MRI診斷腰椎不穩(wěn)的價值

王少鋒，孟小慶，趙玉龍，苑 乾，魏運(yùn)棟*

1.華北醫(yī)療健康集團(tuán)邢臺總醫(yī)院脊柱骨科，河北 邢臺 054000；2.河北省眼科醫(yī)院檢驗(yàn)科，河北 邢臺 054000

腰椎不穩(wěn)是指腰椎間盤關(guān)節(jié)在正常負(fù)荷情況下無法維持其正常生理活動，運(yùn)動范圍異常增加以及由此引起的一系列臨床癥狀[1]。退變性腰椎不穩(wěn)指的是由變性引起的腰椎不穩(wěn)，不包括先天性缺陷、創(chuàng)傷、感染、腫瘤和醫(yī)源性不穩(wěn)等因素，關(guān)于發(fā)病機(jī)理、診斷標(biāo)準(zhǔn)和治療原則尚無統(tǒng)一意見[2]。椎旁肌是人體軀干姿勢反射弧的效應(yīng)器，對于維持脊柱的穩(wěn)定性具有重要意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)研究了椎旁肌的功能及其與脊柱畸形的關(guān)系[3]。有學(xué)者使用磁共振成像(MRI)研究了椎旁肌退變，發(fā)現(xiàn)椎旁肌退變的特征是肌肉體積減少和脂肪沉積增加，并且可以通過MRI證實(shí)[4,5]。有研究顯示退變性腰椎不穩(wěn)患者椎旁肌T2WI MRI分析顯示脂肪浸潤更強(qiáng)[6]。還有學(xué)者研究了退變性腰椎側(cè)彎的患者，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)脊柱旁肌的變性不一致[7]。但是，目前尚無相關(guān)文獻(xiàn)討論退變性腰椎不穩(wěn)患者椎旁肌的退變情況。為了探討MRI椎旁肌脂肪浸潤占比、橫截面積、腰椎前凸角診斷腰椎不穩(wěn)的價值，本研究選取2018年1月至2020年7月在我院就診的退變性腰椎不穩(wěn)患者87例139個節(jié)段進(jìn)行研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月至2020年7月在我院就診的退變性腰椎不穩(wěn)患者87例139個節(jié)段(觀察組)，其中男性48例，女性39例；年齡41～72歲，平均年齡(54.34±8.12)歲；單節(jié)段不穩(wěn)患者57例，多節(jié)段不穩(wěn)患者30例；Frymoyer分型：軸向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)患者20例，前水平位移不穩(wěn)患者40例，后水平位移不穩(wěn)患者27例。納入標(biāo)準(zhǔn)：診斷符合Frymoyer提出的腰椎不穩(wěn)診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]；在我院行MRI檢查；無神經(jīng)根受壓迫；患者及家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：有腰椎側(cè)凸病史；有椎旁肌治療史；合并有脊柱腫瘤；既往有脊柱手術(shù)史者。同時選取體檢健康者50例作為對照組，觀察組和對照組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 觀察組和對照組一般資料比較

1.2 MRI檢查

所有患者均接受了高分辨率的1.5T腰椎MRI檢查。T1WI使用自旋回波序列，T2WI使用快速自旋回波序列。掃描采用表面線圈，層厚4 mm，采集矩陣為512×256。序列參數(shù)：T1WI重復(fù)時間482 ms，回波時間10 ms；T2WI重復(fù)時間2300 ms，回波時間99 ms。

1.3 圖像分析

椎旁肌(多裂肌、豎脊肌和腰大肌)區(qū)域：使用T2WI選取L4～L5和L5～S1椎間盤掃描(3層)，選擇中間層作為研究對象，測量每組患者的左右兩側(cè)數(shù)值，然后取其平均值。橫截面積通過Image J軟件測量。椎旁肌(多裂肌、豎脊肌和腰大肌)脂肪浸潤的百分比：使用Image J閾值技術(shù)可獲得相應(yīng)的結(jié)果。

腰椎前凸角測量：囑患者仰臥，在T2WI序列中，選擇正中矢狀位切面，并在L3椎體的前緣作垂直線。分別取S1、S2椎體前邊緣的中點(diǎn)。連接兩個點(diǎn)作切線，然后制作該切線的垂直線。兩條垂直線之間的角為腰椎前凸角。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 觀察組和對照組MRI參數(shù)比較

