神经根沉降征对于腰椎管狭窄症的诊断价值探讨

沈一真 黄永辉 曹兴兵

腰椎管狭窄症（lumbar spinal stenosis,LSS）是指腰椎中央椎管、侧隐窝及椎间孔容量减少，致其内的硬膜囊、神经根受压而出现的一系列症状，以腰腿痛和间歇性跛行为主要临床表现，是65岁以上病人接受脊柱手术的主要病因［1，2］。由于LSS 临床症状仅在活动时出现，休息后或检查时消失，现有的影像学指标尚无统一标准，加之研究显示影像学的椎管狭窄程度与病人症状严重程度并无统计学相关性［3，4］，因此需要新的客观指标来协助诊断。

神经根沉降征（nerve root sedimentation sign,NRS）是2010 年由Barz 等［5］首先提出的一项直观判断椎管狭窄的定性形态学指标，将马尾神经束在MRI 横断面的形态分为两类：正常情况下马尾神经束悬浮于脑脊液中，仰卧位时由于重力作用沉降到椎管背侧；如果仰卧位时马尾仍然悬浮于硬膜囊内，则定义为沉降征阳性（图1）。Zhang等［6］的研究也证实了NRS对L5平面以上中央型LSS的诊断有一定的敏感性及特异性，尤其适合伴有严重临床表现和放射学狭窄的病例。但是Piechota 等［7］的研究指出NRS 在中度形态学椎管狭窄病人诊断中的表现较差。Zhang 等［8］的研究指出NRS 以硬膜囊面积为筛选条件，在症状性LSS 组和非特异性下腰痛组存在相似分布，故NRS的诊断价值仍然不确定。

本研究旨在观察比较NRS 与椎管正中矢状径（posteroanterior diameter,PAD）、侧隐窝矢状径、硬膜囊横截面积（dural sac cross⁃sectional area, DCSA）、椎管面积（cross⁃sectional area of the canal, CAC）、DCSA变化率等影像学指标与LSS的相关性差异，先后进行单因素分析和Logistic回归分析，寻找LSS的相关危险因素，探讨NRS对于LSS的诊断价值。

资料与方法

一、纳入与排除标准

纳入标准：①年龄40 岁以上；②有不同程度的间歇性跛行（步行负荷试验＜1 000 m［9，10］）或腰腿痛症状。排除标准：①单纯腰椎间盘突出症、腰椎滑脱症的病人；②合并有下肢动脉闭塞征、腰椎肿瘤、多神经损伤、脊柱外伤史、影响行走的膝髋关节炎病人；③主要病变节段位于L5/S1节段者［5］。

二、一般资料

2015年5月至2018年8月因腰腿痛或间歇性跛行于我院就诊行MRI 检查的162 例病人纳入研究，共计316 个节段。其中，男74 例，女88 例，年龄为（58.0±3.7）岁，范围为45～78 岁；L4/5单节段病变者8例，L3/4、L4/5双节段病变者154例。

三、MRI数据采集

收集病人常规MRI 扫描（Signa CV/Ⅰ型1.5T 磁共振成像仪，GE公司，美国）的矢状位T1、T2加权像及横断面T2加权像（4 mm层厚）。扫描时病人均取仰卧、双下肢伸直位。L3/4、L4/5节段各扫描3层。

将所有图像储入GE 医疗系统图像处理工作站（GE公司，美国）进行数据处理。在L3/4、L4/5腰椎横断面T2加权像上测量每层扫描图像的以下指标：①椎管PAD，椎间盘后缘中点到相应的黄韧带前缘中点之间的直线距离（图2 a）；②侧隐窝矢状径，椎间盘后缘与相应上关节突之间的直线距离（图2 a）；③DCSA，以硬膜囊边缘为界划定的面积（图2 b）；④CAC，椎管边界按照椎管的有效腔隙划定，即前方以椎间盘或椎体后缘为界，后方以黄韧带前缘为界，两侧以椎弓根内缘为界，如椎管图像呈现两侧开口，则以神经根外缘为界（图2 c）；⑤DCSA变化率，将各节段扫描层面测得的（最大DCSA 值-最小DCSA 值）/平均DCSA 值。上述测量数据由2 位研究者独立完成并将数据①～④取平均值。

