Ⅰ型Modic改变的体积测量及其与腰椎退变性不稳关系的研究

罗科锋等

[摘要] 目的 对腰椎MRI上的Ⅰ型Modic改变进行量化分析，分析其与腰椎退变性不稳的相关性。方法 回顾性分析我院2011年1～7月间有腰痛且伴Ⅰ型Modic改变但无椎体间不稳的30例患者，对其进行Modic改变的体积测量，按体积值大小分为两组，以及有腰痛不伴Modic改变、椎体间不稳的30例患者列为对照组，随访6、12个月后再次评估各组腰椎不稳的发生率，分析Ⅰ型Modic改变与腰椎退变性不稳的关系。结果 随访6、12个月后Ⅰ型Modic改变组中发生腰椎不稳分别有7例和9例，其中体积较大组分别有4例和6例，体积较小组分别有3例和3例，无Ⅰ型Modic改变组中发生腰椎不稳分别有1例和2例。统计分析得出，Ⅰ型Modic改变患者的不稳发生率均高（P<0.05），但Ⅰ型Modic改变的体积值大小与不稳发生率高低无明显相关性（P > 0.05）。结论 Ⅰ型Modic改变与腰椎退变性不稳之间具有相关性，但Ⅰ型Modic改变的体积大小尚不能用来预测腰椎退变性不稳的发生率高低。

[关键词] Ⅰ型Modic改变；量化分析；腰椎退变性不稳

[中图分类号] R681.53[文献标识码] B[文章编号] 1673-9701（2012）31-0031-03

Modic改变是1988年由Modic等首先对这一现象进行系统的描述，并对其进行分类、分型，同时研究其组织病理学变化[1，2]。目前对于Modic改变与腰椎退变性不稳的研究多是在定性的基础上进行，即绝大多数研究先对Modic改变进行分型，然后评价各型Modic改变与腰椎退变性不稳的关系。先对Modic改变进行量化，然后研究量化后的Modic改变与腰椎退变性不稳的关系的研究相对较少。通过纵向研究，一般认为Ⅰ型Modic改变处于早期活跃相对不稳定的状态，而Ⅱ或Ⅲ型Modic改变意味着退变后期相对稳定的状态[3]，因此笔者通过Mimics软件回顾性分析30例Ⅰ型Modic患者的定量测定，来探讨其与腰椎退变性不稳之间的相关性，现总结如下。

1资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院2011年1～7月间，因下腰痛伴或不伴坐骨神经痛，于我院行腰椎核磁共振检查（MRI）发现有椎间盘退变伴Ⅰ型Modic改变但不伴腰椎退变性不稳的患者30例为A组；有椎间盘退变，无Modic改变且无腰椎退变性不稳的患者30例为B组；对首诊时Ⅰ型Modic改变的体积值结果按中位数分组，≥中位数患者15例为C组，<中位数患者15例为D组。排除结核、肿瘤、感染、外伤、先天畸形以及强直性脊柱炎等明确病理改变的疾病，平均年龄（46.03±8.63）岁（30～65岁），其中男22例，女38例。A、B、C、D各组间性别、年龄及职业等因素差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。

1.2腰椎MRI检查

腰椎MRI扫描采用美国GE公司提供的Signa Excite型1.5 T核磁共振扫描仪，腰椎表面线圈，行腰椎矢状面 T1WI、T2WI扫描以及横断面T2WI扫描。相应参数如下：T1WI采用TR/TE=380/16 ms扫描，T2WI采用TR/TE=3100/120 ms扫描，层厚3 mm，矩阵256×192。

1.3腰椎X线检查

腰椎X线检查采用美国GE公司提供的Advantx RFX90型X光机，正位70 kV/侧位80 kV，500 mA，运用自动曝光控制系统。

1.4数据处理

将A组患者腰椎MRI资料以DICOM格式导入计算机后，利用Mimics 10.01软件完成腰椎Modic改变的体积测定。

将60例患者首诊及随访6、12个月后的腰椎动力位片资料在医院的Pacs View 4.2系统工作站直接进行椎体间位移距离的测量，保存数据。

1.5Ⅰ型Modic改变的诊断标准

Ⅰ型表现为T1加权像低信号，T2加权像高信号[1]。

1.6 腰椎不稳的诊断标准

本研究中诊断腰椎退变性不稳时采用测量矢状面椎间位移﹥3 mm。

1.7 Ⅰ型Modic改变的体积测量

分别由两位医师将DICOM格式的腰椎MRI数据导入Mimics软件，通过阈值分析，选定Modic改变区的原始蒙罩，利用区域增长技术，及蒙罩编辑功能选取Modic改变区域，提取Modic改变区域并计算Modic改变区域的体积。

1.8统计学方法

采用SAS 9.1.3分析软件包进行数据统计学分析，体积测量的一致性采用Wilcoxon符号秩检验；A、B组率的比较采用χ2检验方法评价，C、D组率的比较采用χ2检验确切概率方法评价，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 体积测量的一致性评估

采用Wilcoxon符号秩检验评价Modic体积，测量得符号秩S=-77.5，差异无统计学意义（P > 0.05），即认为两位医师测量Ⅰ型Modic改变的体积一致性较好。

2.2各组不稳发生率比较（表1）

2.3 进行A、B、C、D组数据统计学分析

随访6个月后采用χ2检验分析A组与B组的不稳发生率的差异，χ2=5.19，差异有统计学意义，P < 0.05；随访12个月后，得χ2=5.45，差异有统计学意义（P < 0.05）。即Ⅰ型Modic改变与腰椎退变性不稳之间具有相关性，有Ⅰ型Modic改变患者的不稳发生率较无Modic改变患者要高。

