腰椎超声图像特征分析及椎体节段定位研究

郭 爽 左传兵 刘 宽 杨 坤 梅求安 王 刚

肌骨超声近年来广泛应用于康复科、麻醉科、骨科等领域进行穿刺定位及实时引导。超声扫查腰椎可应用于椎管内麻醉、腰脊神经根阻滞、腰方肌平面阻滞、联合CT行腰椎椎间孔镜手术等微创治疗［1-2］，治疗过程中腰椎节段的确定尤为关键。本研究探讨了腰椎的超声图像特点及腰椎骨性结构移行规律，总结各种情况下超声定位腰椎节段的方法，旨在为提高超声引导下腰椎定位的准确率提供参考。

资料与方法

一、临床资料

选取2019年4～10月于我科就诊的腰痛患者200例，其中男110例，女90例，年龄20～75岁，平均（50.0±6.2）岁。患者因椎间盘源性腰痛伴坐骨神经痛、腰背部肌筋膜炎、腰三横突综合征、腰椎小关节紊乱等原因引起腰痛。纳入标准：无腰椎手术史，完善的腰椎正侧位X线检查。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

使用迈瑞DC-70S彩色多普勒超声诊断仪，凸阵探头，频率为3～5 MHz。患者取俯卧位，腹下垫一薄枕，上肢放置于身体两侧，下肢自然伸直，踝关节前方垫一薄枕，行双侧腰部扫查，仔细扫查腰椎纵切面、横切面，总结声像图特点和骨性结构移行规律，寻找腰椎横突数目正常及异常时腰椎节段的定位方法。在超声腰椎定位完成后，与患者腰椎X线正位片进行对比，观察超声定位腰椎节段与X线正位片是否一致。若腰椎X线提示腰椎横突数目异常，行脊柱全长片检查后，再与超声定位的结论相对比。

1.超声扫查腰椎骨性结构方法

（1）纵切面扫查：将凸阵探头放置于腰骶部正中，确定骶骨后，将探头一端放置于骶骨处，显示部分骶正中嵴、L4及L5棘突切面图像；随后探头向外侧移动约1 cm以显示L4椎板，获得椎板切面图像；探头再向外侧移动约1 cm，显示L4椎板与下关节突切面图像；继续向外侧移动探头约1 cm，使其位于椎板外侧缘，显示L3与L4间的关节突关节及L4横突根部切面图像；最后探头再向外侧移动约1 cm，显示L4横突切面图像。

（2）横切面扫查：将探头置于任一腰椎横突，获得横突切面图像；随后向上移动探头至横突消失，获得关节突关节切面图像；将探头回到横突切面后向下移动探头至横突消失，获得椎板切面图像。

2.腰椎节段的确定方法

（1）以骶骨、髂骨及下位腰椎的棘突、横突或椎板为骨性标志确定腰椎节段。①以棘突为参考标志：将探头放置于髂骨正中，显示为连续的骨性声像图为骶正中嵴，向头侧移动过程中，出现的第1个与髂骨不相连的棘突为L5棘突，向上可依次确定腰椎各节段棘突。②以椎板为参考标志：将探头放置于髂骨正中线稍偏一侧约1 cm，出现骶骨图像后向头侧移动直至出现椎板图像，出现第1个且与髂骨不相连的椎板为L5椎板，再向上依次确定腰椎各节段椎板。③以髂嵴为参考标志：大部分人群X线显示髂嵴最高点连线经过L4椎体下1/3或L4与L5的棘突间隙［3］，L4横突平对腰椎椎体上1/3，故L4横突多位于髂嵴之上，L5横突位于髂嵴之下或与髂脊相平。将探头与脊柱长轴平行放置于一侧腋后线，向内侧移动显示髂嵴最高点后于体表标记，从髂嵴最高点向中线滑动，直至出现腰椎横突，位于髂嵴最高点头端横突为L4横突，与髂嵴最高点相平或略低于髂嵴最高点横突为L5横突。且L4与L5横突的间距较宽，L5横突与髂骨的间距相对狭小，可进一步印证L4、L5横突。

（2）以第12肋骨为骨性标志确定腰椎节段，确定第12肋骨后，其下一节段为L1横突，再依次确定腰椎各节段。①从足向头侧移动探头纵切确定第12肋：保持低频探头与脊柱平行，放置于下腰部正中旁开约3 cm处，向外侧移动探头至最长的腰椎横突刚消失时再向上移动探头，出现的第1个骨性标志即为第12肋，保持第12肋位于超声屏幕中点，随后向中线滑动，出现的横突即为L1横突，向下依次确定腰椎各节段横突。②从头向足侧移动探头纵切确定第12肋：探头同上放置于下胸部脊柱旁开约6 cm处，向足侧滑动探头，最后出现的骨性标志即为第12肋。③从头向足侧移动探头横切确定第12肋：保持低频探头与脊柱垂直，放置于一侧下胸部脊柱旁，可见肋横突关节，向下滑动探头，可见肋骨与椎体渐移分离，当肋骨与椎体不再分离时即为L1横突。④从足向头侧移动探头横切确定第12肋：将探头同上放置于一侧下腰部脊柱旁，可见腰椎横突与脊柱相连，向上滑动探头至出现椎旁肋骨渐移与脊柱靠近，即为第12肋骨。

