磁共振测量矢状位及轴位参数在退变性腰椎不稳中的临床价值及相关性分析

梁译丹，李乐义，潘诗农

（1.中国医科大学附属盛京医院放射科，辽宁 沈阳 110004；2.辽宁省金秋医院放射科，辽宁 沈阳 110016）

腰椎不稳是指在生理负荷下腰椎失去控制异常活动的能力[1]，会导致下腰痛或坐骨神经痛[2]，发生发展是由解剖结构及功能变化所引起。腰椎节段性失稳的概念最早是由Knuttson 在1944 年提出，即腰椎过屈过伸位的X 线片用矢状面移位值来评估腰椎不稳，由于此方法依赖于患者的努力和配合，它们有时会得出不同的结果[3-5]。研究显示，各种影像成像方式均已使用，包括牵引位X 线、腰椎过屈过伸位X 线片、三维CT 和动态MRI 等[6-9]。随着医学影像技术的发展及MRI 设备的普遍应用，一些MRI表现可发现腰椎不稳患者的细微结构性改变。本研究从影像学角度分析退变性腰椎不稳患者MRI 表现，探讨MRI 测量腰椎矢状位及轴位参数的临床价值及相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018 年5 月—2019 年7 月于我院就诊、接受腰椎过屈过伸位X 线及腰椎MRI 检查，经X线诊断确诊的170 例腰椎不稳患者（不稳组），男91例，女79 例，年龄29～85 岁，平均（62.3±12.3）岁。纳入标准：①下腰痛或坐骨神经痛时间超过3 月。②腰椎过屈过伸位X 线及腰椎MRI 影像学资料完善；③既往无脊柱手术史。170 例中，1 例为4 节段病例，4例为3 节段病例，23 例为2 节段病例，108 例为单节段病例。

收集同期相同性别、年龄、病变节段的健康志愿者170 例为对照组。纳入标准：无下腰痛或坐骨神经痛或疼痛时间不超过1 月。排除严重脊柱侧弯、影响骨质量的代谢性疾病（如骨质疏松症）、有峡部裂、腰椎外伤史、手术史、感染性疾病史及导致腰椎形态、结构改变的腰部疾病等患者。

1.2 仪器与方法

采用Philips Ingenia 3.0T MRI 成像系统对患者进行腰椎扫描，脊柱腰椎专用线圈。嘱患者仰卧，双足尖向上，扫描野为T12胸椎上缘到S2骶椎下缘。腰椎矢状位采用SE 序列T1WI、T2WI 及T2WI 横断位扫描。①矢状位T1WI 序列，TR 2 000 ms，TE 90 ms，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，FOV 300 mm×300 mm，矩阵390×300；②矢状位T2WI 序列，扫描参数：TR 2 500 ms，TE 120 ms，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，FOV 300 mm×300 mm，矩阵350×320；③轴位T2WI序列，TR 2 500 ms，TE 120 ms，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，FOV 180 mm×180 mm，矩阵265×215。所有图像使用PACS 影像阅片系统（沈阳，东软）进行矢状位及轴位影像学参数的测量。

1.3 图像分析

于腰椎过屈过伸位，选择矢状面移位＞4 mm，或成角＞10°[1]的病例纳入不稳组；矢状面移位不大于4 mm 且成角不大于10°纳入对照组（图1，2）。

于T2WI 矢状位MRI 图像评估腰骶角大小 （图3），于T2WI 轴位MRI 图像评估黄韧带增厚值 （图4）、小关节积液量（图5）、腰椎间盘退变分级和小关节退变分级，由2 名有5 年及以上工作经验的影像医师独立测量，取其平均值。

腰骶角的测量采用Abitbol[10]MRI 测量方法，在T2WI 序列，选取正中矢状位切面，在L3椎体前缘作一切线，作此切线的垂直线；分别取S1、S2椎体前缘中点，连接两点作一切线，再作此切线的垂直线，两条垂直线之间的夹角即腰骶角（图3）。

黄韧带测量[11]在小关节层面，测量两侧黄韧带中部厚度，同一位医师测量两次，取较厚一侧的平均值（图4）。

小关节积液宽度：MRI 上垂直于椎小关节方向上的T2高信号最大距离。同一位医师测量两次，并取两侧平均值（图5）。

腰椎间盘退变分级根据Pfirrmann 等[12]标准分级分为五级：Ⅰ级：髓核均质，明亮，与纤维环界限清楚；Ⅱ级：髓核中心出现水平状黑带与纤维环相连；Ⅲ级：髓核信号降低，灰白区内出现黑点；Ⅳ级：灰色信号区比例减少，黑色区增加；V 级：椎间盘高度降低，黑色信号区占优势。

图1 女，30 岁，过伸位矢状面成角为30°。图2 女，59 岁，过伸位矢状面移位为6.5 mm。图3 男，32 岁，腰骶角为43°。图4 男，38 岁，黄韧带厚度为2.8 mm。图5 男，42 岁，小关节积液宽度为1.2 mm。双侧小关节内增高的信号表明小关节积液的存在。Figure 1.Female,30 years old,radiographs of extension lumbar spine:intervertebral angles is 30°.Figure 2.Female,59 years old,radiographs of extension lumbar spine:sagittal translation is 6.5 mm.Figure 3.Male,32 years old,lumbosacral angle is 43°.Figure 4.Male,38 years old,ligamentum flavum thickness is 2.8 mm.Figure 5.Male,42 years old,the distance of facet joint fluid is 1.2 mm.Increased signal within the facets bilaterally indicates the presence of facet fluid.