随访6个月后采用χ2检验确切概率法分析C组与D组的不稳发生率的差异，得P > 0.05，差异无统计学意义；随访12个月后，得P > 0.05，差异无统计学意义。即Ⅰ型Modic改变的体积大小与腰椎退变性不稳的发生率之间无明显相关性，尚不能用来作为腰椎退变性不稳发生的预测性指标。

3讨论

功能位屈伸X线是诊断椎间不稳定的最常用影像学方法，然而其仍存在一定的缺陷。如当X线片质量不佳时，< 5 mm的移位会被不少测量者高估。还有一些学者认为在腰椎退变性不稳患者中，拍摄屈伸X线片时卧位比站立位显示的椎体间活动更小。然而亦有学者推荐在卧位时拍摄X线片，认为站立位时可能诱发或加重疼痛症状，导致脊柱僵硬或异常的肌肉活动，从而限制了椎体间的活动度，导致真正的椎体间位移或成角被低估[4，5]。此外，腰椎动力位X线所测量的是二维空间上的不稳，但实际脊柱为三维立体结构，采用二维的测量方法来评估三维结构的稳定性，存在一定的缺陷。因此希望有一个无创和常规应用的参考标准来定义椎体间的不稳，而且其重复性要好，受影像学片质量及患者体位影响小，同时又能考虑到三维不稳的方法来进一步测量、评估腰椎退变性不稳。

腰椎退变性不稳的定义及影像学诊断标准一直存在争议。1944年Knuttson最早描述了运用过伸过屈侧位X线片诊断腰椎节段性不稳，同时测量X线片上相应节段椎体的矢状面移位和旋转，这种方法也是目前临床上较常用的方法。之后Kowalski等[6]提出腰椎退变性不稳定义为不能维持正常的腰椎解剖结构的对合关系，为一种失平衡状态。亦有学者提出了“临床不稳定”概念：即在一般的生理负荷下，使椎间关节变形和受累节段运动的异常，并出现相应的临床症状[7，8]。虽然不同学者对腰椎退变性不稳提出了不同的定义，但其共同特点是在生理负荷下腰椎失去控制异常活动的能力，从而引起相应的临床表现。由于腰椎退变性不稳的临床表现缺乏特异性，因此影像学对于诊断腰椎退变性不稳至关重要。不同的学者选择不同的诊断标准，近年来大家较多采用的腰椎退变性不稳的影像学诊断标准为：矢状面椎间位移﹥3 mm，或椎体间成交角﹥10°。本研究中诊断腰椎退变性不稳时采用测量矢状面椎间位移﹥3 mm方法，主要是考虑到正常人动态椎间角度变化平均7.7°且最大可达27°[9]。例如从小得到训练的体操运动员，其在站立位、中立位时的椎体终板间角度与其在极度过伸及/或过曲位时的椎体终板间角度变化异常显著，但却没有存在不稳及相关的临床症状，因此我们也认为椎体间的前后移位比椎体间成角与腰椎退变性不稳的相关性更大。

目前对于Modic改变定量测量方法改进的研究比较少。绝大多数研究只是对Modic改变进行简单的肉眼定性，或采用肉眼估计Modic改变面积比的等级分类法来评价Modic改变的严重程度。Weishaupt等[10]根据脊柱MRI正中矢状位上，终板信号改变所累及椎体的高度，将Modic改变分为4度，正常：T1、T2加权像上均没有终板信号的改变；轻度：终板信号的改变达到或小于椎体高度的25%；中度：终板信号的改变介于椎体高度的25%～50%；重度：终板信号的改变范围超过椎体高度的50%以上。此种方法较为粗略，因为Modic改变在不同矢状位层面的信号高度存在差异，如何选择矢状位中的哪一层作为分度标准存在困难。Wang等[11]利用图像分析软件将其中一份T1及T2正中矢状面像，分割腰椎椎体，同时完成定量测量。在另一份T1及T2正中矢状面像上，Modic改变的区域被划分出来，根据同样的方法对分割区域修整，根据Modic改变累及区域与相应的整个椎体的一系列比例，以此来对Modic改变进行量化。此种测量方法相对准确，但测量过程较复杂。本实验采用相对简单准确的定量方法，使用Mimics软件来测量Ⅰ型Modic改变的范围大小，有助于研究Ⅰ型Modic改变的病因、病理机制以及和临床症状之间的联系。Ⅰ型Modic改变反映的是炎症、出血、水肿，因此我们推测，Ⅰ型Modic改变的体积越大可能表示出血、水肿更为严重及更多的相关炎症介质侵入，椎体间更加趋向于不稳定状态，但本研究中尚未得出Ⅰ型Modic改变的体积与不稳发生率之间存在正相关可能与样本量太小以及随访时间还不够长等因素有关。此外，当女性患者有金属节育环时，由于金属物质特有的伪影干扰，在腰4/5及腰5/骶1节段，尤其是腰5/骶1节段的Modic改变体积测量会出现相对较大的误差；当患者出现多节段Modic改变伴不稳时，依然缺乏有效的综合评估办法。

测量Ⅰ型Modic改变的体积可以从整体上评价Ⅰ型Modic改变的范围及严重程度，对椎体终板炎症反应的严重程度有一定的参考价值，相对于已有的通过肉眼估计具有较高的准确性。尽管定性分类较为简单，在某些情况下较为实用，但定量测量的连续性特征可以增加测量的准确性及降低误差，其对于病因学研究及Modic改变所导致的作用的研究至关重要。我们认为在纵向研究中，Modic改变的定量研究会比定性研究更为准确、敏感。

[参考文献]

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（收稿日期：2012-08-02）