平山病的影像学研究进展

孙 驰(综述) 王洪立 姜建元(审校)

(复旦大学附属华山医院骨科 上海 200040)

平山病的影像学研究进展

孙 驰(综述) 王洪立 姜建元△(审校)

(复旦大学附属华山医院骨科 上海 200040)

平山病(Hirayama disease)是以单侧上肢远端肌萎缩起病为特点的一种良性自限性疾病。早期因诊断技术限制及临床认识不足导致误诊率较高。近年来由于肌电图和影像学检查手段发展,临床病例增多,平山病逐渐为人熟知。X线、CT可以清晰显示患者颈椎曲度、局部节段稳定性及椎间小关节退变程度、后纵韧带是否骨化,而中立位颈椎MRI示失连接现象及屈颈位MRI发现硬膜前移则是最重要的影像学征象。本文将对平山病的临床表现和肌电图特点作一简要介绍,并对其影像学诊断技术及征象进行详细综述。

平山病; 影像学检查; 屈颈位MRI

平山病(Hirayama disease)由日本学者平山惠造(Keizo Hirayama)于1959年首先报道并以其名字命名,是一类具有自限性的青少年时期起病的远端上肢肌萎缩性疾病[1]。临床上平山病易与运动神经元病(motor neuron disease,MND)中的进行性脊髓性肌萎缩症(progressive spinal muscular atrophy,PSMA)和肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等混淆,但治疗方法及预后差别巨大,故平山病的确诊及合理治疗对患者预后影响重大。关于平山病的研究与报道逐年增多,对其发病机制、临床表现和治疗方法的探索日益深入。当前对平山病的常规诊断方法是临床表现结合肌电图及影像学征象综合判断,其中影像学检查是临床中最重要的辅助检查,因此本文对平山病的临床表现和肌电图特点作一简要介绍,并对其影像学诊断技术及征象进行详细综述。

平山病的流行病学特点 平山病起病隐匿,多于生长高峰开始后数年内起病,平均发病年龄为15～17岁,好发于青少年男性,既往研究表明男女发病比例约为20∶1[2-4],个别研究甚至认为其仅发生于男性[5]。平山病发病呈明显的区域性表现,目前全球的临床报道主要集中于亚洲国家[6-9],欧美地区以散在病例报道为主[10-13]。

平山病的临床表现 平山病的特征性表现为一侧手及前臂无力,以右侧较为多见,随后逐渐出现手部鱼际肌和骨间肌萎缩,以小鱼际为甚。随疾病进展,患者可出现患侧前臂肌肉不同程度萎缩,以尺侧和伸肌群为重,伸指震颤,而肱桡肌受累较轻,严重时可出现典型的“斜坡样改变”。也有研究显示部分患者双侧上肢均有病变,但以一侧较重[7,14-18]。除此之外平山病患者中约97%还存在“寒冷麻痹”表现,即原有症状会随温度降低而出现明显加重的现象[1]。一般情况下,平山病患者不存在肢体疼痛、麻木等感觉障碍,也无锥体束征及括约肌功能障碍[15-17]。

平山病的肌电图特点 神经电生理技术越来越多应用于平山病的诊断,在运动神经传导检测中以复合肌肉动作电位(compound muscle action potential,CMAP)波幅的降低最为常见[19]。多数患者远端尺神经和(或)正中神经CMAP波幅均有不同程度降低,且以尺神经更为显著,CMAP可用以评估病情严重程度[10,16,20]。针极肌电图可提示或鉴别急性或慢性病程,有助于发现平山病的亚临床损害[21-22]。另有研究发现部分患者存在F波等常规迟发反射异常,且以尺神经F波异常多见[16,20-21]。

虽然以上临床表现和肌电图特点为平山病诊断标准的制定提供了大量依据,但在临床工作中,平山病散发的流行病学特征、初期非特异性的症状、体征以及肌电图结果的不确定性和易干扰性,依然导致较多平山病患者被误诊,致其与PSMA和ALS等混淆,尤其是以下运动神经元症状为首发症状的ALS更是与平山病难以鉴别[16-17,20],而影像学检查由于其客观性与直接性备受临床医师的青睐,也是当前诊断标准中最重要的部分。

平山病影像学检查技术及征象 影像学检查是平山病最重要的诊断方法,当患者出现一侧上肢肌肉萎缩无力或者双侧上肢不对称病变,同时难以与运动神经元病相鉴别时,及时进行合适的影像学检查,以便尽早确诊或排除。影像学检查与肌电图相结合进行诊断的敏感度及特异度更高。自1959年发现平山病以来,影像学检查方法不断更新完善,从最初的X线脊髓造影到目前被广泛认可的屈颈位MRI,均对平山病的诊断起到了重要作用。