觀察組多裂肌橫截面積明顯低于對照組(P<0.05)；觀察組多裂肌脂肪浸潤占比明顯高于對照組(P<0.05)，而豎脊肌脂肪浸潤占比明顯低于對照組(P<0.05)；觀察組腰椎前凸角明顯高于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 觀察組和對照組MRI參數(shù)比較

2.2 觀察組不同節(jié)段不穩(wěn)患者M(jìn)RI參數(shù)比較

觀察組多節(jié)段不穩(wěn)患者多裂肌橫截面積明顯低于單節(jié)段不穩(wěn)患者(P<0.05)；觀察組多節(jié)段不穩(wěn)患者多裂肌脂肪浸潤占比明顯高于單節(jié)段不穩(wěn)患者(P<0.05)，而豎脊肌脂肪浸潤占比明顯低于單節(jié)段不穩(wěn)患者(P<0.05)；觀察組多節(jié)段不穩(wěn)患者腰椎前凸角明顯高于單節(jié)段不穩(wěn)患者(P<0.05)。見表3。

表3 觀察組不同節(jié)段不穩(wěn)患者M(jìn)RI參數(shù)比較

2.3 觀察組不同F(xiàn)rymoyer分型MRI參數(shù)比較

觀察組軸向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)患者多裂肌橫截面積明顯低于前水平位移不穩(wěn)患者和后水平位移不穩(wěn)患者，而脂肪浸潤占比及腰椎前凸角明顯高于前水平位移不穩(wěn)患者和后水平位移不穩(wěn)患者(P<0.05)。見表4。

表4 觀察組不同F(xiàn)rymoyer分型MRI參數(shù)比較

2.4 MRI參數(shù)診斷多節(jié)段不穩(wěn)的價值

多裂肌橫截面積及脂肪浸潤占比、豎脊肌脂肪浸潤占比、腰椎前凸角診斷多節(jié)段不穩(wěn)的ROC曲線下面積分別為0.646、0.676、0.677和0.882，P<0.05，截?cái)嘀捣謩e為7.10 cm2、38.20%、30.50%和46.50°，靈敏性分別為63.50%、75.20%、58.00%和97.00%，特異性分別為66.50%、62.00%、78.00%和71.00%，ROC曲線見圖1。

圖1 ROC曲線分析圖

3 討論

脊柱是多組織復(fù)合結(jié)構(gòu)，椎體的形狀、小關(guān)節(jié)、椎間盤、連接椎體的韌帶、周圍的肌肉以及完整的本體感受系統(tǒng)使人體運(yùn)動得以完成[9]。腰椎的穩(wěn)定性與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在穩(wěn)定狀態(tài)下，動態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性系統(tǒng)是相互依賴和相互補(bǔ)償?shù)?。任何一個系統(tǒng)的功能下降都會導(dǎo)致脊柱不穩(wěn)定[10]。正常人的椎旁肌處于平衡狀態(tài)，當(dāng)脊柱不穩(wěn)定時，為了維持脊柱平衡并穩(wěn)定脊柱，椎旁肌張力負(fù)荷增加。研究指出[11,12]，當(dāng)椎體彼此相對運(yùn)動時，多裂肌活動可提供超過2/3的脊柱剛度。與其他腰部穩(wěn)定肌相比，多裂肌的特點(diǎn)是截面積大、纖維長度短，而且多裂肌每單位體積的質(zhì)量大，即可以在有限的空間內(nèi)產(chǎn)生很大的收縮力，并且在維持腰椎的穩(wěn)定性和控制脊椎的運(yùn)動中起著重要的作用。

