MRI“HIZ”征结合CT 引导下椎间盘造影对椎间盘源性腰痛的诊断价值

刘玉珂，崔宏勋，申 晟，孔凡国，李培岭，张斌青，王 娜，赵振江，郭会利，张 敏，张国庆，陈亚玲

（河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院），河南 洛阳 471002）

Park 等[1]于1979 年首先提出椎间盘源性腰痛的概念，定义为所有不以神经组织受压（即除外腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄等）为主要表现的腰椎间盘退行性疾病，其源于椎间盘自身的疼痛，有别于椎间盘突出压迫神经根所引起的根性疼痛。目前对这种疼痛的病理生理、病因、发病机制、诊断及治疗等尚缺乏足够的认识，明确诊断困难[2]。Aprill 和Bogduk等1992 年首次提出纤维环内高信号区（High intensity zone，HIZ）的概念，“HIZ” 征特指MRI 矢状位T2WI 上出现的HIZ，代表椎间盘纤维环中的环状裂隙。文献[3]认为“HIZ”征是椎间盘纤维环破裂和椎间盘源性腰痛的重要影像学表现，但也有研究认为“HIZ”征诊断椎间盘源性腰痛的价值有限。本文应用“HIZ”征对病变椎间盘造影前进行分级，通过椎间盘造影评估椎间盘纤维环的破裂程度，分析“HIZ”征与椎间盘源性腰痛“责任间盘”的相关性，提高诊断准确性，为临床治疗提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

对2015 年1 月—2020 年10 月来我院就诊的102 例患者进行MRI 检查，均无明显的椎间盘突出，表现为一个或多个椎间盘具有“HIZ”征，对具有“HIZ”征的椎间盘进行CT 引导下椎间盘造影检查。102 例患者均表现为长期慢性下腰痛且不伴有典型的神经根性症状和相关体征。男44 例，女58 例，年龄23～60 岁，平均40.5 岁。单节段椎间盘“HIZ”征25 例，2 个节段椎间盘“HIZ”征52 例，3 个节段椎间盘“HIZ”征20 例，4 个节段椎间盘“HIZ”征4 例，5个节段椎间盘“HIZ”征1 例。椎间盘造影前患者下腰痛症状均持续超过5 月，经对症保守治疗疗效不明显。

1.2 MRI 检查方法

采用西门子公司Skyra 3.0T 和飞利浦公司Ingenia 3.0T 超导型磁共振成像设备，表面线圈，应用快速自旋回波（FSE）序列T1WI、T2WI 及脂肪抑制序列T2WI，常规行矢状位、冠状位和轴位扫描，对显示“HIZ” 征表现的椎间盘行轴位脂肪抑制序列T2WI高分辨薄层扫描，层厚2 mm，层间距0.5 mm，视野（FOV）30～40 cm，矩阵256×256～256×384，观察椎间盘内“HIZ”征的特点。

1.3 “HIZ”征的评价

根据腰椎矢状位及轴位脂肪抑制序列T2WI 高分辨薄层扫描图像，将椎间盘纤维环三等分为内、中、外层纤维环，由三位高年资影像诊断医师共同阅片，在轴位图像上对具有“HIZ”征的椎间盘内异常高信号累及的范围进行分级，共分为Ⅲ级：Ⅰ级：异常高信号局限于椎间盘内层纤维环，不超过纤维环内侧1/3，呈局限小片状或团状；Ⅱ级：异常高信号累及椎间盘中层纤维环，未达到外侧纤维环，未向两侧纤维环内扩展；Ⅲ级：异常高信号累及椎间盘外层纤维环，向两侧纤维环内扩展。

1.4 CT 引导下椎间盘造影方法

根据MRI 检查，对具有“HIZ”征的椎间盘行CT引导下椎间盘造影术，评估椎间盘纤维化破裂程度。患者取俯卧位或侧卧位，给予镇静剂，穿刺点皮肤常规消毒、局麻，采取后正中入路或侧方入路，侧方入路适用于L1～L3之间的椎间盘，后正中入路适用于L3～S1节段的椎间盘，穿刺入路选择无“HIZ”征的椎间盘健侧。CT 定位扫描确定椎间盘穿刺层面，通过测量确定体表进针点、进针角度和深度，采用22 号穿刺套针，穿刺针长度15 cm，经棘突旁8～10 cm 椎间隙前外侧穿刺达椎间隙中后1/3 交界处进入椎间盘，注入对比剂，记录注入量，观察患者的疼痛反应，如在注射对比剂时诱发出原有的疼痛症状或虽未诱发出疼痛但阻力较大无法继续注入时，停止对比剂注射。注入对比剂后，穿刺针不动，保持一定压力约1～2 min 后拔出穿刺针。选择相邻的无“HIZ”征椎间盘造影作为对照。椎间盘造影后半小时内进行CT扫描，采用西门子公司128 层螺旋CT，层厚2 mm，层距0.5 mm。对比剂选用北京北陆药业生产的碘海醇注射液，240 mgI/mL。