图1 MRI 横断面T2WI像上，作一横线将椎管内硬膜囊横截面均分为腹侧和背侧两部分 a：NRS 阴性，除本节段离开硬膜囊的神经根外，其余马尾神经束均位于椎管背侧；b：NRS 阳性，除本节段离开硬膜囊的神经根外，部分马尾神经束位于椎管腹侧

四、NRS的判定

NRS由Barz等［5］首次提出并按照形态学分为阳性、阴性，但二分型过于简单，容易出现假阳性，缺乏临床意义。Schizas 等［11］根据神经束分布形态将其进一步分为7型，过于复杂，且某些分型间的椎管狭窄程度并没有明显差异。陈佳等［12］将上述两种分型结合起来，提出了新的分型：马尾神经束主要位于硬膜囊背侧，可有部分神经束分布于腹侧，神经束所占面积小于椎管的1/2 者为阴性；除去离开硬膜囊的神经根，马尾神经束超过硬膜囊中线分布于腹侧且所占面积超过1/2者为阳性；阳性又包含a、b、c三个亚型（图3）。采取上述四分型法作为判定标准，对每个节段的扫描层面进行分型，只要有一个层面结果阳性，即判断该节段NRS阳性，若多层阳性，则取其阳性程度最高的分型。

五、腰椎管狭窄节段的判定

随着对LSS 的研究不断进展，单一径线或单一面积测量的局限性日益凸显，因为椎管解剖结构复杂，形态个体差异大，且导致椎管狭窄的因素多偏离中线，单一径线或面积变化相对滞后或变化小。针对上述问题，刘延安等［13］发现在术中明确L4/5节段狭窄的LSS 病人中，MRI T2 横断面图像中测得的DC⁃SA/CAC 值 与LSS 病 人 的JOA 评 分 呈 正 相 关（r=0.344）。因此，本研究采用DCSA/CAC值作为LSS的判定标准，若该数值小于0.83则判定该节段为LSS，从而将病例分别纳入狭窄组和非狭窄组。

图2 MRI横断面T2WI上各指标的测量方法 a：椎管PAD和侧隐窝矢状径的测量方法；b：DCSA的测量方法；c：CAC的测量方法

图3 NRS分型 a：阴性，马尾神经束主要位于硬膜囊背侧，可有部分神经束分布于腹侧，神经束所占面积小于椎管的1/2；b：阳性a型，马尾神经束所占面积大于硬膜囊面积的1/2；c：阳性b型，马尾神经束占据硬膜囊所有面积，但仍可见神经的束状结构；d：阳性c 型，硬膜囊内为均一的灰色信号，无法分辨脑脊液和神经束

六、相关影像学指标分组

国内外学者总结大量资料，对上述指标的测量标准达成一致：椎管PAD＞15 mm为正常，10～15 mm为可疑或相对狭窄，＜10 mm为绝对狭窄［14，15］；DCSA的正常值为（180±50）mm2，＞130 mm2表示无椎管狭窄，100～130 mm2为早期狭窄，＜100 mm2为绝对狭窄［16］；侧隐窝矢状径＞5 mm可排除狭窄，＜3 mm可诊断为狭窄［17］。本研究按上述测量标准，进行节段分组。

七、统计学分析

应用SPSS 17.0软件（IBM公司，美国）进行统计分析。计量资料以均数±标准差（）表示，组间比较采用t检验或单因素方差分析，计数资料采用例表示，组间比较采用χ2检验或单项有序列联表分析。将相关指标先后进行单因素和二元Logistic 回归分析，确定危险因素。Logistic回归分析中各指标赋值：①NRS 阴性=0、阳性a型=1、阳性b型=2、阳性c 型=3；②DCSA 为＞130 mm2=0，100～130 mm2=1，＜100 mm2=2；③椎 管PAD＞15 mm=0，10～15 mm=1，＜10 mm=2；④侧隐窝矢状径＞5 mm=0，3～5 mm=1，＜3 mm=2。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、一般资料