（3）横突声像数目异常者腰椎节段的确定：对于超声下横突数目异常者，若出现6个横突声像，则常需判断是否为第12肋变短或出现骶椎腰化，此时可参考髂嵴最高点，其位置相对比较恒定。①若从上向下数横突时，最后1个横突声影与髂嵴最高点相平或略低于髂嵴最高点，则最后1个横突为L5横突，考虑为胸12肋变短，致使多出现1个横突声影；然后结合椎板或棘突进一步确认，体表标记各横突位置，此时最后1个横突平面下方常仅可见1个椎板和1个棘突，即为L5椎板及棘突。②若从上向下数横突，倒数第2个横突声影平行或略低于髂嵴，则倒数第2个横突为L5横突，最后1个横突为骶椎腰化所致；然后结合椎板或棘突进一步确认，倒数第2个横突平面下方常可见2个椎板和2个棘突，即为L5、S1椎板及棘突。同时可根据腰椎解剖特征予以辅助确定节段，如L3横突最长，L1横突最短［4］，棘突纵切面上L4棘突宽于L5棘突［5］等。

亦可以从颈椎开始从上向下扫查，确定肋骨的数目以进一步确认腰椎节段。颈椎节段的确定可根据颈椎横突的特点、臂丛神经的走行等方法来确定。C7横突常无后结节，确定C7后结节后探头向下移动出现T1肋横突关节，以此确定第1肋；或找到锁骨上臂丛神经，探头向头端移动的过程中臂丛神经逐渐分离，最浅的神经根为C5神经根，继续向头端移动可见C5神经从C5前后结节中发出，以此确定C5横突，随后向足侧移动探头以此确定余下颈椎及胸椎节段。

结 果

一、腰椎纵切面和横切面骨性结构声像图特点及移行规律

1.纵切面上腰椎骨性结构声像图特点：分为5个切面，包括棘突切面、椎板切面、椎板与下关节突切面、上关节突与横突根部切面、横突切面（图1A）。腰椎棘突呈“城墙样”表现，位置表浅，L1～L4棘突宽大，L5棘突相对窄小（图1B）。腰椎椎板表现为“马头征”，椎板间可见黄韧带、硬脊膜等结构（图1C）。椎板与下关节突表现为连续骨性声像，呈“波浪样征”，下关节突覆盖于上关节突，未显示的上关节突位于上位腰椎的下关节突深处（图1D）。关节突关节与横突根部超声表现为“驼峰征”，关节突关节较横突位置更加表浅（图1E）。横突声像图表现为“三叉戟”征（图1F）。

图1 腰椎纵切面示意图及超声图像

2.纵切面上腰椎骨性标志移行规律：当连续动态扫描腰椎时可发现棘突向外移行为椎板，椎板向外移行为上、下关节突及横突根部，横突根部再向外移行为横突。以L5棘突为例，确定L5棘突后，探头向外侧稍移动，L5棘突消失，几乎在棘突同一水平位置出现L5椎板；再向外侧移动探头，可见L5椎体上缘移行为L5上关节突，L5椎板下缘移行为L5下关节突；接着向外侧稍移动探头，L5椎板消失，L4与L5关节突关节下方出现L5横突根部、L5下关节突与S1上关节突关节；继续向外侧移动探头，L4与L5关节突关节、L5下关节突与S1上关节突关节消失，L5横突根部移行为L5横突（图2）。

图2 L5椎体纵切面从棘突至横突移行的超声图像

3.横切面上腰椎骨性结构声像图特点：分为3个切面，即横突上关节突关节切面、横突间切面、横突下椎板切面（图3A）。①横突上关节突关节切面主要可见关节突关节及其关节囊，其内侧结构根据位置不同有所差别。关节突关节上半部分内侧为棘突声影；下半部分内侧为棘突间韧带声影，深部可见椎管内硬膜囊（图3B）。②横突间切面可见横突高回声声影，横突间切面的上半部分可见棘突间韧带及其深部的硬膜囊，同时可见关节突关节的最下部分，关节突关节间隙常显示不清（图3C）；横突间切面的下半部分内侧可见椎板及棘突，椎管内硬膜囊因椎板及棘突遮挡不能显示。③横突下椎板切面上横突刚消失，下位椎体的上关节突尚未出现，即关节突关节尚未出现，可见椎板与棘突（图3D）。

