MRI对CSCIWORA患者术后脊髓功能恢复情况的预测研究

马顺江， 汤中文

1. 湖北工程学院体育学院， 湖北 孝感 432000； 2. 武汉市金银潭医院， 湖北 武汉 430023

无骨折脱位型颈脊髓损伤又称无放射学异常的脊髓损伤(CSCIWORA)，患者无放射影像学骨折脱位异常，但伴颈脊髓、神经损伤症状，占所有颈脊髓损伤的3%～16%，及时恰当治疗是促进颈脊髓功能恢复重要措施[1]。目前CSCIWORA的治疗包括保守与手术两种方法，虽然保守治疗能不同程度恢复颈脊髓功能，但不能从根本上解决颈脊髓受压迫的问题，可能会引起脊髓慢性病变，因此国内外大多主张给予手术治疗[2]。王强等[3]研究显示，CSCIWORA患者术后3个月日本骨科学会(JOA)颈脊髓功能评分分别为8.7～12.3分，提示经手术治疗后患者颈脊髓功能得到明显改善，但不同患者改善不尽相同，因此掌握CSCIWORA患者术后颈脊髓功能恢复情况异质性的原因，早期预测颈脊髓功能恢复情况意义重大。磁共振成像(MRI)被视为诊断CSCIWORA的一种可靠方法，通过其较强的软组织分辨能力，不仅能观察脊髓损伤后形态学变化、脊髓损伤严重程度，还能判断颈椎稳定性、椎管狭窄程度等，为手术治疗提供依据，并进一步评估术后脊髓恢复情况[4]。本研究尝试探讨MRI预测CSCIWORA术后脊髓功能恢复情况的效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月至2021年12月武汉市金银潭医院139例CSCIWORA患者作为研究对象，年龄19～63岁，平均年龄(39.40±10.34)岁。纳入标准：患者有运动跌倒史，经体格、影像学等相关检查，符合CSCIWORA诊断标准[5]；既往无颈椎手术史者；行手术治疗者；外伤前颈脊髓正常者；患者知情同意。排除标准：颈椎结核、肿瘤者；颈椎先天畸形者；不能配合研究或资料收集者；研究过程中新发影响脊髓功能疾病者；资料不完整者。

1.2 方法

1.2.1治疗方法

入院后颈围领固定，结合患者实际情况给予甲泼尼龙(天津金耀药业有限公司，国药准字H20217037)30 mg/(kg·h)静滴，15 min完成滴注，间隔45 min后静滴甲泼尼龙5.4 mg/(kg·h)24 h，并完善术前相关检查。根据损伤部位、影像学等术前检查结果，给予前路颈椎间盘切除植骨融合内固定(53例)、椎体次全切植骨融合内固定术(46例)、前路颈椎间盘切除植骨融合联合后路单开门椎管扩大成形术(40例)。

1.2.2术后脊髓功能恢复情况

通过JOA 17分法颈脊髓功能评定标准[6]评估患者颈脊髓功能，JOA改善率=(术后3个月评分-术前评分)/(17-术前评分)×100%，改善率>75%、50%～75%、25%～49%、<25%分别为优、良、可、差，其中，优+良纳入良好组，可+差纳入非良好组。

1.2.3患者资料收集

收集两组年龄、性别、体质量指数(BMI)、受伤至手术时间、脊髓损伤节段、受伤原因、手术方式、美国脊髓损伤协会(American Spinal Cord Injury Association，ASIA)[5]分级、伤后激素(甲泼尼龙)用药史资料。

1.2.4MRI检测

就诊时先进行X线/CT检查，明确是否存在骨折和脱位，并观察椎间盘、椎管，再行MRI检查，采用德国Siemens 1.5 T MRI仪。扫描序列包括T1、T2、短反转时间反转恢复序列，观察颈脊髓外形、颈椎曲度、椎间盘损伤、前后纵韧带情况，脊髓损伤MRI类型：水肿(T1正常强度信号或灶状略低、条形信号，T2高信号)、出血(<72 h，T1、T2示灶状低信号，≥72 h时T1高信号，T2低信号)、水肿+出血；观察颈椎矢状位T2加权像是否存在椎前高信号，记录脊髓损伤信号长度、有效颈椎管率，其中有效颈椎管率=(椎管中矢状径+椎体中矢状径-退变椎体矢状径)/退变椎体矢状径。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组一般资料比较

139例患者术后3个月整体JOA改善率为(69.86±11.02)%，其中，优74例、良29例、可27例、差9例，优良率为74.10%。非良好组受伤至手术时间长于良好组，脊髓损伤ASIA分级较良好组严重(P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料对比

2.2 两组MRI检测结果比较

非良好组脊髓损伤MRI类型水肿+出血、颈椎MRI椎前高信号患者多于良好组，脊髓损伤信号长度高于良好组，有效颈椎管率低于良好组(P<0.05)。见表2。

表2 两组MRI检测结果比较

2.3 JOA评分改善率的多元线性回归分析

多元线性回归分析显示，受伤至手术时间、脊髓损伤ASIA分级、脊髓损伤MRI类型、颈椎MRI椎前高信号、脊髓损伤信号长度、有效颈椎管率均与JOA评分改善率相关(P<0.05)。见表3。

表3 JOA评分改善率的多元线性回归分析

2.4 多元线性回归方程的验证

采用F对整体回归方程显著性进行检验显示，F=13.608，P=0.000，提示所有相关变量对被解释变量有显著性影响，拟合优度检验调整R2=0.877，表明所得多元线性回归方程有意义。