1.5 椎间盘造影的CT 评价

由2 位高年资临床医师和1 位高年资影像医师共同阅片，根据椎间盘造影的CT 表现，参考Dallas分级方法，评估椎间盘纤维环的破裂程度，将其分为4 级：0 级：造影剂位于髓核内；1 级：造影剂沿着裂隙流人内层纤维环，不超过纤维环的1/3；2 级：造影剂流入内、中层纤维环，不超过纤维环的2/3，未达到外层纤维环，未向两侧纤维环内扩展；3 级：造影剂流出达到外层纤维环或向两侧纤维环内扩展或突破纤维环流入硬膜外腔。0 级和1 级为正常，2 级和3 级表示纤维环破裂。

1.6 椎间盘造影疼痛诱发试验的评价标准

疼痛诱发试验分为阴性和阳性，阴性为造影时患者无疼痛或存在不明确的疼痛，即注射时引起疼痛，但与临床症状不同；阳性为与临床症状相符的一致性疼痛，即注射时准确诱发出与平时症状一致的腰痛或牵涉痛[2]。

1.7 统计学分析

应用SPSS 16.0 数据统计软件包，“HIZ”征级别与椎间盘造影Dallas 分级、椎间盘造影Dallas 分级与诱发疼痛反应的关系采用Ridit 分析，“HIZ”征与椎间盘造影疼痛反应、椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影疼痛反应的关系采用Kappa 一致性检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MRI“HIZ”征的分级和分布

102 例患者共检出178 个椎间盘“HIZ”征，其中L2/L3椎间盘10 个，L3/L4椎间盘35 个，L4/L5椎间盘84 个，L5/S1椎间盘49 个。Ⅰ级“HIZ”征24 个（图1a），Ⅱ级“HIZ”征108 个（图2a），Ⅲ级“HIZ”征46个（图3a）。

2.2 椎间盘造影的CT 分级和分布

对178 个具有“HIZ”征的椎间盘在CT 引导下行椎间盘造影，并进行Dallas 分级，结果显示24 个Ⅰ级“HIZ”征中Dallas 分级0 级3 个、1 级21 个（图1b）；108 个Ⅱ级“HIZ” 征中Dallas 分级2 级96 个（图2b），3 级12 个；46 个Ⅲ级“HIZ”征中Dallas 分级2 级1 个，3 级45 个（图3b）。

图1 男，38 岁，L4/L5 椎间盘“HIZ”征Ⅰ级，MRI T2WI 上椎间盘内异常高信号局限于内层纤维环，不超过纤维环内侧1/3，呈局限片状或团状（图1a）；椎间盘造影Dallas 分级为1 级，造影剂沿着裂隙流入内层纤维环，不超过纤维环的1/3（图1b）。图2 男，39 岁，L4/L5 椎间盘“HIZ”征Ⅱ级，MRI T2WI 上椎间盘内异常高信号累及椎间盘中层纤维环，未达到外侧纤维环，未向两侧纤维环内扩展（图2a）；椎间盘造影Dallas 分级为2 级，造影剂流入内、中层纤维环，不超过纤维环的2/3，未达到外层纤维环，未向两侧纤维环内扩展（图2b）。Figure 1.Male,38 years old,L4/L5 disc“HIZ” sign grade I,MRI T2WI: abnormal high signal is confined to the inner annulus fibrosus,not more than 1/3 of the inner side of the annulus fibrosus,localized patchy or mass (Figure 1a).The classification of discography Dallas is grade 1,and the contrast agent flows into the inner annulus fibrosus along the fissure,which is not more than 1/3 of the annulus fibrosus(Figure 1b).Figure 2.Male,39 years old,L4/L5 disc “HIZ” sign grade Ⅱ,MRI T2WI: abnormal high signal in the intervertebral disc involving the middle annulus fibrosus,does not reach the outer annulus fibrosus,does not extend into the bilateral annulus fibrosus (Figure 2a).The Dallas classification of discography is grade 2.The contrast agent flows into the inner and middle annulus fibrosus,which is not more than 2/3 of the annulus fibrosus,but does not reach the outer annulus fibrosus and does not extend into the bilateral annulus fibrosus(Figure 2b).