本研究共纳入316 个节段，经DCSA/CAC 值判断，其中229 个（72.5%）为狭窄节段，CSA 变化率为0.223±0.147；余87 个（27.5%）非狭窄节段的CSA 变化率为0.151±0.097。

NRS 阴性节段159 个（50.3%），NRS 阳性a 型节段55个（17.4%），NRS阳性b型节段44个（13.9%），NRS阳性c型节段58个（18.4%）。

150 个（47.5%）节段的DCSA＞130 mm2，85 个（26.9%）节 段 的DCSA 为100～130 mm2，81 个（25.6%）节段的DCSA＜100 mm2。

211个（66.8%）节段的椎管PAD＞15 mm，105个（33.2%）节段的椎管PAD 为10～15 mm，无椎管PAD＜10 mm的节段。

73 个（23.1%）节段的侧隐窝矢状径＞5 mm，121个（38.3%）节段的侧隐窝矢状径为3～5 mm，122个（38.6%）节段的侧隐窝矢状径＜3 mm。

二、节段椎管狭窄相关指标的单因素分析

单因素分析结果显示：NRS、椎管PAD、DCSA、侧隐窝矢状径、DCSA 变化率这几项指标在狭窄组和非狭窄组间的差异均有统计学意义（P均＜0.05，表1）。

三、节段椎管狭窄相关指标的多因素分析

以节段椎管是否狭窄为因变量，各指标为自变量进行Logistic 回归分析，结果显示：LLS 的发生与NRS 分型为阳性b 型、DCSA≤130 mm2相关，NRS 其余各型及其他影像学指标与LLS的发生无相关性（P均＞0.05，表2）。NRS 分型为阳性b 型的病人与分型为阴性的病人相比，发生LLS 的OR值为16.291，95%CI（1.982，133.913）；DCSA 值为100～130 mm2的病人与DCSA 值＞130 mm2的病人相比，发生LLS 的OR值为3.814，95%CI（1.758，8.274）；DCSA 值＜100 mm2的病人与DCSA 值＞130 mm2的病人相比，发生LLS的OR值为10.189，95%CI（2.286，45.421）。

将形态上近似的NRS 阳性b、c 型合并为b+c型，再次进行Logistic 回归分析，结果显示：LLS的发生与NRS 分型为阳性b+c 型、DCSA≤130 mm2相关（表3）。NRS 分型为阳性b+c 型的病人与分型为阴性的病人相比，发生LLS 的OR值为9.385，95%CI（2.218，39.709）；DCSA 值为100～130 mm2的病人与DCSA值＞130 mm2的病人相比，发生LLS的OR值为3.732，95%CI（1.736，8.025）；DCSA 值＜100 mm2的病人与DCSA 值＞130 mm2的病人相比，发生LLS 的OR值为8.305，95%CI（2.069，33.343）。

表1 节段椎管狭窄相关指标的单因素分析

表2 节段椎管狭窄相关指标的Logistic回归分析

表3 节段椎管狭窄的Logistic多因素回归分析（NRS阳性b、c型合并为b+c型）

讨 论

目前LSS 的诊断主要依靠症状、体检及影像学相结合的方法，但是往往会出现静歇期无症状、症状重体征轻或影像学狭窄与症状不符的矛盾情况，缺乏诊疗的金标准。指南指出，影像学检查为具有LSS 相关症状的病人提供了最明确的诊断信息［18］，然而目前尚无统一的影像学定量标准，并且受限制的椎管或神经孔如何影响临床症状，确切机制尚未得到阐明［1］。NRS 作为新发现的影像学指标，具有较高的临床相关性，其诊断价值尚未形成一致的结论。本研究试图观察比较NRS 与多个临床常用影像学指标对节段椎管狭窄的诊断意义，探讨NRS对于LSS的诊断价值。

本研究结果显示椎管PAD 在单因素分析中与节段椎管是否狭窄有相关性（P＜0.05），而Logistic回归分析结果显示其并非LSS 的独立影响因素，诊断价值较差，分析原因可能与个体椎管形态变异较大，且导致椎管狭窄的因素多偏离中线，所以当椎管容积变小时不一定伴有椎管矢径或横径的变化。这与Bolender等［14］的研究结果一致，其发现DCSA的诊断准确率为82%，而椎管PAD 的诊断准确率仅为20%。