脊髓造影 X线脊髓造影是最早的用于诊断平山病的影像学检查方法,其原理是基于在颈椎屈曲下将造影剂注入颈段蛛网膜下腔,用以对比显示低位颈段脊髓背侧硬膜前移这一典型征象。随后CT出现,部分学者尝试采用CT脊髓造影进行诊断[23]。与X线脊髓造影相比,CT脊髓造影可以进行断层扫描,从各个水平面上观察低位颈段脊髓背侧硬膜前移,还可以显示脊髓不对称性受压变扁,征象更为全面,方法更为可靠。Hirayama等[24]通过对73例平山病患者和20 例健康志愿者行CT脊髓造影,以中立位颈段硬膜囊矢状径(Dn)和屈曲位颈段硬膜囊矢状径(Df)为测量指标,计算(Dn-Df)/Dn比值,发现该比值在平山病患者中明显增大,认为屈颈时低位颈段脊髓背侧硬膜向前移位,同时低位颈髓紧张变平。脊髓造影属于有创检查,操作技术要求较高,很难保证造影剂停留在颈段蛛网膜下腔内,故自MRI广泛应用以来脊髓造影已逐渐淡出使用。

X线检查 在平山病患者中行颈椎正侧位片及过伸过屈位片,可见部分患者存在颈椎生理曲度改变,变直或反弓,一般无其他异常发现。Xu等[25]以年龄匹配的健康志愿者颈椎屈曲活动度为对照,发现采用主动屈曲位X线平片可观察到平山病患者颈椎整体屈曲活动度较对照组增大,其中C3～7各椎体节段屈曲活动度较对照组分别增大2°～6°,颈椎整体屈曲活动度增大约14°,且以此作为平山病的诊断标准有较高价值,灵敏度为87.1%,特异度为87.5%,阳性预测值为84.0%。某些地方医院由于硬件条件限制,颈椎主动屈曲位平片可以作为一种辅助诊断方法。

脊髓血管造影 近年来开始研究脊髓血管造影在平山病中的诊断价值,同时探索病变节段的血供情况和局部脊髓前角运动细胞受损的原因。Ciceri等[26]报道了1例有5年单侧上肢远端无力病史的15岁男性患者,血管造影确证脊髓背侧硬膜后静脉丛扩张充血而脊髓前动脉血管充盈良好,屈颈位静脉淤血可能是造成脊髓缺血损伤的因素之一。Patel等[27]通过脊髓血管造影指出静脉丛充血是因颈椎屈曲而产生的被动行为,并不是造成脊髓损伤的直接因素,由其引发的局部微循环障碍才是直接病因。我们认为脊髓血管造影证实了脊髓前动脉充盈良好且无明显闭塞,硬膜外静脉丛明显迂曲扩张充血,以上征象因硬膜前移形成椎管后部负压所致,脊髓微循环血供受阻才是导致脊髓前角细胞缺血坏死的直接因素。目前关于脊髓血管造影的相关文献较少,微循环障碍机制尚需进一步的实验证实。

屈颈位MRI 平山病发病学说较多,目前多数学者支持脊髓动力学学说,认为屈颈时硬膜囊后壁拉紧前移从后方推压低位颈髓,致脊髓前方受压造成血液循环障碍,最终使对缺血缺氧最敏感的脊髓前角发生变性,从而引起上肢肌肉神经源性损害。当前屈颈位MRI检测为公认的平山病诊断“金标准”,采用将待检查者头部及臀部垫高的方法,在磁场环境下模拟出颈椎前屈的生理体位。屈颈角度必须达到25°或以上时才能得到有效的测量结果,以35°为最佳[28]。平山病患者行屈颈位MRI时会出现一系列特征性表现,如C4～T1水平硬膜囊后壁前移(anterior shifting of posterior dural mater,ASD),低位颈脊髓受压变扁,蛛网膜下腔变窄或消失,背侧硬膜外间隙增宽或线条样血管流空信号等。硬膜前移主要是因为颈椎屈曲位对其的牵拉作用所致,前移的硬膜压迫脊髓可致其受到前方椎体及椎间盘的挤压而进一步造成损伤,相应节段颈脊髓不对称性变扁,严重者可出现T2像高信号表现,这提示了髓内处于明显的神经液化坏死期。傅瑜等[29]发现髓内异常信号与病程具有明显相关性,在病程小于36个月或大于40个月的病例中,未见明显髓内异常信号,而病程处于36～40个月的患者中,绝大多数者可见髓内T2像高信号。国外学者对背侧硬膜外间隙内异常信号进行研究,显示其与心脏搏动一致,考虑为淤血扩张的静脉丛,增强MRI可见其均匀强化[27]。Oguro等[30]发现平山病患者行屈颈位MRI检查示C4～T1椎体水平颈髓硬膜囊后壁前移,导致低位脊髓受压,脊髓背侧硬膜外隙呈新月形,且T2像呈高信号。Lai等[31]对平山病患者和正常健康对照组同时进行屈颈位MRI检查,对比研究发现在正常健康者颈椎屈曲状态时,低位颈脊髓背侧硬膜也会出现轻微前移,但程度远小于平山病患者,也没有出现相应阶段脊髓受压症状。该学者提出应测量屈曲位背侧硬膜前移距离/水平椎管矢状径和局部脊髓矢状径/水平脊髓横径来定量观察,以前者比值升高和后者比值下降来准确诊断平山病,这也促进了平山病精细量化的诊断标准。此外,研究发现屈颈位MRI可以判断疑似平山病患者的预后情况。Gotkine等[32]对8例病情处于进展期的疑似平山病患者进行屈颈位MRI检查,发现其中7例出现相应节段及脊髓前方蛛网膜下腔受压消失、矢状位脊髓变细的表现,随访发现这7例患者病情最终均进入静止期,符合平山病发展规律,而余下1例最终发展为ALS。有学者通过屈颈位及中立位颈椎MRI随访平山病患者发现,相应节段脊髓硬膜前移的程度并不会随着病程的延长而减少,同时邻近节段也会逐渐出现硬膜前移表现。据此,Shao等[33]猜推测平山病可能无自限性,这对平山病的传统认识提出了新挑战。