图3 男，42 岁，L5/S1 椎间盘“HIZ”征Ⅲ级，MRI T2WI 上椎间盘内异常高信号累及椎间盘外层纤维环，向两侧纤维环内扩展（图3a）；椎间盘造影Dallas 分级为3 级，造影剂流出达到外层纤维环并向两侧纤维环内扩展，右侧突破纤维环流入硬膜外腔（图3b）。图4 女，39 岁，L4/L5 椎间盘“HIZ”征Ⅱ级，MRI T2WI 上椎间盘内异常高信号累及椎间盘中层纤维环，未达到外侧纤维环，未向两侧纤维环内扩展（图4a）；椎间盘造影Dallas 分级为3 级，造影剂流出达到外层纤维环并向右侧突破纤维环流入硬膜外腔（图4b）。Figure 3.Male,42 years old,L5/S1 disc “HIZ” sign grade Ⅲ,abnormal high signal on T2WI MRI involves the outer annulus fibrosus and extends into bilateral annulus fibrosus (Figure 3a).Discography Dallas grade 3,the contrast agent outflow reaches the outer annulus fibrosus and extends into the annulus fibrosus on both sides,and the right side breaks through the annulus fibrosus into the epidural space(Figure 3b).Figure 4.Female,39 years old,L4/L5 disc “HIZ” sign grade Ⅲ,MRI T2WI: abnormal high signal in the disc involving the middle annulus fibrosus,does not reach the lateral annulus fibrosus,does not extend into the bilateral annulus fibrosus(Figure 4a).Discography Dallas grade 3,contrast agent outflow reaches the outer annulus and breaks through the annulus fibrosus to the right and flowed into the epidural space(Figure 4b).

2.3 MRI“HIZ”征与椎间盘纤维环破裂程度的关系

见表1。178 个椎间盘“HIZ”征进行椎间盘造影时，24 个Ⅰ级“HIZ”征中21 个与Dallas 分级相符，3个不相符，为0 级；108 个Ⅱ级“HIZ”征中96 个与Dallas 分级相符，12 个不相符，为3 级（图4a，4b）；46 个Ⅲ级“HIZ”征中45 个与Dallas 分级相符，1 个不相符，为2 级。“HIZ”征分级越高，椎间盘纤维环破裂程度的分级也越高，二者具有显著的统计学关系（P＜0.01）。

表1 MRI “HIZ 征”与椎间盘造影Dallas 分级的分布

2.4 “HIZ”征与椎间盘造影诱发疼痛的关系

178 个椎间盘“HIZ”征进行椎间盘造影时77 个诱发疼痛，占43.3%，对102 例患者中无“HIZ”征的97 个椎间盘进行了对照造影，13 个椎间盘诱发疼痛，占13.4%。“HIZ”征与椎间盘造影诱发疼痛反应阳性之间具有统计学关系（P＜0.05）。

2.5 椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影诱发疼痛的关系

Dallas 分级0 级的3 个椎间盘造影时均未出现疼痛反应；Dallas 分级1 级的21 个椎间盘造影时5个出现疼痛反应，占23.8%；Dallas 分级2 级的97个椎间盘造影时33 个出现疼痛反应，占34.0%；Dallas 分级3 级的57 个椎间盘造影时39 个出现疼痛反应，占68.4%。椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影出现疼痛反应之间具有显著的统计学关系（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 “HIZ”征的发生机制和临床意义

国内外文献[3-5]认为，“HIZ”是沿椎间盘纤维环裂隙所形成的富含不同程度毛细血管的肉芽组织，可刺激椎间盘周围的窦椎神经而导致椎间盘源性腰痛，“HIZ”伴随着椎间盘退变出现，发生规律与纤维环破裂趋势一致。“HIZ”征可出现于单个椎间盘，亦可同时发生于多个椎间盘，可位于椎间盘前缘或后缘，可位于前、后缘的上方、中央或下方，后缘发生率明显高于前缘，前后缘同时发生者较少，可能与椎间盘后缘纤维环薄弱、承受压力较大而易发生破裂有关。本组病例均对椎间盘后缘“HIZ”征进行研究。“HIZ”征可见于成年人的各个年龄阶段，具有显著的年龄特征，后缘发生年龄多早于前缘，原因可能与前后缘纤维环解剖差异及承受压力、破裂发生的程度、时间先后等有关。文献[6-8]认为“HIZ”征是椎间盘纤维环破裂和椎间盘源性腰痛的重要影像学表现，但也有研究认为“HIZ”征诊断椎间盘源性腰痛的价值有限，在无症状人群中也可发现“HIZ”征，发生率约为23.2%，在腰痛组发生率为28.0%～38.8%，应用“HIZ” 征判断纤维环破裂的准确率较低，只有当“HIZ”出现在纤维环的外层时才能比较可靠地预示疼痛，另外，当多个椎间隙均出现“HIZ”征时，较难判断“责任间盘”。