2.5 磁共振成像技术参数预测术后脊髓功能恢复良好的ROC曲线分析

各MRI参数预测术后脊髓功能恢复情况的ROC曲线显示，脊髓损伤MRI类型、颈椎MRI椎前高信号、脊髓损伤信号长度、有效颈椎管率的AUC分别为0.758、0.583、0.846、0.719，均低于上述参数联合的AUC(0.922)，联合预测的敏感度为91.67%，特异度为80.58%。见图1。

图1 磁MRI参数预测术后脊髓功能恢复良好的ROC曲线分析

3 讨论

运动跌倒是导致CSCIWORA的一种常见原因，大多为不完全性脊髓损伤，本研究所纳入均为该类型[7]。虽然选用保守还是手术治疗CSCIWORA目前尚未形成统一意见，但大多观点认同非手术治疗往往难以取得理想疗效[8]。本研究纳入的139例患者经综合评估损伤节段、损伤程度、影像学结果后，均给予手术治疗，结果显示，术后3个月整体JOA改善率为(69.86±11.02)%，优良率为74.10%，与任磊等[9]的结果相似，提示手术治疗CSCIWORA效果确切，但仍有部分患者未达优、良水平，说明手术疗效可能受到某些个性化因素影响。本研究通过比较术后不同颈脊髓功能恢复患者临床资料发现，非良好组受伤至手术时间长于良好组，脊髓损伤ASIA分级较良好组严重，表明受伤至手术时间、脊髓损伤ASIA分级与术后效果有关。分析其原因：预防脊髓继发性损伤是CSCIWORA治疗的一个重要目标，而早期手术可改善脊髓血液循环，减轻或避免脊髓继发性损害，为颈脊髓功能恢复创造条件[10];脊髓损伤ASIA分级与CSCIWORA患者颈脊髓损伤严重程度及术后恢复相关，且ASIA分级更严重患者，术后颈脊髓功能恢复所需时间更长[11]。

李洪等[12]认为，一般临床资料差异虽然会影响CSCIWORA患者手术疗效，但相对来说重要性较轻，MRI检查结果则起到决定性作用，本研究多元线性回归发现了类似结果。MRI检查可显示X线、CT未能显示的脊髓损伤，还能观察颈脊髓内部信号异常、前纵韧带等形态轮廓及其与脊髓、神经根位置关系[13]。本研究通过比较两组MRI参数发现，与良好组比较，非良好组脊髓损伤MRI类型水肿+出血、颈椎MRI椎前高信号患者多于良好组，均与JOA评分改善率相关。当脊髓损伤程度为轻度时，MRI表现为水肿，若损伤较重，MRI可表现为出血、水肿+出血，通过MRI T1、T2加权成像上脊髓信号改变进行鉴别，损伤初期，由于去氧血红蛋白聚集，出血在T2加权像中示低信号，随着时间推移，高铁血红蛋白逐渐替代去氧血红蛋白，在T2加权像中示高信号，慢性期T2加权像因含铁血黄素吞噬细胞存在再次示低信号[14]。Jentzsch等[15]纳入了459例患者，调整了年龄、基线脊髓损伤程度等资料后，颈椎矢状位T2加权像椎前高信号是CSCIWORA患者不良临床效果的一个预测因子，本研究结论与之一致，这种椎前高信号可反映患者前纵韧带损伤，引起伤后颈椎稳定性降低，且椎前高信号长度越长、面积越大，预示伤后脊髓功能病情转归越差。术前MRI示椎前高信号患者，术中常可发现颈椎不稳，此时可考虑行前路融合手术，以实现前方减压效果，稳定脊髓，促进颈脊髓功能恢复。

本研究还发现，非良好组脊髓损伤信号长度高于良好组，有效颈椎管率低于良好组，均与术后JOA评分改善率相关。脊髓损伤信号长度与CSCIWORA患者脊髓损伤程度呈正相关，信号长度越长，脊髓损伤越严重，脊髓功能完全恢复难度较大[16]。有效颈椎管率可反映颈椎管狭窄程度，颈椎管狭窄的发生与急性椎间盘突出或颈椎增生退变有关[17]，可造成椎管有效容积骤减、椎间结构不稳，不仅是颈脊髓受到外力后发生颈脊髓损伤病理基础之一，还会影响术后颈脊髓损伤的恢复情况。因此对脊髓损伤信号长度较长患者、颈椎管狭窄患者，应早期给予外科手术治疗，术中应注意对颈椎管狭窄的处理，及时解除颈脊髓受到压迫和刺激，从而促进病情良好转归。

基于以上各MRI参数，本研究构建了多元线性回归方程，验证发现所构建方程具有统计学意义，故掌握患者脊髓损伤MRI类型、颈椎MRI椎前高信号、脊髓损伤信号长度及有效颈椎管率的具体数据，可在术前对患者术后JOA改善率进行预判，从而指导临床治疗决策。ROC曲线分析显示，联合应用各MRI参数对患者术后脊髓功能恢复情况进行预测，可靠性最高，这与各参数联合包含了更多影响脊髓功能因素，机制更全有关，因此建议临床联合应用。值得注意的是，本研究纳入患者均为行外科手术治疗者，而研究结果是否适用于保守治疗患者，尚不能明确，这是本研究局限之处，下一步仍需在保守治疗患者中对研究结果进行验证。

综上所述，脊髓损伤MRI类型、颈椎MRI椎前高信号、脊髓损伤信号长度及有效颈椎管率与CSCIWORA患者术后脊髓功能恢复情况有关，采用MRI可观测以上参数，对术后脊髓功能转归做出可靠预测。