影像学参数与胸腰段PLC及神经损伤的相关性分析

张志成，刘秀梅，李放，任大江，孙天胜

(北京军区总医院全军创伤骨科研究所，北京 100700)

影像学参数与胸腰段PLC及神经损伤的相关性分析

张志成，刘秀梅，李放*，任大江，孙天胜

(北京军区总医院全军创伤骨科研究所，北京 100700)

目的分析胸腰段损伤椎体压缩、平移、椎管侵及、后凸畸形等骨性影像学参数与后方韧带复合体及神经损伤的相关性。方法回顾分析2012年1月至12月间的胸腰段损伤(T11～L2)患者48 例，排除骨质疏松性压缩骨折和病理性骨折患者。所有患者均具备X线片、CT平扫及矢状位重建、MRI检查。CT正中矢状位片上测量局部后凸角、伤椎楔变角、伤椎前后壁高度、伤椎压缩率、棘突间距、椎体间平移距离、椎管前后径；轴位CT测量后壁骨折块突入椎管的距离，除以椎管前后径计算为椎管侵及率。根据MRI的表现将后方韧带复合体(posterior ligamentous complex，PLC)状态分为无损伤、不完全损伤、完全断裂。记录ASIA运动评分及ASIA残损分级。使用Spearman相关系数评估影像学参数、韧带损伤、神经损伤间的相关性。结果3 例患者局部后凸角大于30°，4 例患者椎体楔变角大于30°，6 例局部后凸角大于20°，11 例椎体楔变角大于20°。10 例椎体压缩率大于50%，29 例椎体间平移大于3.5 mm，6 例棘突间距增大大于7 mm，12 例椎管侵及率大于50%。根据MRI评估，17 例患者存在PLC损伤。局部后凸角大于30°、椎体间平移大于3.5 mm、棘突间距增大大于7 mm时，与PLC损伤存在有统计学意义的正相关性，而当椎体间平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%时，与AISA残损分级和ASIA运动评分存在有统计学意义的负相关性。其他未见明显相关性。结论椎体间平移大于3.5 mm、局部后凸角大于30°、棘突间距增宽大于7 mm通常合并PLC损伤，椎管侵及率大于50%及椎体间平移大于2.5 mm时倾向于合并神经损伤。PLC和神经组织的状态应直接通过MRI进行评估。

胸腰段损伤；后方韧带复合体；评估；脊髓损伤；后凸畸形

后方韧带复合体(posterior ligamentous complex，PLC)由棘上韧带、棘间韧带、黄韧带和小关节囊组成。PLC损伤是胸腰段损伤晚期后凸畸形的风险因素之一[1]。Oner等[2]认为，尤其是PLC损伤合并终板粉碎的胸腰段损伤患者，在手术治疗后后凸畸形复发风险较高。James等[3]和Oxland等[4]的生物力学研究证实，PLC在胸腰段对抗屈曲应力中扮演了非常重要的角色。PLC作为一个独立的参考指标在胸腰段损伤稳定性评估中的作用已越发受到重视[5-7]。

除了使用常规MRI检查评估PLC的状态，椎体压缩率大于50%、后凸角大于20°等影像学参数也可用于对PLC损伤的评估，以及对稳定性的评估和对预后的判断[8-11]。这些阈值常常出现在参考书及文献中，并作为治疗选择的依据。这些指标虽然广泛应用，但有研究报道，骨性参数的改变与胸腰段损伤的治疗效果并不相关[12，13]。尽管影像学参数椎体压缩率、后凸角、椎体间平移常提示不稳定的存在，但这些参数与PLC及神经损伤的关系尚未在临床中进行研究。本研究的目的在于分析胸腰段损伤中影像学参数与PLC和神经损伤的关系，尤其是分析当影像学参数超过上述阈值时是否合并有PLC及神经损伤。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾分析了2012年1月至2012年12月间存在椎体后壁骨折的新鲜胸腰段损伤(T11～L2)患者，排除骨质疏松性压缩骨折和病理性骨折，且所有患者均具备X线片、CT平扫及矢状位重建、MRI检查，研究最终纳入48 例患者，男33 例，女15 例；年龄23～55 岁，平均42.7 岁；致伤原因：交通伤34 例，压砸伤9 例，坠落伤5 例；损伤节段：T115 例，T1214 例，L1节段23 例，L2节段6 例。ASIA分级：A级8 例，B级1 例，C级16 例，D级5 例，E级18 例。ASIA运动评分平均77.8分。

