脊髓型颈椎病患者颈椎MRI髓内不同类型信号的变化与临床预后的相关性研究

蒋维利，申才良，董福龙，章仁杰，汪军，程晋城

（安徽医科大学第一附属医院脊柱病区、影像科，安徽 合肥 230032）

颈椎核磁共振（Magnetic Resonance Imaging，MRI）用来描述脊髓型颈椎病最有价值的检查工具,它不仅可以量化脊髓受压的程度,而且可以观察髓内信号的变化情况。颈椎MRI髓内信号强度不同类型的改变反映着不同脊髓病理变化，脊髓轻微可逆的变化如胶质增生和髓鞘脱失,不可逆转的变化包括脊髓软化或空洞、坏死等。许多作者已经报道了髓T2WI高信号在脊髓型颈椎病患者中的变化情况[1、2、3、4]。然而，伴有髓内T2WI高信号的改变及受累部位对于患者的临床预后的意义一直存在许多争议，尤其是在T2WI脊髓的信号强度的变化。对于单纯伴有髓内T2WI高信号强度变化及不同节段范围，是否伴有髓内T1WI信号改变和临床预后之间是否具有相关性的研究报道较少[5、6、7]。本研究旨在探讨脊髓型颈椎病术前及术后髓内T2WI高信号强度的变化、T2WI节段范围的改变及T2WI高信号是否伴有T1WI信号的变化等不同类型的信号改变与临床预后相关关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集我院脊柱外科2010-06-2013-05住院行手术治疗的268例脊髓型颈椎病患者。所有患者于术前两周内进行常规颈椎MRI检查，其中51例具有T2WI高信号，男32例，女19例；年龄35～69岁，平均52.04岁；病程1～96个月，平均15.90个月。51例患者平均随访34.7月（范围18～54月）。

临床表现主要为慢性颈肩痛及僵硬感，两手活动不灵活、四肢肌力减退,四肢感觉异常,行走时有踩棉花感，肌张力增高及肢体肌肉萎缩等典型CSM症状和体征。影像学检查提示受累椎间盘突出、椎间隙狭窄、椎体后缘骨质增生及骨赘形成或椎体不稳等。包括颈椎间盘突出37例，后纵韧带骨化16例，黄韧带肥厚9例。

排除颈椎手术外伤史；颈椎感染性疾病；其他类型颈椎病（神经根型、椎动脉型等）；椎管内肿瘤占位性病变；术后脊髓仍受压迫的患者等。患者手术方案包括前路减压内固定术、后路椎板成形及全椎板切除术、前后联合入路减压术，手术均由主任医师完成，所有患者均达到充分扩充椎管容积目的，手术后一周常规行颈椎MRI及X线片检查，所有患者术后1周行颈椎MRI及X线片检查提示减压后的脊髓于T1WI及T2WI上均可自由漂浮在脑脊液中为脊髓减压充分，否则为减压不充分不纳入研究。术后患者接受辅助性营养神经药物治疗及佩戴颈托3个月，所有患者术后第1个月，3个月,6个月，1年各随访一次，以后每年随访一次，每次随访时均行颈椎MRI检查，并由术前同一型MRI机器完成，操作程序与术前完全相同。

1.2 影像学检查所有患者术前及术后颈椎MRI检查采用GE1.5 T超导MRI扫描仪。检查方法：取仰卧位，颈椎扫描使用表面线圈进行颈椎MRI检查。扫描参数：T1加权像采用自旋回波序列，T2加权像采用快速自旋回波序列。层厚3 mm，间隔1 mm，采集矩阵320×192。序列参数：T1加权像TR2070 ms，TE23.2 ms；T2加权像TR3300 ms，TE112 ms。获取最后一次随访时的磁共振图像用于临床观察研究，所有最后一次随访时间超过1.5年。

1.3 信号变化的分类将收集的颈椎MRI图像贮存在计算机系统里，分析术前及术后（最后一次随访时）颈椎MRI信号的变化。将颈椎MRI信号变化进行三种方式分类，应用Yukawa法对T2WI脊髓信号强度进行评分：0分：正常；1分：模糊信号；2分：高亮信号（图1）[8]，与脑脊液信号强度近似的被评定为2分。高信号范围：单节段高信号（高信号只出现在一个椎间隙）；多节段高信号（超过一个椎间隙节段）（图2）。T2WI高信号是否伴有T1WI低信号：T1WI等信号/T2WI等信号；T1WI等信号/T2WI高信号；T1WI低信号/T2WI高信号（图3）。磁共振图像的处理由2位专科医师共同完成评估。

1.4 观察相关临床指标记录不同类型T2WI高信号患者术前及术后T2WI信号的变化情况，比较各类型组患者的年龄、病程、脊髓受压最重节段的脊髓压迫率、随访时间（t）、术前及术后改良JOA评分及术后改善率（RR）。术前及术后病变节段脊髓的压迫率的测定：T1WI横断面上受压最重节段脊髓矢状径D1和横径D0的比值，即D1/D0x100%（图4）[9]。术后改善率（Recovery Rate，RR）=[术后JOA评分-术前JOA评分]/[17-术前JOA评分]×100%。

