腰椎间盘突出症患者突出椎间盘与邻近椎间盘退变的MRI表现分析

张小刚, 张 军, 周 涛, 左东红, 贺小玲, 陈富春, 耿亚库

(陕西省第四人民医院, 1. 影像科; 2. 脊柱外科, 陕西 西安, 710043;3. 陕西省咸阳市武功县人民医院 CT室, 陕西 武功, 712200)

腰椎间盘突出症(LDH)是以椎间盘退变为主要病理改变的临床常见病[1]。部分LDH患者邻近节段可出现退行性改变[2]。本研究应用磁共振成像(MRI)观察LDH患者突出椎间盘与邻近椎间盘的影像学表现，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年4月—2018年4月本院已行单节段LDH手术的患者80例，男48例，女32例; 年龄25～78岁，平均(52.5±4.8)岁; 其中腰4～5节段椎间盘突出40个，邻近椎间盘腰3～4节段40个，腰5～骶1节段40个; 腰5～骶1节段椎间盘突出40个，邻近椎间盘腰4～5节段40个。将80例患者按年龄段分为<40岁组20例、40～60岁组30例、>60岁组30例。本组病变情况经手术证实，且研究内容已告知患者知情同意。排除下肢关节炎与腰椎肿瘤，以及腰椎侧凸、腰椎滑脱、腰椎压缩骨折等脊柱畸形者。

1.2 方法

120例患者术前均行腰椎MRI检查，选用MRI扫描仪(型号GE Signa 1.5T), SE自旋回波序列, T2加权扫描(TR 2 400 ms, TE 103 ms)、T1加权扫描(TE 10.7 ms, TR 440 ms), 层距1 mm, 层厚4 mm, 矩阵320×256。以上检查均由2名具有丰富临床经验的医师进行操作与阅片。

1.3 观察指标

比较不同年龄段突出与邻近节段椎间盘的软骨终板与椎间盘退变情况。软骨终板与椎间盘评估方法: ① 采用Pappou分级[3]作为软骨终板退变评分标准。Pappou标准可分为3级，根据MRI的T1图像将终板形态分为平坦型、凹陷型、不规则型，即沿终板正中矢状位在椎体前后缘画直线，若终板边缘与直线重合为平坦型，终板边缘与直线间存在椎间盘组织为凹陷型，直线外有赘生物为不规则型。不规则型为Ⅲ级，计3分; 平坦型为Ⅱ级，计2分; 凹陷型为Ⅰ级，计1分。评分越高说明退变越严重。② 采用James设计的改良Pfirrmann分级法[4]作为腰3～4、腰4～5、腰5～骶1椎间盘退变评分标准分为Ⅰ～Ⅴ级。Ⅰ～Ⅴ级分别计1～5分。评分越高说明退变越严重。分析突出椎间盘与邻近椎间盘的相关性。

1.4 统计学处理

2 结 果

2.1 不同年龄段腰4～5突出与邻近节段椎间盘的软骨终板、椎间盘退变情况对比

不同年龄段突出腰4～5椎间盘退变评分与软骨终板退变评分差异有统计学意义(P<0.05); 不同年龄段邻近的腰3～4椎间盘退变评分与软骨终板退变评分差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 不同年龄段突出腰5～骶1与邻近节段椎间盘的软骨终板、椎间盘退变情况对比

不同年龄段突出腰5～骶1与邻近腰4～5椎间盘退变评分与软骨终板退变评分差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同年龄段腰4～5突出与邻近节段椎间盘软骨终板与椎间盘退变情况对比 分

与40～60岁组对比, *P<0.05; 与<40岁组对比, #P<0.05。

表2 不同年龄段腰5～骶1突出与邻近节段椎间盘软骨终板与椎间盘退变情况对比 分

与40～60岁组对比, *P<0.05; 与<40岁组对比, #P<0.05。

2.3 突出椎间盘与邻近椎间盘的相关性分析

通过Pearson相关性分析发现，突出腰4～5椎间盘与邻近腰3～4椎间盘的椎间盘退变评分有显著相关性(r=0.688,P=0.000), 软骨终板退变评分有显著相关性(r=0.652,P=0.000); 腰4～5椎间盘与邻近腰5～骶1椎间盘的椎间盘退变评分无显著相关性(r=0.202,P=0.125), 软骨终板退变评分无显著相关性(r=0.228,P=0.130)。突出腰5～骶1与邻近腰4～5椎间盘的椎间盘退变评分有显著相关性(r=0.505,P=0.000), 软骨终板退变评分有显著相关性(r=0.585,P=0.000)。

3 讨 论

MRI是一种断层成像技术，由于椎间盘成分不同，软骨终板、髓核与纤维环在MRI上的信号显示也存在明显差异，所以MRI已成为椎间盘退行性变化的首选诊断技术[5]。

椎间盘退变属于细胞外基质降解、细胞质丢失致使生物力学与形态学变化的退行性疾病，其发生主要与椎间盘营养因素、力学因素、细胞凋亡因素有关[6]。研究[7-8]发现, LDH患者突出与邻近椎间盘的MRI影像均存在不同程度的退行性变化，主要表现为T2加权像中椎间盘信号为低信号、椎间盘轻度膨出、椎间盘高度降低、软骨终板硬化等。邻近节段椎间盘退变与腰椎应力分布及运动负荷的变化有关[9]。突出椎间盘的退变显著增加了邻近椎间盘的应力与内压负荷，特别是已发生退变的邻近节段，能够进一步加快其退变进程; 当邻近椎间盘内压力上升、纤维环与椎板应力增加，可导致责任节段关节变形作用在邻近节段，使其发生退变[10]。

Pfirrmann 分级是通过MRI观察下椎间盘成分差异性，继而客观反映椎间盘退变情况的评价系统。椎间盘与软骨终板形态具有密切相关性，并可分为不规则型、平坦型与凹面型3种类型，通过观察软骨终板的类型可以反映出腰椎间盘退变情况。本研究结果显示，不同年龄段突出腰4～5椎间盘与邻近的腰3～4椎间盘、突出腰5～骶1与邻近腰4～5椎间盘退变评分与软骨终板退变评分差异有统计学意义(P<0.05), 且突出腰4～5椎间盘与邻近腰3～4椎间盘、突出腰5～骶1与邻近腰4～5椎间盘的椎间盘退变评分、软骨终板退变评分有相关性。由此可见，随着年龄的增加, LDH突出与邻近椎间盘退变也随之加重，考虑原因可能为: ① 随着年龄增长，显著增加了软骨终板的钙化情况，反之降低了弥散功能，继而致使椎间盘代谢产物与营养供应输出失调，造成椎间盘细胞功能障碍。② 突出椎间盘压迫了神经根，诱发一系列的腰腿疼痛症状。为了缓解上述症状，患者往往会选择侧凸体位，使脊柱生物力学改变，增加邻近节段椎间盘活动度、纤维环应力与椎间盘压力，进一步加快了退变进展。有学者[11]以有限元分析模型证实退变椎间盘与邻近椎间盘压力、活动度均有明显增加。还有学者[12]发现，腰4～5椎间盘的前后移位距离大于腰5～骶1。本研究发现上位节段的椎间盘退变评分与软骨终板退变评分略高于下位节段，说明上位椎间盘变化程度重于下位，这可能与不同节段的生物力学特点有关。上位椎间盘内压力高于下位，加之体质量、年龄等因素的影响，最终导致上位椎间盘退变程度重于下段的影像学表现。