1.2 影像学参数测量 影像学参数的测量选择2位有经验的脊柱外科医生进行，最终取其平均值为最终测量值，且测量者采取盲法，仅阅读影像学资料。首先进行CT测量，CT测量时对MRI数据资料采取盲法，最终进行MRI的判读。

1.2.1 CT正中矢状位片上的测量 选择正中矢状位片进行测量。局部后凸角：局部后凸角定义为伤椎下终板与头侧临近椎体下终板的夹角(见图1，a线与c线成角)；椎体楔形角：伤椎上下终板形成的夹角(见图1，a线与b线成角)；伤椎体前壁高度(见图1，f线所示)，椎体压缩率为伤椎前壁高度占上下椎体前壁高度(见图1，d线及e线所示)总和均数的百分比；椎体间平移(见图1，g线所示)：伤椎后上角与头侧椎体后壁延长线的垂直距离，椎体间平移大于3.5 mm提示不稳定[14]；棘突间距：伤椎棘突后上角与头侧临近棘突后下角之间的距离(见图1，L线所示)，同时记录头尾临近的两棘突间距(k线及m线)，取其均值作为损伤节段的正常棘突间距，若棘突间距增大大于7 mm常提示不稳定[15]；椎管前后径：伤椎头尾两椎椎板前缘与椎体后壁的垂线距离的平均数(见图1，i线及j线所示)。

注：a线与c线成角为局部后凸角；a线与b线成角为椎体楔形角；d线与e线长度为上下椎体前壁高度；f线长度为伤椎前壁高度；g线长度为椎体间平移距离；h线为上位椎体后缘连线；i线及j线为头尾两侧椎体节段椎管前后径；k线及m线长度分别为头侧及尾侧的棘突间距；l线长度为损伤节段棘突间距

图1 CT正中矢状位片上相关指标测量示意

1.2.2 CT轴位片上的测量 选择椎弓根层面进行测量，测量伤椎后壁骨折块最后方与椎体后壁的垂直距离(见图2，n线所示)，其占本节段椎管前后径的百分比为椎管侵占率。既往文献报道椎管侵占率大于50%提示不稳定[16，17]。

1.2.3 MRI的判读 对PLC状态的判断基于MRI扫描中棘上韧带、棘间韧带、黄韧带的信号变化，并将PLC的状态分为无损伤、不完全损伤、完全断裂。PLC损伤的判断方法可根据Haba等[18]的方法进行，矢状位T1和/或T2像上代表棘上韧带的黑条带连续性中断或无法显示，以及T2像棘突间隙高信号，均提示PLC的损伤(见图3)。

注：n线长度为后壁最后方与椎体后壁的垂直距离；o线长度为后壁骨折块最后方的切线

图2 CT轴位片上相关指标测量示意

1.2.4 神经损伤的评估 根据肌力测试记录ASIA运动评分，对脊髓损伤进行ASIA残损分级[19]。A级：完全性损伤：在骶段S4～5无任何感觉或运动功能保留；B级：不完全性损伤，在神经平面以下包括骶段S4～5存在感觉功能，但无运动功能；C级：不完全性损伤，在神经平面以下存在运动功能，且平面以下一半以上的关键肌肌力小于3级；D级：不完全性损伤，在神经平面以下存在运动功能，且平面以下至少一半的关键肌肌力大于或等于3级；E级：正常，感觉和运动功能正常。

1.3 统计分析 采用Spearman相关系数评估各影像学参数与韧带损伤、神经损伤间的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

图3 MRI提示PLC损伤程度分别为不完全损伤、完全断裂、完全断裂、完全断裂

2 结 果

本组入选48 例患者，CT测量的各骨性结构影像学参数均值及标准差见表1；超出预定阈值的病例数见表2；测量超过所述阈值的CT骨性结构相关影像学参数与PLC和神经损伤间的Spearman相关系数见表3。仅在局部后凸角大于30°、椎体间平移大于3.5 mm、棘突间距增大大于7 mm时，与PLC损伤存在有统计学意义的正相关性。而当椎体间平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%时，与AISA残损分级和ASIA运动评分存在有统计学意义的负相关性，也就是说椎体间平移和椎骨侵及率越大，神经损伤越重。