小关节退变分级根据Weishaupt 等[13]提出分为四级：0 级，正常的小关节间隙，宽2～4 mm；Ⅰ级，小关节间隙＜2 mm 和/（或）小的骨赘和/（或）轻度关节突肥大；Ⅱ级，小关节间隙狭窄和/（或）中等的骨赘和/（或）中度关节突肥大和/（或）轻度关节面下骨侵蚀；Ⅲ级，小关节间隙狭窄和/（或）大的骨赘和/（或）重度关节突肥大和/（或） 重度关节面下骨侵蚀和/（或）软骨下囊肿。

1.4 统计学分析

采用SPSS 21.0 统计分析软件。首先对计量资料进行正态分布检验，符合正态分布者以均数±标准差（±s）表示，2 组间比较采用独立样本t 检验；偏态分布的资料用M（P25～P75）表示，等级资料用例数和百分比表示，2 组间比较均采用Mann-Whitney U检验，正态分布的计量资料相关性比较采用Pearson相关分析、点二列相关分析，非正态分布者及分级资料采用Spearman 相关分析，r＞0.7 为显著 相关，r＞0.5～0.7 为强相关，r＞0.3～0.5 为中等程度相关，r≤0.3 为弱相关。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

见表1。腰骶角、小关节积液宽度、腰椎间盘退变分级及小关节退变分级差异均有统计学意义（P均＜0.01），黄韧带值与对照组比较无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 腰椎不稳与各参数相关性

见表2。相关分析显示，腰椎不稳与腰骶角大小、小关节积液量宽度和腰椎间盘退变分级成正相关（P值均＜0.05）。腰椎不稳与小关节退变分级成负相关（P＜0.01）。

表1 两组间不同MRI 参数比较

表2 腰椎不稳与各参数相关性分析

3 讨论

脊柱是一个多组织的复合结构，椎体形态、小关节、椎间盘和连接各椎体的韧带、周围的肌肉和完整的本体感觉系统共同完成人体运动，腰椎稳定性与其结构息息相关。腰椎不稳的影像学诊断标准为矢状面移位＞4 mm，或成角＞10°[1]。

随着椎间盘逐渐发生退行性改变，所承担轴向力及剪切力减弱，有学者[14]认为椎间盘是腰椎退行性改变的始动因素，Axelsson 等[15]研究发现当椎间盘高度减小超过50%时，椎体间会再度出现稳定状态。Luk 等[16]研究认为椎间盘变性与腰椎不稳有直接相关性，与本研究结果一致，椎间盘变性造成椎间隙变小，进一步导致周围韧带的松弛，从而引发椎间隙不稳及腰椎不稳。Yoshiiwa 等[17]通过测量黄韧带厚度认为腰椎不稳患者会导致黄韧带继发性增厚，实现腰椎再稳定。而本文结果显示，黄韧带厚度与腰椎不稳无统计学意义。腰椎小关节属于滑膜关节，周围包以薄而紧的关节囊，会发生其他滑膜关节相同的退变过程包括软骨退变、软骨下骨化、骨赘形成和关节内积液形成，发展为骨关节炎。李浩鹏等[18]认为，前向水平不稳与椎间小关节骨关节炎成负相关，后向水平不稳与椎间小关节骨关节炎成正相关。本研究认为腰椎不稳与小关节积液量宽度成中等相关性，多个研究已认为小关节积液的存在与影像学不稳定性有线性关系[19-22]。而与腰骶角大小成弱相关性，郭建国等[23]认为腰骶角的大小直接影响到腰骶部结构的稳定性。当腰骶角增大后，体质量产生的重力在垂直方向所产生纵向力减小，而横向力增大，使L5～S1平面产生向前滑动的趋势极大增加。腰骶角的测量方法各文献报道并不一致，毕金坤等[24]总结了多种腰骶角大小的测量方法，如Ferguson’s 法、Splithoff 法、Grogkopff 法等，然而这些方法均为X 线测量，其中部分投照体位为站立位，可卧位检查的方法有改良Ferguson’s 法，但是，此法对于脊椎侧弯旋转及腰椎滑脱的病人，负重线的定位存在疑问。本文主要研究腰椎不稳的MRI 参数，Cornips 等[25]在研究脊柱闭合不全的MRI 腰骶角大小的测量方法时用过此法，是卧位扫描状态，故采用Abitbol 法测量[10]。这也是与其他方法结果不一致的原因之一，需要进一步的研究来比较此方法与其他方法。退变性腰椎不稳的发展有三个阶段：功能障碍阶段、腰椎失稳阶段和再稳定阶段[20]。以上研究显示，腰椎不稳在动态发展变化的不同时期可能与同一参数相关性不同，甚至相关性相反。目前主要以患者的症状及体格检查结合影像学资料作为诊断腰椎不稳的依据。由于本文测量参数较多，少数病例图像质量较差，这样的病例我们没有纳入研究。无法精准确认MRI 的正中矢状面和黄韧带增厚值及小关节积液的最大层面，测量都会造成测量偏差。然而，在我们的研究中，观察者内部和观察者之间的相关系数表明，测量具有良好的可靠性和重复性。

本研究不足：①未对受试者进行分层研究，不同年龄、性别间是否有微小差距，有待多中心和大样本的研究；②未对腰椎不稳3 期进行分期研究，以观察不同期相各参数改变是否不一致。③未对不同体位分别进行MRI 扫描，以观察不同体位导致的各参数差异[9，26-27]。④未对腰椎不稳分组，如椎间角度运动不稳、旋转不稳、前向不稳、后向不稳和前后向不稳，以观察不同类型腰椎不稳是否MRI 参数表现不一致。

综上所述，对于有下腰痛或坐骨神经痛的患者，应该考虑腰椎不稳的可能性。小关节积液量、腰骶角大小及严重腰椎间盘退变对诊断腰椎不稳具有重要参考价值。