中立位颈椎MRI 平山病患者行常规中立位颈椎MRI并不出现前文所述硬膜前移、硬膜外隙血管流空影等特征性病变,部分患者仅可出现低位颈脊髓萎缩变细、T2加权像髓内高信号及正常生理前屈消失等征象,过去中立位颈椎MRI只是作为一种辅助诊断方法。有学者提出失连接现象(loss of attachment,LOA)对平山病具有重要诊断价值。在正常健康者中脊髓背侧硬膜应紧贴邻近椎板内壁,平山病患者硬膜明显前移,与邻近椎板分离,故称之为LOA现象。傅瑜等[34]研究发现平山病患者行中立位颈椎MRI可观察到各种影像学改变,包括低位颈髓萎缩变扁和LOA现象等,其中LOA与平山病有显著相关性(OR=49.38,95%CI:3.97～614.73,P=0.002),灵敏度和特异度分别为88.0%和90.6%。我们认为当待查患者不能充分地屈颈以行颈椎MRI平扫时,也可行中立位颈椎MRI寻找LOA作为平山病诊断标准之一。

结语 随着对平山病的认识越来越深入,误诊的概率也越来越小。在平山病的诊断当中,影像学检查扮演着不可或缺的角色。X线和CT的诊断价值有限,脊髓造影属于有创性检查,故临床应用较少。屈颈位MRI在平山病诊断中的地位不容置疑,而中立位颈椎MRI作为一种辅助检查手段也应引起足够重视。此外,影像学新技术如MRA、DTI、DSI等也可逐步应用于平山病患者的术前评估,以明确脊髓相关动脉血供、髓内神经纤维束受压及微观病理变化程度,有利于进一步完善平山病诊疗流程。

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The imageological advances in Hirayama disease

SUN Chi, WANG Hong-li, JIANG Jian-yuan△

(DepartmentofOrthopaedics,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China)

Hirayama disease is benign and self-limited,characterized by atrophy of unilateral upper extremity.Misdiagnosis was common due to the restriction of diagnostic techniques in the past.In recent years,Hirayama disease is familiar to us because of the rapid development of electromyography and imageological examinations.X-ray and CT scan play an important role in evaluations on cervical curvature,segmental stability,degeneration of facet joints and posterior longitudinal ligament.Loss of attachment in neutral cervical MRI and anterior shift of dura mater in flexion cervical MRI are the most important signs.This review summarizes the imageological examinations and characteristic signs of Hirayama disease in detail,together with a brief introduction to clinical manifestations and electromyography features.

Hirayama disease; imageological examinations; flexion cervical MRI

国家自然科学基金青年项目(81501909);上海市卫生系统重要疾病联合攻关项目(2014ZYJB0008);上海市卫计委科研课题(201540263)

R445.2

B

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.02.020

2016-04-12;编辑:段佳)

△Corresponding author E-mail:jjy@fudanspine.com

*This work was supported by the Youth Project of National Natural Science Foundation of China (81501909),the Important Diseases Combined Project of Shanghai Health System (2014ZYJB0008),the Research Project from Shanghai Municcipal Commission of Health and Family Planning (201540263).