正常腰神经根磁共振神经成像临床影像学特点研究

丁 一 杨晋才 张黎明 杨再松 尹 鹏 刘 畅 许春阳

(首都医科大学附属北京朝阳医院骨科，北京 100020)

腰椎退行性疾病是一类常见病、多发病，发病率呈逐年上升趋势。随着对腰骶椎退行性改变研究的深入，国内外学者已将腰神经根受到机械性压迫作为引起腰骶及下肢放射痛的首要原因[1]。腰骶神经根自硬脊膜囊的前外侧穿出，在椎管内斜向外下走行，由椎弓根下经椎间孔出椎管。突出物可压迫或刺激神经根的起始段，或将离开硬膜囊进入单独神经根鞘的马尾神经。弄清神经根的位置以及与椎体的相对关系，不仅有助于解释临床症状，也对术中保护神经根有着实用意义[1-3]。特别是随着脊柱微创手术的不断发展，微创入路过程中的神经损伤合并症日益增多，Jacquot等[4]报道经皮内镜辅助下经椎间孔腰椎减压融合手术的神经损伤合并症发生率为12.3%。因此，学者们开始围绕腰骶神经根的走行、位置、毗邻作了大量实验及观测，其中利用尸体标本或CT检查进行腰骶丛参数测量在国内外已有报道[4-6]，脊柱磁共振成像对软组织分辨率高，可清晰显示神经走行与毗邻结构，充分反映骨性椎管、韧带、软组织等与神经根之间的位置关系。因此，磁共振技术成为显示神经根的最佳技术。但借助腰骶丛磁共振神经成像(magnetic resonance neuroimaging，MRN)进行测量的文献报道较少，特别是针对国人。通过磁共振神经显像对国人的腰骶丛神经影像的解剖参数进行系统、全面的测量和研究显得尤为重要，为术中避免神经根损伤提供重要的解剖学参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取30名健康成人，其中男性15名，女性15名，平均年龄(24.3±2.1)岁，体质量指数(body mass index， BMI): (21.2±1.3)kg·m-2。纳入标准：年龄大于 18 岁；通过影像学检查排除椎间盘退变、突出但无症状者；BMI：(18.5～23.9)kg·m-2。排除标准：脊柱畸形、创伤性腰椎滑脱、有腰腿痛病史、退变性发育不良性、腰椎退行性病变、腰椎外伤、脊柱手术史、脊柱肿瘤、脊柱结核脊柱感染病史、代谢性骨病及合并无法进行磁共振检查疾病者。

1.2 扫描图像处理及参数测量方法

1.2.1 MRN图像处理

采用德国西门子公司Magnetic resonance 3.0T机器对被检者进行磁共振薄层扫描，冠状位将T2W1 FRFSE-XL序列作为MRN的基本序列，在T2W1的图像上增加FATSAT脂肪抑制的技术，结合T2W1矢状位及轴位图像对其目标区进行冠状位的MRN扫描定位，定位线的后缘覆盖椎管后缘3～4层，定位线的中点位于L4椎体的中点，MRN冠状位图像扫描范围包括T12椎体上缘至S1椎体下缘。

1.2.2 相关参数及测量方法(以L4为例)

1)神经节上下径及左右径:矢状位上定位L4椎体后缘，轴位上定位神经节截面中点，此时冠状位可见神经节截面，测出神经节上下水平切线之间的距离(图1A)。

2)神经节最大径及最小径：矢状位上定位L4椎体后缘，轴位上定位于神经节截面中点，此时冠状面可见神经节截面，取神经节斜行最长距离及最短距离(图1B)。

3)神经节距上、下位椎弓根：矢状位上定位L4椎体后缘，轴位上定位神经节截面中点，此时冠状面可见神经节截面，取神经节上下的切点及上下位椎弓根的切点，测得神经节距上、下位椎弓根的距离(图1C、图1D)。

4)神经根与矢状面的夹角：矢状位上定位L4椎体后缘，轴位横切双侧神经节，取神经根发出硬膜囊内侧缘的切线，该线与硬膜囊外侧缘的垂线之间的夹角(图1E)。

5)上下相邻神经节距离：矢状位定位L4椎体后缘，轴位定位双侧神经节后，冠状面取上位的神经节下端的水平切线和下位神经节上端的水平切线，连接两条切线的垂线即为上下相邻神经节的距离(图1F)。

6)神经根腋部至神经节距离：矢状位定位L4椎体后缘，轴位定位于神经节截面中点，此时冠状面可见神经节截面，取神经根发出硬膜囊下端的交点，即神经根腋部，至神经节起始部位之间的距离，该距离即为神经根腋部至神经节的距离(图1G)。