图1 a图中脊髓信号为0分，b图中脊髓信号为1分，c图中脊髓信号为2分

图2 a图颈椎矢状位MRIT2WI提示C4-5椎间隙后方的单个节段高信号，b图C3-4、C4-5两个椎间隙的多节段高信号

图3 a1示T1WI等信号/a2示T2WI等信号；b1示T1WI示等信号/b2示T2WI高信号；c1示T1WI低信号/c2示T2WI高信号

图4脊髓压迫率为D1/D0x100%

1.5 统计学方法所有数据均用SPSS 16.0软件处理，术前术后数据以±s表示，单因素两样本比较采用t检验，图像观察人员相似度采用x2检验，运用线性回归模型建立不同类型信号的变化与临床预后的方程，确定何种类型信号的变化可以预测临床预后。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

51例具有MRI T2WI高信号患者，男32例，女19例；年龄35～69岁，平均52.04岁；病程1～96个月，平均15.90个月；51例患者平均随访34.7月（范围18～54月）。取所有随访患者术前及最后一次随访时复查的颈椎MRI图片及相应的临床资料进行相关数据的分析。

2.1 手术前的情况51例患者术前颈椎MRIT2WI提示脊髓高信号强度分类：0分=无，1分=23例，2分=28例；范围分类：术前单节段32例，多节段19例；术前T1WI等信号/T2WI等信号0例，T1WI等信号/T2WI高信号44例，T1WI低信号/T2WI高信号7例；术前所有患者平均脊髓压迫率为33.25±9.00%；改良JOA评分平均为10.87±2.01分。

2.2 手术后的情况51例患者平均随访34.7月（范围1.5～4.5年）。最后一次随访时颈椎MRIT2WI提示脊髓高信号强度评分为术后0分=5例，1分31例，2分15例；术后单节段34例，多节段12例；术后T1WI等信号/T2WI等信号5例，T1WI等信号/T2WI高信号35例，T1WI低信号/T2WI高信号11例。三种类型信号的变化术前术后的情况见表1。术后所有患者平均脊髓压迫率为80.95±6.15%；术后改良JOA评分平均为14.29±1.40分；神经功能改善率平均为57.23±13.47%。

2.3 疗效评价

2.3.1 根据信号强度的分值变化情况对评分为1分及2分的患者进行年龄、病程、术前术后脊髓压迫率、随访时间（t）、术前术后JOA评分及临床改善率统计学比较。（表2）。T2WI高信号1分组与2分组术后临床改善率比较无统计学差异（P=0.056），说明T2WI高信号强度的变化不能作为预测临床预后的指标。图5示T2WI高信号强度的变化与临床改善率的相关关系。

2.3.2 根据T2WI高信号发生的节段对单价段组及多节段组进行年龄、病程、术前术后脊髓压迫率、随访时间（t）、术前术后JOA评分及临床改善率统计学比较。（表3）。单节段高信号组与多节段高信号组临床改善率比较具有统计学差异（P＜0.05），进一步行线性回归分析，T2WI高信号的节段情况作为自变量与临床改善率作为因变量之间具有线性回归关系（P＜0.001），说明多节段T2WI高信号的变化是临床预后差的表现。图6示T2WI高信号节段情况与临床改善率的相关关系。

表1术前及术后MRI T2WI高信号不同类型变化的例数及比率

表2髓内T2W I高信号评分为1分及2分的临床指标的比较（±s）

表2髓内T2W I高信号评分为1分及2分的临床指标的比较（±s）

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表3髓内T2W I高信号单节段及多节段的临床指标的比较（±s）

表3髓内T2W I高信号单节段及多节段的临床指标的比较（±s）

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表4术后不同类型髓内T1WI信号的病例的临床指标的比较（±s）

表4术后不同类型髓内T1WI信号的病例的临床指标的比较（±s）

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图5柱状误差图表显示临床改善率与T2WI高信号强度评分患者的相关关系

图6柱状误差图表显示临床改善率与不同阶段T2WI高信号患者的相关关系

图7柱状误差图表显示临床改善率与伴有T1WI低信号及无T1WI低信号患者的相关关系

2.3.3 根据T2WI高信号是否伴有T1WI低信号对T1WI等信号/T2WI高信号及T1WI低信号/T2WI高信号进行年龄、病程、术前术后脊髓压迫率、随访时间（t）、术前术后JOA评分及临床改善率统计学比较，（表4）。伴有髓内T1WI低信号组与伴有髓内T1WI等信号组临床改善率比较具有统计学差异（P＜0.05），进一步行线性回归分析，T1WI低信号/T2WI高信号作为自变量与临床改善率作为因变量之间具有线性回顾关系（P＜0.001），说明T2WI高信号伴T1WI低信号的变化提示临床预后较差。图7示伴有T1WI信号/T2WI高信号的变化与临床改善率的相关关系。