3.2 “HIZ”征的局限性与椎间盘造影的优势

“HIZ”征诊断椎间盘源性腰痛具有局限性，文献[2，7]认为，椎间盘造影是诊断椎间盘源性疼痛的“金标准”，椎间盘造影可诱发、复制患者平时的临床症状，有助于判断“责任间盘”，同时还可根据造影剂在椎间盘的弥散情况进行Dallas 分级，对椎间盘纤维环的退变及撕裂程度进行评估，提高诊断的精确性，帮助手术定位，避免对非“责任间盘”实施手术。但是，椎间盘造影术为有创性检查，诱发疼痛时有诸多干扰因素，其准确性及对临床的指导意义仍有争议[9]，对于部分非“责任间盘”进行造影，可导致椎间盘的医源性损伤，加重病人的身心负担。

3.3 “HIZ”征与椎间盘纤维环破裂程度的关系

“HIZ”征可提示椎间盘纤维环的破裂，但“HIZ”征在部分无症状人群中也可出现，患者是否具有临床症状与纤维环的破裂程度有关，只有当“HIZ”出现在外层纤维环时才能可靠地预示疼痛[10]，因此，揭示“HIZ”征与椎间盘纤维环破裂程度的关系，对“责任间盘”的判断具有临床意义。本组对178 个椎间盘进行椎间盘造影，162 个与Dallas 分级相符，具有较高的符合率（91.0%），3 个Ⅰ级“HIZ”征、12 个Ⅱ级“HIZ”征及1 个Ⅲ级“HIZ”征与Dallas 分级不相符，可能与“HIZ”级别的判断、造影时的穿刺部位、注射压力及纤维环裂隙的贯通程度等有关[11]，提示MRI“HIZ” 征分级与Dallas 分级具有较高的符合率，可应用“HIZ”征指导临床进行椎间盘纤维环破裂程度分级。

3.4 “HIZ”征与椎间盘造影疼痛诱发试验阳性的关系

椎间盘造影疼痛诱发试验可客观反映“HIZ”征与椎间盘源性腰痛的关系，当一个具有“HIZ”征的椎间盘内被注入的造影剂量超过2 mL，且在注射过程中诱发、复制了平时的临床症状，则椎间盘造影疼痛诱发试验为阳性，提示椎间盘纤维环破裂，认为此椎间盘是引起腰痛的“责任间盘”，但并不是所有具有“HIZ”征的椎间盘造影疼痛诱发试验都为阳性。椎间盘造影同时对相邻的一个无“HIZ”征的椎间盘进行对照造影，可在一定程度上排除假阳性疼痛[12]。本组178 个具有“HIZ”征的椎间盘造影时77 个诱发疼痛，占43.3%，97 个无“HIZ”征的椎间盘进行对照造影，13 个椎间盘诱发疼痛，占13.4%，二者具有显著的统计学差异（P＜0.05）。本文认为，尽管“HIZ”征并不能可靠预示椎间盘源性腰痛的“责任间盘”，特异性不强，但具有“HIZ”征的椎间盘为椎间盘源性腰痛“责任间盘”的可能性远远高于无“HIZ”征的椎间盘，对于椎间盘源性腰痛的患者，存在椎间盘“HIZ”征，仍然是进行椎间盘造影的可靠依据，且做出“责任间盘”认定的可能性更高。

3.5 椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影诱发疼痛的关系

由于引起椎间盘源性腰痛的窦椎神经分布于椎间盘的外层纤维环，因此椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影时是否诱发疼痛必然存在联系，椎间盘纤维环破裂程度越高，纤维环撕裂越靠近外层纤维环，疼痛诱发试验阳性的可能性就越大[13]。本组Dallas 分级0 级和1 级的24 个椎间盘造影时仅5个出现疼痛反应，占20.8%，Dallas 分级2 级的97个椎间盘造影时33 个出现疼痛反应，占34.0%，而Dallas 分级3 级的57 个椎间盘造影时39 个出现疼痛反应，占68.4%，椎间盘纤维环破裂程度与椎间盘造影疼痛诱发试验阳性之间具有显著的统计学差异。显示Dallas 分级与椎间盘造影诱发试验阳性之间具有相关性，Dallas 分级级别越高，椎间盘造影疼痛诱发试验阳性的比率也越高，该椎间盘为“责任间盘”的可能性就越大，对该“责任间盘”进行精准治疗，患者临床症状好转的可能才会大大提高。若椎间盘造影疼痛诱发试验为阴性，只有单纯的“HIZ”征，则该椎间盘为“责任间盘”的可能性就较小。

本研究结果显示，MRI “HIZ”征可指导临床进行椎间盘纤维环破裂程度分级，椎间盘“HIZ”征仍然是进行椎间盘造影的可靠依据，且做出“责任间盘”认定的可能性更高，Dallas 分级与椎间盘造影诱发试验阳性之间具有相关性，Dallas 分级级别越高，该椎间盘为“责任间盘”的可能性就越大，“HIZ”征与椎间盘造影密切结合，认真对照疼痛诱发试验结果，对确定 “责任间盘”、准确诊断椎间盘源性腰痛具有重要的临床应用价值。