7)神经根发出的位置：矢状位定位L4椎体后缘，轴位定位神经节截面中点，此时在冠状面上可见神经节的截面，取神经根腋部至椎体下缘的距离，距椎体下缘的距离即为神经根发出位置(图1H)。

8)Kambin安全三角的面积：矢状位定位L4椎体后缘，轴位定位神经节截面中点，此时冠状面可见神经节截面，以下位椎弓根的上缘水平线为底边，取神经根发出硬膜囊下端的交点沿神经根内缘的延长线作为斜边，硬膜的外缘为第三边，三线相交形成的直角三角形即为所测的安全三角，据所测底和高的数据即可得出传统安全三角的面积(图1I、图1J)。

数据测量由3名经验丰富的本课题组成员完成(1位放射科副主任医师、1位脊柱外科主任医师、1位脊柱外科主治医师)，并在剔除偏差较大数据后，对三者测量所得结果取均数。

图1 相关参数及测量方法Fig.1 Relevant parameters and measurement methods

A： the transverse and axial diameters of ganglion；B: the longest and shortest diameters of ganglion；C: the distance from ganglion to the upper pedicle；D: the distance from ganglion to the lower pedicle；E: the angle between nerve root and sagittal plane；F: the distance between the adjacent upper and lower ganglia；G: the distance from the axillary part of the nerve root to the ganglion；H:the distance from the axillary part of the nerve root to the lower margin of the vertebral body；I: the area of Kambin safety triangle；J:the bottom and high of Kambin safety triangle.

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 一般情况

30名健康成人L1～S1节段神经根通过薄层MRN扫描技术均获得良好显像。且各项左右参数之间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.2 神经节相关参数

神经节从L1至L5逐渐增大，左右侧参数比较，差异无统计学意义(P>0.05)，L1神经节的左右径为(5.38±0.43)mm，上下径为(5.73±0.34)mm，长径为(6.34±0.47)mm，短径为(4.93±0.36)mm，L5神经节的左右径为(7.09±1.15)mm，上下径为(7.93±0.95)mm，长径为(11.25±1.52)mm，短径为(6.19±0.62)mm，详见表1，表2。

LumbarTransverse diameters Axial diameters Left95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL15.78±0.345.65-5.905.69±0.245.60-5.775.31±0.435.15-5.465.43±0.345.30-5.55L26.89±0.216.81-6.966.93±0.546.73-7.126.21±0.566.01-6.416.33±0.456.16-6.49L37.15±0.516.96-7.336.95±0.586.74-7.156.41±0.436.25-6.566.14±0.415.99-6.28L47.76±0.907.43-8.087.83±0.707.58-7.587.02±0.876.70-7.337.02±0.626.79-7.24L57.88±0.957.54-8.228.03±0.687.78-8.277.15±1.156.73-7.567.04±0.936.70-7.37

LumbarLongest diametersShortest diametersLeft95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL16.57±0.476.40-6.736.61±0.446.45-6.764.92±0.364.79-5.044.95±0.564.75-5.15L27.23±0.557.03-7.427.27±0.467.10-7.435.46±0.445.30-5.615.45±0.665.21-5.68L38.88±1.148.47-9.288.99±1.188.56-9.415.81±0.345.68-5.935.64±0.535.45-5.83L410.47±2.149.70-11.2310.93±2.2510.12-11.736.11±0.715.85-6.365.95±0.575.74-6.15L511.20±1.600.62-11.7711.39±1.5210.84-11.936.21±0.625.98-6.435.99±0.605.77-6.20

2.3 神经根与毗邻结构的位置关系

神经根腋部至神经节的距离随腰椎节段的下移逐渐增大，左右侧参数比较差异无统计学意义(P>0.05)，L1节段距离最小为(7.43±2.34)mm，L5节段距离最大为(12.98±3.31)mm；神经根自硬膜囊发出点距椎体下缘的距离亦随腰椎节段下移而逐渐增大，即神经根自硬膜囊的发出位置逐渐远离椎体下缘，L1节段距离最小为(8.89±2.89)mm，L5节段距离最大为(19.96±3.70)mm，详见表3，表4。

2.4 Kambin安全三角的面积

在测量Kambin安全三角时发现，L5神经根节段即L5/S1椎间孔内，由于人体解剖结构骶骨的倾斜，使S1椎体的椎弓根上缘水平线无法显示，因此无法计算L5节段的Kambin安全三角面积。L1～L4节段，Kambin安全三角的面积逐渐增大，左右侧参数比较差异无统计学意义(P>0.05)，L1节段Kambin三角面积最小为(153.73±37.34)mm2，L4节段Kambin三角面积最大为(193.19±36.15)mm2，详见表5。