3 讨论

MRI是诊断脊髓型颈椎病最具有价值的方法之一，即能清晰的显示脊髓受压程度，还能有效地显示脊髓的细微病理变化。如脊髓信号强度的变化可以反映脊髓内一系列病理变化，包括水肿、缺血、炎症、脱髓鞘化、胶质样变、空洞形成等[10、11]。脊髓型颈椎病临床预后的影响因素比较多，如手术时患者的年龄、病程，术前病情的严重程度，脊髓本身损伤后的恢复能力，最大压迫处脊髓压迫率及在MRIT2加权像中脊髓高信号的变化等。Takahashi等[1、3]首先提出了临床预后与高信号之间相关关系，认为高信号和临床病情、脊髓受压迫程度成正比，在脊髓受损严重的患者中多见，是临床预后差的表现。此后关于信号改变与患者预后之间的关系研究一直不断，并存在许多争议。

很多学者从T2WI信号强度的变化进行研究，Morio Y等[12]的研究中发现术后T2WI高信号减退者具有较好的临床预后。Sarkar S[13]对56例脊髓型颈椎病手术前、后相关临床指标进行分析，也发现术后脊髓信号强度较术前有逆转的患者，T2WI高信号的减弱预示临床预后良好。一些学者认为T2WI高信号是一种可逆性的髓内信号变化，手术充分减压后能够得到一定程度的恢复，与临床预后没有明显的相关性[14、15、16]，并不能表示临床预后较差。本研究结果得出术前具有T2WI高信号的患者术后大都有一定的信号改变，但高信号的强度评分与术后的患者功能的改善并不存在一定的相关性，与部分报道结果相同。与部分学者观点不同可能与其纳入例数较少、随访时间较短及纳入研究的患者MRI检查不是由同一型机器完成，单独的参数序列核磁共振信号强度是不相同的等诸多原因有关。且核磁共振成像虽然提供了高度特异性形态学变化的评估和脊髓髓内的状态，但术前及术后MRI T2WI高信号的定量分析很难准确的评估临床恢复情况。一些学者对术前T2WI高信号强度进行分析发现术前髓内T2WI高信号强度变化与术前脊髓压迫率及术后功能的改善无明显相关性[7、14、15]，这也都支持笔者的研究结果。

我们进一步对51例T2WI高信号的范围进行分类分析研究，发现多节段高信号及短节段高信号的患者术后均有不同程度的信号范围减少或增加，且发现多节段高信号较单节段高信号临床预后具有统计学差异，提示预后较差。Wada等[14]研究表明，脊髓高信号在MRI上可表现为单节段型和多节段型。其中多节段高信号患者的手术效果较差，术后恢复较局部高信号或无信号的患者慢，并且认为其与上肢肌肉的萎缩密切相关。其病理是脊髓前角细胞的广泛受损及脊髓灰质空洞化，是一种不可逆的改变。Papadopoulos等[17]通过对MRIT2WI高信号发生节段数目不同的研究发现，出现单节段高信号比多节段高信号的患者术后高信号强度更易减弱且预后更佳，这都与我们的研究结果相同。同时我们发现，在T2加权像上表现为多节段高信号的患者，其T1加权像往往呈低信号，且患者预后较差。Avadhani A等[6]对35例伴有髓内MRI T2WI高信号脊髓型颈椎病患者的研究发现，单节段高信号与多节段高信号术后部分患者发生高信号变化，但临床预后无差异性，与笔者结果不一致可能因为研究者纳入样本量较少及临床评价标准不同。我们研究采用改良JOA评分法及其临床改善率（RR），具有更系统性、客观性与研究者应用的Nurick评分及其临床改善率（RR）相比。

部分学者将术前脊髓MRI T2WI高信号分为：T1WI等信号/T2WI等信号、T1WI等信号/T2WI高信号、T1WI低信号/T2WI高信号，并认为T1WI低信号/T2WI高信号患者愈后较差[10、18、19]，Alafifi T等[10]进一步发现T1WI等信号/T2WI高信号不伴有肌张力增高、肌肉萎缩或痉挛者术后可以有较好的恢复。Arvin B等[20]进一步对T1WI低信号强度的意义进行了研究，已经证实伴有髓内T1WI降低信号强度是预后不良的一个标志。且基础研究已经报道，一个高强度的T2WI信号在脊髓受压早期显示水肿和神经胶质过多症（可能是可逆的）,而低强度信号T1WI代表脊髓软化和坏死（被认为是不可逆的）。笔者对术后1.5年以后的MRI图像观察发现伴有T1WI低信号的T2WI信号改变的患者术后神经功能改善率与病程、脊髓压迫率均呈明显的负相关性，且这类患者神经功能改善率较T1WI等信号患者差。因此，伴有T1WI低信号变化是临床预后差的表现，这也证明了脊髓的不可逆性损伤的存在。

总结，伴有MRI T2WI髓内高信号改变的脊髓型颈椎病的患者行相应的颈椎手术，通过充分减压术后，术后平均随访34.7个月时发现髓内高信号强度有不同类型的改变。T2WI高信号强度的变化与其术后临床功能的改善不具有相关性。多节段高信号较单节段高信号临床预后差。术后MRI T2WI高信号伴有T1WI低信号变化的患者较伴有T1WI等信号变化的患者临床预后差。

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