3 讨 论

胸腰段损伤治疗方法选择的依据主要是脊柱的稳定性，稳定的脊柱损伤大部分选择保守治疗[7]，不稳定的选择手术治疗，以预防神经功能的恶化和继发脊柱畸形发生。而事实上对脊柱稳定性判断依然存在着很大争议，没有一个统一标准。传统的方法主要根据椎体高度丢失、后凸畸形、椎体间平移等骨性损伤的程度来衡量，比如说当椎体压缩大于50%，局部后凸大于20°，或者平移大于2.5 mm。椎体压缩率大于50%主要是根据专家意见，而非循证医学证据[8-11]，有研究表明其并不能决定预后[12，13，20]。后凸畸形大小与PLC损伤的相关性基于既往的生物力学研究结果。Nagel等[21]的尸体研究发现后凸畸形大于20°时常常合并PLC断裂和后方纤维环的损伤，也有研究认为后凸畸形大于20°提示稳定性丢失，常常作为手术干预的指证[4]。棘突间隙的增大与PLC的损伤关系密切[22]。损伤后椎体间平移也被大家广泛的认为是不稳定的表现之一。Oxland等[4]发现平移大于2.5 mm往往合并胸腰段的不稳定。最近的调查研究发现50%的脊柱外科医生认为X线中所显示的椎体间平移是除了MRI外判断PLC损伤最有效的影像学表现[15]。然而，目前的研究尚未证实这些骨性结构的参数与临床预后相关[12，13，20]。

表1 CT测量参数

表2 超出阈值的病例数(例)

与之相反的是，PLC损伤与胸腰段损伤后畸形进展和预后较差存在明确的相关性[2]。MRI扫描被誉为判断胸腰段损伤后PLC状态的“金标准”[18，22]。MRI对PLC损伤的敏感性较高，尽管MRI有时会夸大实际的PLC损伤状态[23]。

表3 骨性影像学参数与PLC和神经损伤的相关性

目前研究认为PLC是胸腰段损伤分类中的一个重要因素，并将PLC断裂作为手术干预的指证之一[6，8，24，25]。然而，骨性结构影像学参数阈值能否反应PLC损伤，能否作为MRI成为评估PLC损伤的替代方法，目前还不得而知[26]。

我们的研究发现，后凸畸形、椎体高度丢失、椎管侵及并非一定伴有后方韧带复合体或/和神经损伤。然而，本研究发现局部后凸角大于30°、椎体间平移大于3.5 mm、棘突间距增大大于7 mm时则与PLC及神经损伤相关。除了上述参数外，骨性结果影像学参数阈值并非与PLC损伤完全相符。尽管有既往生物力学研究结果的支持，本研究发现椎体间平移大于2.5 mm与PLC损伤没有明确的相关性。通过上述结果，我们认为临床研究中椎体间平移大于3.5 mm的阈值可能是合并PLC和神经损伤更有意义的提示因素。2006年，Alexander[27]回顾了既往文献报道中提到14条的可判断PLC损伤的临场体征或影像学表现，对其进行可信度排序，最后确认骨折脱位为第一位，X线片显示的棘突间隙开大为第二，CT显示的椎小关节分离为第三位，也就是说棘突间距增大始终与PLC的断裂关系密切，这在本研究中也得到了证实。

本研究认为局部后凸角大于30°时，倾向于合并有PLC的损伤。这里的局部后凸角为伤椎及头侧椎体下终板间的夹角，并非椎体楔变角，而是反映椎体间角度改变的数据，这与Alexander的结论相似，当椎体骨折较轻而后凸角度增大时，常常提示有PLC损伤。在椎体楔变角大于30°的患者中，其局部后凸角往往小于30°，其损伤主要位于骨性结构而非韧带结构。所以本研究建议，怀疑PLC损伤时应直接行MRI检查，单纯通过骨性结构影像学参数变化无法精确判断。我们分析可能的原因在于骨结构和韧带损伤的关系，当骨性结构损伤较重时，损伤的能量多集中在骨结构，然而骨周围的韧带等软组织结构得以幸免；相反，如果当损伤更多地造成椎体间平移和旋转，而非椎体的压缩粉碎，这种情况更可能引起PLC的损伤。本研究结果将胸腰椎损伤患者大致分为两部分，一部分患者，椎体楔形压缩及后凸畸形较轻，但合并明确的PLC损伤，非手术治疗预后较差，易造成迟发后凸畸形；另一部分患者则骨折楔形压缩及后凸畸形较重，可能并不合并后方韧带复合体损伤，在考虑手术治疗前应进一步行MRI检查。

胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统的广泛应用使我们对于胸腰段损伤稳定性的理解有了更加深刻的认识。仅仅观察骨性结构的改变是远远不够的，PLC的状态也决定了局部的稳定性，即便是神经功能状态也是反映局部稳定性的重要指标，也就是说，越不稳定的损伤越容易造成神经的损伤。本研究认为当椎体间平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%时，容易造成神经损伤，也与既往的研究结果相似。

然而，我们也不难发现，在此项研究的结果中，相关系数ρ的绝对值最大值为0.458，也就是说在统计学上存在相关性，但相关性并不高，故其临床意义还需进一步斟酌，在临床中碰到这种情况时尚需仔细鉴别。所以我们认为，众多骨性影像学参数阈值并不能完全预测PLC的状态，单纯选择CT对胸腰段损伤进行评估并不全面，当怀疑有PLC损伤时，应重点进行MRI扫描等评估，而非简单的进行骨性参数的测量。

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CorrelationbetweenPosteriorLigamentousComplexandNeurologicalInjuryandBonyImagingParametersofThoracolumbarInjury

ZHANG Zhi-cheng，LIU Xiu-mei，LI Fang，etal

(Department of Orthopaedic Surgery，Beijing Army General Hospital of Beijing Military District，Beijing 100700，China)

ObjectiveTo analyze the correlation of posterior ligamentous complex(PLC)and neurological injury with bony imaging parameters(vertebral compression，translation，spinal canal invasion，and kyphosis，etc) in thoracolumbar injury.MethodsRetrospective analysis of consecutive 48 patients with thoracolumbar injury (T11～L2) between January-December in 2012 was performed.The osteoporotic compression fractures and pathologic fracture patients were excluded.All patients should have the tests of X-ray，CT scan and sagittal reconstruction，MRI scan.Local kyphosis，injured vertebral wedge angle，anterior and posterior injured vertebral heights，interspinous distance，vertebral translation，anteroposterior diameters of spinal canal were measured on midsagittal CT scan.The injured vertebral compression ratio was calculated.The distance of posterior wall fracture block broke into spinal canal were measured on axial CT scan and ratio of spinal canal invasion was calculated by dividing the spinal canal anteroposterior diameter.The status of the PLC based on MRI signals were recorded as intact，incomplete injury，or disrupted.Their ASIA motor scores and ASIA Impaired Scale were recorded.Spearman correlation coefficients were analyzed to assess the correlation between bony imaging parameters，PLC injury，and neurological injury.ResultsThere were 3 patients with local kyphosis>30°，4 patients with injured vertebral wedge angle>30°，6 patients with local kyphosis>20°，11 patients with with injured vertebral wedge angle> 20°，10 patients with vertebral compression rate>50%，29 patients vertebral translation>3.5 mm，6 patients with interspinous distance increases>7 mm，12 patients with spinal canal invasion ratio> 50%.According to MRI evaluation，17 patients had PLC injury.There were significant positive correlation between local kyphosis>30°，vertebral translation>3.5 mm，interspinous distance increases>7 mm and PLC injury.Significant negative correlations were found between vertetral translation>2.5 mm，spinal canal invasion ratio >50%，and neurological injury (AISA impaired Scale and ASIA motor score).There were no significant correlations between PLC injury or neurological injury and other bony imaging parameters.ConclusionSome thresholds for bony imaging parameters were not predictive of PLC and neurological injury.When vertebral translation>3.5 mm，local kyphosis>30°，interspinous distantce increases>7 mm，thora-columbar injury usually combine with PLC injury.Patient with spinal canal invasion ratio>50% and vertebral translation>2.5 mm tend to merge neurological injury.PLC and neurological structure status should be evaluated by MRI.

thoracolumbar injury；posterior ligamentous complex；evaluation；spinal cord injury；kyphosis

1008-5572(2014)05-0389-06

首都市民健康项目培育(Z131100006813029)；*本文通讯作者：李放

R683.2

：B

2013-12-02

张志成(1977- )，男，主治医师，北京军区总医院全军创伤骨科研究所，100700。