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL17.45±2.346.61-8.287.41±2.316.58-8.23L27.89±3.126.77-9.007.92±3.156.79-9.04L38.94±2.468.06-9.828.77±2.537.86-9.67L410.47±1.959.77-11.169.86±2.019.14-10.57L512.86±3.3111.67-14.0413.01±3.1611.87-14.14

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL18.87±2.897.83-9.908.93±3.137.81-10.05L29.34±3.198.19-10.489.43±3.188.29-8.29L310.61±2.469.73-11.4910.61±2.499.71-11.50L414.71±2.9013.67-15.7414.09±2.0613.35-14.82L519.99±3.8118.62-21.3519.94±3.7018.61-21.26

LumbarLeftRightArea95%CIArea95%CIL1/2155.78±37.34142.41-169.14150.67±38.92136.74-164.59L2/3163.73±35.67150.96-176.49158.73±36.73145.58-171.87L3/4170.65±31.36159.42-181.87165.40±36.65152.28-178.51L4/5194.14±36.15181.20-207.07188.67±40.23174.27-203.06

2.5 神经节与上下位椎弓根的距离

L1～L5神经节距上下位椎弓根的距离随腰椎节段下移而逐渐减小，左右侧参数比较差异无统计学意义(P>0.05)。L1节段神经节距上下位椎弓根的距离最大，分别为(7.91±1.94)mm、(9.41±1.87)mm。在L5节段即L5/S1椎间孔内，神经节距上位椎弓根下缘的距离为(-3.13±2.54)mm，即表示该神经节的上缘处于L5椎弓根下缘的上方；神经节距下位椎弓根上缘的距离亦由于骶骨前倾变化而未能测量。L1～L5神经节随腰椎节段下移，逐渐靠近上位椎弓根，并在L5/S1节段紧贴L5椎弓根，进行操作或手术时要密切注意二者关系，避免损伤神经节，详见表6。

LumbarDistance from ganglion to the upper pedicleDistance from ganglion to the lower pedicleLeft95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL1 7.89±1.947.19-8.587.93±1.897.25-8.609.34±1.948.64-10.039.45±1.878.78-10.11L26.53±1.735.91-7.146.65±1.566.09-7.208.56±1.847.90-9.218.78±1.568.22-9.33L35.01±1.814.36-5.655.04±1.384.54-5.537.68±2.686.72-8.637.86±2.027.13-8.58L42.50±1.411.99-3.002.35±0.962.00-2.696.61±1.676.01-7.207.30±1.796.65-7.94L5-2.96±2.542.05-3.86-3.49±2.062.75-4.22

2.6 上下相邻神经节的距离及神经根与硬膜囊外缘的夹角

L1～L5节段上下相邻神经节的距离逐渐减小，神经根与矢状面的夹角逐渐减小，并且左右侧参数比较差异无统计学意义(P>0.05)。L1节段上下相邻神经节距离最大为(27.84±1.98)mm，L5节段上下相邻神经节距离最小为(11.94±5.51)mm。L1神经根起始部内侧缘与硬膜囊外侧缘垂线的夹角为(39.53±3.97)°，L5神经根起始部内侧缘与硬膜囊外侧缘垂线的夹角为(27.56±4.45)°。随腰椎节段下移，上下神经节间距逐渐减小，神经根与硬膜囊内侧缘夹角减小，表明神经根走行渐陡，安全三角变得狭长。详见表7，表8。

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL127.58±1.9826.87-28.2828.34±1.9427.64-29.03L223.47±2.7922.47-24.4624.54±2.6123.60-25.47L321.32±3.0920.21-22.4221.18±2.8820.14-22.21L417.88±2.9316.83-18.9219.26±3.3518.06-20.45L512.15±5.5110.17-14.1211.64±4.1310.16-10.16

LumbarLeftRightAngle 95%CIAngle 95%CIL139.43±3.9738.00-40.8539.56±4.4537.96-41.15L236.32±4.2134.81-37.8236.89±3.7835.53-38.24L334.25±4.3732.68-35.8135.00±2.7634.01-35.98L431.88±4.0430.43-33.3232.25±3.3631.04-33.45L527.25±4.0525.80-28.6927.75±4.6826.07-29.42