图3 腰椎横切面示意图及超声图像

4.横切面上腰椎骨性标志移行规律：探头放置于关节突关节上半部，可见椎板、棘突；当探头向下移动，棘突逐渐消失，出现棘突间韧带及椎管内硬膜囊出现；再向下移动探头，关节突关节渐移消失出现横突，棘突间韧带消失出现棘突及椎板；继续向下移动探头，横突消失，仅可见椎板、棘突。若仍向下移动探头，可再次出现下位椎体关节突关节声像图。

二、腰椎横突数目异常时腰椎节段定位情况

本研究中共12例患者出现腰椎横突数目异常。其中有10例双侧出现6个横突声影，女8例，男2例，其中8例考虑为胸椎腰化，2例考虑为骶椎腰化。1例女性患者左侧出现6个横突声影，右侧出现5个横突声影，考虑为左侧为胸12肋肋骨变短。1例女性患者左侧出现5个横突声影，右侧出现4个横突声影，考虑为右侧L1横突变长所致。此12例患者经脊柱X线全长片证实，与超声考虑意见一致。

余188例患者双侧均有5个横突，未出现移行椎，与患者腰椎X线检查结果一致。175例患者髂嵴最高点与L5横突、L4与L5棘突间隙几乎处于同一水平线；20例患者髂嵴最高点明显高于L5横突，但仍低于L4横突；5例患者髂嵴最高点略低于L5横突，但未见骶椎腰化。

讨 论

超声能够快速识别腰椎横突、棘突等骨性结构，相比X线或CT，在介入治疗中，超声具有易开展、相对廉价的优势，能够避免将医师及患者暴露于放射线之下，同时可实时引导，观察穿刺针的位置，尽量减少对血管神经的损伤。关于腰椎纵切面的声像图及其特点已有文献描述［6］，但未阐述其各个切面之间连续动态的变化规律，致使超声医师虽然认识各个独立的腰椎纵切声像图，但在从中线棘突向横突或从横突向棘突方向扫查过程中，难以互相联系同一节段的腰椎骨性结构在声像图上的演变，容易丢失节段，给定位腰椎节段造成一定困难。基于此，本研究总结出腰椎横切面和纵切面的骨性结构声像图特点及移行规律，对今后腰椎节段的确定大有裨益。

对于腰椎节段的确定，多以棘突、横突为解剖标准确定［7］，但未具体提及如何确定棘突或横突节段。此外，当患者出现腰椎骶化、骶椎腰化或第12肋骨变短类似L1横突，因横突声影的减少或增多，对腰椎节段确定造成一定困难。大部分人群X线上髂嵴最高点连线经过L4椎体下1/3及L4与L5棘突间隙，L4横突多位于髂嵴之上，L5横突位于髂嵴之下或与髂脊相平［3］。当腰椎横突数目异常时，以L5横突与髂嵴的关系为参考，联合L5横突水平线以下椎板或棘突的数目，可快速准确定位腰椎节段。若患者出现双侧6个横突声像图，且L5横突位于髂嵴之上，L5横突水平以下仅出现1个椎板及棘突，此时可行颈胸腰椎全程扫查，从颈椎开始确定肋骨数量。本研究中共出现12例腰椎横突数目异常者，经超声扫查确定的节段结果与患者脊柱X线全长片检查结果一致；188例双侧腰椎横突数目正常者与腰部X线检查结果一致，说明应用超声确定脊柱节段具有较高的准确性。本研究中85%（175例）患者髂嵴最高点与L4与L5棘突间隙位于同一水线上，史方悌等［8］通过X线研究发现髂嵴最高点与位于L4与L5棘突间隙患者比例为72%，可能与本研究中患者体位为腹部垫枕，腰椎生理曲度减小，棘突间隙位置略改变有关。

当出现骨质增生严重的患者，其腰椎椎板间隙常显示不清，而骨质疏松的患者或肥胖患者其声像图欠清晰、腰椎椎间隙因退变丢失明显及腰椎向前滑脱时髂嵴最高点可能与L4横突平行，导致腰椎节段识别也常成为棘手的问题。此时多种腰椎定位方法联合使用，有利于提高识别腰椎节段的准确率。临床中可根据穿刺部位的不同，采用多种方法联合定位提高准确率。对于腰硬联合麻醉或侧隐窝注射，穿刺点为椎板间隙，可以通过椎板间隙找到相应节段后体表标记，联合横突定位；若穿刺点为腰椎后支、L3横突注射、腰方肌阻滞、腰交感阻滞等，可定位各腰椎横突后，联合髂嵴最高点判断横突节段是否准确；对于腰脊神经根出孔根注射，找到相应节段椎板后向外侧移动，确定出孔根位置，联合横突或者髂嵴最高点进一步确定节段。

本研究的局限性：本研究中未发现L5横突与髂骨融合或形成假关节者，或S1腰化后其横突与骶骨形成假关节病例，可能与本研究纳入样本量相对较少有关，有待今后进一步研究观察。

综上所述，本研究总结了腰椎及其毗邻组织的超声声像图结构特点，联合多种腰椎定位方法确定其节段，有助于准确完成腰椎相关节段的检查及治疗。