本研究中，Logistic回归分析结果显示：DCSA是节段椎管狭窄的危险因素，与正常值级别节段相比，早期狭窄、绝对狭窄级别节段椎管狭窄的风险约是其4 倍和10 倍，可以证明DCSA 诊断敏感性较高。Pneumaticos等［19］的研究指出DCSA为腰腿疼病人中最敏感的指标，但相关研究发现其鉴别诊断价值有限。Hamanishi 等［20］的研究报道DCSA 变化在腰椎间盘突出症及具有类似症状的脊髓性病变中也有出现，并且Ko［21］、Otani 等［22］研究证实其与LSS 临床症状无明显相关性。

Barz 等［5］首次对LSS 病人中出现的NRS 进行了报道，在筛选条件为间歇性跛行距离＜200 m、CSA＜80 mm2的病人中，NRS 阳性率为94%。其随后研究发现狭窄节段硬膜囊外压力增高，并推断此为狭窄节段硬膜囊内束缚神经束因自身重力下沉的可能原因［23］。NRS 经过国内外学者的相关研究，诊断价值尚未形成一致的言论。本研究采用更能反映椎管狭窄程度的NRS 四分型法，经趋势性卡方检验，节段椎管狭窄发生率随着NRS分级的增加而增加（P＜0.001），几乎成线性相关，并且在Logistic 回归模型中，NRS 阳性b 型作为危险因素（P＜0.05），与NRS 阴性相比，节段狭窄的风险是其16 倍，并且OR值高于DCSA，可以证明在已经出现明显形态学改变的节段中NRS 阳性对椎管狭窄的诊断作用高于DCSA。但是其中NRS 阳性a、c 型与节段狭窄发生无明显相关性，分析可能原因：阳性a型节段并没发生较强的形态学改变，即NRS 阳性在轻、中度形态学椎管狭窄病人诊断中的表现较差，与Piechota等［7］的研究结论相符；阳性c型和b型在形态学上近似，存在相互混杂，合并后再次进行Logistic 回归分析，结果显示NRS 阳性b+c 型为节段椎管狭窄的危险因素，OR值为9.385，与DCSA 的OR值（8.305）相仿，未体现出优势，其余自变量分析结果较前无明显差异（P＞0.05），证明NRS阳性在重度形态学椎管狭窄病人诊断中有一定价值，但并不优于DCSA。本研究中节段椎管狭窄组的NRS 阳性率为60.7%，低于既往报道，一方面的原因可能是采用新的四分型法，减少了假阳性节段。另一方面可能是腰椎间盘突出，向后压迫硬膜囊，限制马尾神经束向腹侧移动，或是神经根管狭窄影响NRS阳性的出现。

目前LSS 病人尚无明确的手术指征，也无可预测手术疗效的临床指标。因而，有学者希望通过研究NRS 来指导LSS 的治疗。Ko［21］的研究指出病人腰腿部VAS评分、ODI、跛行距离与NRS之间无统计学相关性（P＞0.05），与其他影像学指标相似，NRS无法反映病人临床症状的严重程度。Barz等［24，25］研究发现，NRS 在行常规椎管减压手术的病人中似乎无法预测手术效果，但在保守治疗的病人中NRS阴性与更好的症状改善有关，NRS 阳性病人手术效果可能较好。术后对病人进行跟踪随访时，若病人症状好转，往往拒绝行MRI 检查，导致术后MRI 资料较少，并且病人难以精确回忆某一特定时间点的症状改善情况，无法作出全面系统的判断。故本次研究无法验证NRS 在手术前后各时间阶段是否发生改变，NRS各分型对手术疗效预测是否存在差异，存在不足，有待进一步积累相关资料，进行大样本的前瞻性研究。综上所述，NRS 在诊断没有发生明显形态学改变的腰椎管狭窄节段时，与DCSA 相比无法体现出优越性，诊断价值有限。