退行性腰椎不穩(wěn)的定義和影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)一直存在爭議。盡管許多影像學(xué)研究用于腰椎不穩(wěn)的診斷，但腰椎不穩(wěn)的定義缺乏常規(guī)參考標(biāo)準(zhǔn)，并且在檢查過程中由于患者自身的原因、患者位置的微小變化或X射線束的放大效應(yīng)均可能會導(dǎo)致椎間位移變化[13]。因此，也有人質(zhì)疑通過過屈、過伸側(cè)位X射線片對腰椎不穩(wěn)的診斷[14]。本文主要研究腰椎不穩(wěn)的MRI參數(shù)變化情況。有研究顯示[15]，腰椎不穩(wěn)MRI影像學(xué)表現(xiàn)為多裂肌橫截面積減小、豎脊肌脂肪浸潤增多，且多節(jié)段不穩(wěn)患者損傷嚴(yán)重。具有多節(jié)段病變的腰椎不穩(wěn)患者通常具有多種病理變化，例如后縱韌帶肥大性骨化和黃韌帶肥大，病理基礎(chǔ)復(fù)雜，病情嚴(yán)重。豎脊肌由多條肌肉束組成，并由多條神經(jīng)支配，其易發(fā)生脂肪浸潤。研究發(fā)現(xiàn)多裂肌、豎脊肌前饋活動的缺乏導(dǎo)致肌肉穩(wěn)定脊柱的作用不充分，進(jìn)而損傷脊柱的穩(wěn)定性。椎間盤變性與腰椎不穩(wěn)有直接相關(guān)性，椎間盤變性造成椎間隙變小，進(jìn)一步導(dǎo)致周圍韌帶的松弛，多裂肌橫截面積減小、豎脊肌脂肪浸潤增多，導(dǎo)致腰椎不穩(wěn)。但本研究中觀察組豎脊肌脂肪浸潤占比明顯低于對照組，多節(jié)段不穩(wěn)患者豎脊肌脂肪浸潤占比明顯低于單節(jié)段不穩(wěn)患者，與臨床已有研究結(jié)果不一致，可能與本研究樣本量較少有關(guān)，需要進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)果。

正常的腰椎具有向前的軀體前凸，其意義是提高肌肉和韌帶的效率，承受脊柱的壓力并節(jié)省能量。研究表明，腰椎前凸60%由L4～S1節(jié)段組成[16]。使用SpineView脊柱測量軟件和多因素分析的研究表明[17]，與對照組相比，退變性腰椎滑脫患者的胸椎后凸角，腰椎前凸角和T0偏移角顯著增加。多裂肌主要參與脊柱的伸展并維持腰椎前凸的存在，這是影響脊柱動態(tài)穩(wěn)定性的重要因素。與正?；颊呦啾韧俗冃匝挡环€(wěn)患者多裂肌退變較為明顯，而腰大肌未見明顯退變，腰椎前凸角理論上應(yīng)該減小，但脊柱是一個復(fù)雜的運(yùn)動單元，腰椎的不穩(wěn)定性會導(dǎo)致整個脊柱上椎旁肌力量的變化，從而導(dǎo)致腰椎退變的發(fā)生，因此在退變性腰椎不穩(wěn)患者中，腰椎前凸角度沒有減少而是增加了[18]，與本研究結(jié)果一致，說明腰椎前凸角指標(biāo)可用于客觀評估脊柱失平衡狀態(tài)。

腰椎包括5個椎體，每個椎體可以在任何平面上進(jìn)行水平運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此，當(dāng)腰椎整體運(yùn)動時，在每個運(yùn)動段中發(fā)生的運(yùn)動形式非常復(fù)雜，可以表現(xiàn)為水平前后位移的增加、矢狀面角運(yùn)動的增加、冠狀面角運(yùn)動的增加、軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的范圍的增加以及運(yùn)動的瞬時中心位置的變化[19,20]。本研究通過影像學(xué)資料對腰椎不穩(wěn)患者根據(jù)Frymoyer分型進(jìn)行分組，觀察不同類型腰椎不穩(wěn)患者M(jìn)RI參數(shù)差異，發(fā)現(xiàn)觀察組軸向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)患者多裂肌橫截面積明顯低于前水平位移不穩(wěn)患者和后水平位移不穩(wěn)患者，脂肪浸潤占比及腰椎前凸角明顯大于前水平位移不穩(wěn)患者和后水平位移不穩(wěn)患者，說明軸向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)者退變程度明顯(橫截面積減小、脂肪浸潤增多、腰椎前凸角增大)，穩(wěn)定性差。主要因?yàn)檩S向旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)者，椎間盤和小關(guān)節(jié)軸發(fā)生不對稱退變，導(dǎo)致脊柱軸上承重不均勻而產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)方向，使其腰椎穩(wěn)定性明顯低于水平位移不穩(wěn)者。這表明多裂肌橫截面積易發(fā)生快速廢用性萎縮。MRI參數(shù)診斷多節(jié)段不穩(wěn)的靈敏性和特異性處于較高水平，檢測價值較高。

綜上所述，MRI椎旁肌脂肪浸潤占比、橫截面積、腰椎前凸角診斷腰椎不穩(wěn)有一定應(yīng)用價值，其中腰椎前凸角診斷價值高。但本研究退變性腰椎不穩(wěn)定的椎旁肌退變情況缺乏組織化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和病理學(xué)的直接證據(jù)，并且樣本量較少，需要加大樣本量進(jìn)一步的研究。