3 讨论

3.1 腰骶丛神经参数的测量意义

根据病因机制、病理类型和症状的差异，有人形象地将腰椎疾患称为“hypermarket”。因此也衍生出非手术治疗、传统开放手术以及微创手术等治疗方式。自1964年微创入路首次被应用于治疗腰椎间盘疾病，随着对脊柱结构认识的不断深化、创新术式的不断涌现、以及器械工艺的不断提升，脊柱微创治疗方法日新月异，微创能触及的“领域”也更加宽广、深入。但是，“椎间孔”目前仍是进行脊柱微创操作的主要入路通道。1987年Kambin等[7]为此提出的椎间孔镜手术的安全三角区“Kambin三角”这一概念，随着椎间孔入路微创术式的不断推广，Kambin安全三角也一直沿用至今并得到越来越多医师学者的重视，同时各国学者也对这一椎间盘后外侧安全工作区域有了不同的认识[8-10]。“Kambin安全三角”这一概念的提出为经椎间孔安全建立通道与髓核摘除减压提供了参考。

降低腰椎术后合并症的发生率是各国学者面临的共同问题。腰椎手术术后可发生神经损伤、脑脊液漏、腰椎手术失败综合征等一系列合并症。这不仅导致了大量的医疗资源的浪费和加重了社会的经济负担，也给患者的身心造成巨大的痛苦甚至是灾难[11]。Ma等[12]在对腰椎后路融合手术进行报道时,其神经根的损伤发生率在1.5%～4%；Okuyama等[13]经过长期的回顾性研究，发现后入路腰椎椎间融合术术后神经根的损伤率高达8%，包括神经根的一过性损伤；而国内对于腰椎后路融合手术术后神经根损伤的报道比国外更高(3.4%～11.1%)[14-16]。因此，为了减少常规手术的合并症发生、降低手术风险、提高手术的疗效，更多的腰椎相关的基础解剖研究极为必要。

3.2 基于MRN技术及影像学测量的临床意义

通过磁共振腰骶丛神经影像学参数的测量，得到了大量L1～S1节段相关参数，通过统计学检验分析，建立健康志愿者的磁共振腰骶丛神经影像参数参照基线，有助于判断我国国人腰骶丛与椎体间的毗邻关系是否存在异常。同时，与疑似腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation, LDH)人群进行比较，有利于病变部位的明确，进一步提高诊断的准确性，可有效提高腰椎相关疾患的诊断。

对测量参数进行统计学分析后发现，神经根发出的位置位于对应椎体下缘的上方，随着腰椎节段的下移，腋部距椎体下缘的距离逐渐增大，距椎间盘越来越远，位置逐渐增高；神经根与矢状面的夹角逐渐变小，发出点逐渐变高，这些结构与位置上的变化使得神经根走行渐陡，手术时切勿过度牵拉。由于角度较小，若发生过度牵拉，可导致神经根损伤而出现术后严重的感觉运动障碍。

同时本研究显示，随着节段的下移，“Kambin安全三角”的面积呈逐渐增大趋势，椎间孔内建立通道、操作空间增大。但与此同时，神经节也会逐渐增大，并逐渐远离神经根发出位置，而距椎弓根的距离逐渐减小。在L5～S1节段处，神经节的上缘甚至紧贴上位椎体椎弓根下缘，使手术操作对神经根损伤风险升高。因此，谨防对神经节的意外牵拉也是不可忽视的。国外多项研究[17-21]显示，脊神经节(dorsal root ganglion, DRG)的水肿是腰椎间盘突出时根性神经疼痛的病理学基础，也是下腰痛及坐骨神经痛的主要致痛原因，而神经内膜水肿的主要原因是突出椎间盘对腰骶神经根(节)的机械性压迫作用和髓核突出物质的致炎作用。梁慧等[22]通过对65例诊断为LDH的患者和30例健康志愿者的神经节直径进行测量分析，发现LDH患者突出节段神经节的直径明显大于正常志愿者神经节的直径，且两者差异有统计学意义；在进行健侧和突出侧比较时，LDH患者突出侧神经节的直径明显大于健侧，两者之间差异有统计学意义。该研究表明，当腰椎间盘突出时，突出节段神经节直径会发生相应变化。经椎间孔手术时尤其应注意，防止因神经节损伤而导致术后反复的下腰痛。

在疾病治疗方面，椎间孔内包含神经根、血管以及大量脂肪组织，可操作空间相对狭窄[23-24]。若操作不当，极易对神经根造成机械牵拉压迫甚至离断损害。长期存在腰腿痛的人群术前进行腰骶丛磁共振神经成像检查与图像分析后，根据个体化治疗原则，确定责任节段安全三角范围，并对其模拟操作及选取适合的手术器械、椎间融合器型号，具有指导意义，可为手术的选择提供理论依据，减少手术创伤及术后合并症，提升手术预后，以达到精准、微创、高效的目的。

因此，在临床实际操作中MRN可为手术医生确定安全区域及手术减压范围提供影像学参考。基于MRN技术对腰神经根及毗邻结构进行测量及解剖学研究，通过操作通道在其安全三角区域内行减压操作具较为重要的临床意义。