI像可見脊髓受壓明顯改善，高信號較前改善，圖1-E、F術(shù)后隨訪復(fù)查DTI顯示FA值和ADC值分別為0.75、0.59、0.71和1.13、1.33、1.15。

注：A、D：MRIT2WI序列圖像；B、E： DTI掃描FA圖像；C、F： ADC圖像

2.3 JOA評分與DTI結(jié)果相關(guān)性分析 手術(shù)節(jié)段的術(shù)前、術(shù)后FA值與相應(yīng)的JOA評分呈正相關(guān)(P<0.05)；術(shù)前ADC值與相應(yīng)JOA評分呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，但術(shù)后兩者無相關(guān)性(P>0.05)。見表2。術(shù)后A組JOA改良率≥50%患者17例，B組患者JOA改良率<50%患者6例，A組術(shù)后FA值顯著高于B組，A組術(shù)后ADC值顯著低于B組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表2 手術(shù)節(jié)段術(shù)前、術(shù)后FA值、ADC值與JOA評分之間的相關(guān)性分析

表3 不同JOA改良率的兩組患者術(shù)后FA、ADC值比較

3 討論

DTI是一項對水分子彌散敏感的磁共振成像技術(shù)，通過利用擴散敏感梯度從多個方向?qū)λ肿拥臄U散各向異性進行量化，可以實現(xiàn)無創(chuàng)、直接地在活體顯示脊髓的微觀功能及其變化情況。DTI的兩個主要參數(shù)包括FA和ADC，既往研究表明[6]T2WI高信號的脊髓平均ADC值較正常組平均ADC值明顯升高，相應(yīng)節(jié)段平均FA值較正常平均FA值明顯下降。MRIT2WI序列目前是指導(dǎo)多節(jié)段脊髓型頸椎病手術(shù)節(jié)段選擇的主要依據(jù)，主要根據(jù)是否出現(xiàn)脊髓高信號帶作為判斷指標(biāo)，但缺乏定量數(shù)據(jù)，DTI檢查則可根據(jù)FA值和ADC值進行定量分析，可作為重要的輔助指標(biāo)。

目前國內(nèi)外有大量文獻指出，脊髓型頸椎病患者的 DTI 量化值與臨床評分存在一定的相關(guān)性，且敏感性較傳統(tǒng)MRI更高。國內(nèi)Guan等[7]對實施手術(shù)治療的多名脊髓型頸椎病患者術(shù)前和術(shù)后MRI平掃和DTI檢查進行分析，結(jié)果顯示術(shù)后所有患者的JOA改良率均大于50%，手術(shù)節(jié)段的FA值明顯較術(shù)前升高，但部分患者的MRI的T2WI仍可見脊髓高信號。同樣，國外Jones等[8]對30例脊髓型頸椎病患者術(shù)前術(shù)后MRI檢查和臨床療效進行了相關(guān)性研究，研究結(jié)果表明，在術(shù)前嚴(yán)重程度評估中，F(xiàn)A值與JOA評分和Nurick 評分具有高度相關(guān)性，在術(shù)后療效評估中，術(shù)后FA值越高，JOA評分也越高，而T2WI像脊髓信號的變化與JOA評分并無明顯相關(guān)性。目前研究主要針對頸髓DTI檢查與神經(jīng)功能之間影像學(xué)方面的研究，仍缺乏應(yīng)用DTI指導(dǎo)多節(jié)段脊髓型頸椎病手術(shù)節(jié)段選擇的臨床研究[9]。Zheng等[10]嘗試應(yīng)用回顧性分析的方法，對不同嚴(yán)重程度的脊髓型頸椎病患者術(shù)前和術(shù)后的神經(jīng)功能進行相關(guān)性分析并得出FA值、ADC值等的最佳臨界值，并以此為標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)手術(shù)計劃，但仍需大樣本的臨床研究驗證。

本研究的特點之一是選擇的多節(jié)段脊髓型頸椎病患者均主要由前方椎間盤突出或骨贅形成壓迫引起，并不涉及嚴(yán)重的或長節(jié)段的后縱韌帶骨化，手術(shù)方式均為前路椎間隙減壓融合術(shù)，入選患者的整體同質(zhì)性較好，有利于減少研究的混雜因素；手術(shù)節(jié)段選擇根據(jù)患者臨床表現(xiàn)和MRI平掃結(jié)果，對于一些有爭議的病變節(jié)段，同時結(jié)合DTI檢查中的FA值和ADC值輔助指導(dǎo)手術(shù)計劃；第二，根據(jù)既往文獻報道[11]，對脊髓型頸椎病手術(shù)減壓后進行2年以上的隨訪評估，發(fā)現(xiàn)患者JOA評分在術(shù)后1個月內(nèi)改善最快，在術(shù)后3個月內(nèi)仍可得到一定改善，然后在6個月后則處于一定的平臺期；本研究隨訪時間均>1年，且選擇在末次隨訪時復(fù)查1次MRI平掃和DTI分析，便于分析最終的JOA評分與影像學(xué)資料之間的關(guān)聯(lián)，對患者也不會造成很大的費用負(fù)擔(dān)。分析本研究結(jié)果可見，患者實施前路減壓融合術(shù)后1年以上隨訪的JOA評分、FA值和ADC值均較術(shù)前明顯改善，而且相關(guān)性分析結(jié)果顯示術(shù)前、術(shù)后JOA評分與FA呈正相關(guān)，與ADC值呈負(fù)相關(guān)，盡管術(shù)后ADC值與JOA評分之間無相關(guān)性，在兩組不同JOA改良率的患者之間對比，可見兩組之間的FA值和ADC值具有明顯的差異性。

綜上所述，本研究應(yīng)用DTI協(xié)助多節(jié)段脊髓型頸椎病患者手術(shù)節(jié)段選擇，術(shù)后獲得了滿意的臨床效果，但仍有一定的局限性，存在研究設(shè)計不夠嚴(yán)謹(jǐn)和定量指標(biāo)測量存在一定誤差的不足，后續(xù)可進一步增加臨床隨訪病例，并增加更多的定量指標(biāo)指導(dǎo)手術(shù)計劃制定，在保障臨床效果的情況下盡量減少手術(shù)節(jié)段，降低患者的手術(shù)損傷。