俎金燕 賈寧陽(yáng) 王晨光 徐雪元 趙洪波

成人正常椎間盤(pán)是人體最大的無(wú)血管結(jié)構(gòu)[1-3]，但退變過(guò)程中椎間盤(pán)出現(xiàn)血管化。椎間盤(pán)內(nèi)新生血管的出現(xiàn)能否改善椎間盤(pán)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、延緩椎間盤(pán)退變還是作為誘導(dǎo)因素加速椎間盤(pán)退變？這一問(wèn)題尚存在爭(zhēng)議。Antoniou等[1]認(rèn)為椎間盤(pán)內(nèi)小血管的出現(xiàn)加速了椎間盤(pán)退變，也有人認(rèn)為椎間盤(pán)退變過(guò)程中出現(xiàn)的新生毛細(xì)血管是機(jī)體對(duì)椎間盤(pán)組織損傷的修復(fù)性反應(yīng)[4-5]。因此，判斷椎間盤(pán)血管化以及與椎間盤(pán)退變的關(guān)系將具有意義。本文對(duì)71例脊柱的磁共振平掃和增強(qiáng)檢查進(jìn)行了對(duì)照研究，以評(píng)價(jià)退變椎間盤(pán)與椎間盤(pán)血管化之間的關(guān)系。

方 法

1．臨床資料

71例受檢者中女性27例，男性44例。年齡7～84歲，平均（45.56±18.04）歲。有或無(wú)腰腿痛。所有患者均無(wú)脊柱手術(shù)史、無(wú)外傷、感染和腫瘤病史。

2．磁共振增強(qiáng)掃描

采用GE SIGNA EXCITE 1.5T超導(dǎo)型MR成像儀及脊柱表面線(xiàn)圈，脊柱平掃和增強(qiáng)掃描，平掃采用快速自旋回波（FSE）脈沖序列，矢狀面：T1WI：TR400～700 ms，TE9～12 ms，T2WI：TR3000～4000 ms，TE99～120 ms，層厚4 mm，掃描野FOV30 cm，距陣：320×224；增強(qiáng)掃描：按0.1 mmol/kg體重肘靜脈注入Gd-DTPA，注藥后2 min行T1WI矢狀面和冠狀面掃描，掃描參數(shù)和層厚同上。

3．椎間盤(pán)分級(jí)及終板分型

用Pm標(biāo)準(zhǔn)[6]將椎間盤(pán)分為I級(jí)，II級(jí)，III級(jí)，IV級(jí)，V級(jí)；根據(jù)低信號(hào)終板是否中斷分為完整型、中斷型。

4．統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

計(jì)算各級(jí)椎間盤(pán)和各型終板的椎間盤(pán)強(qiáng)化率。各級(jí)之間比較采用Spearman秩相關(guān)；各組之間比較采用κ2檢驗(yàn)，P＜0.05為相差顯著。

結(jié) 果

1．椎間盤(pán)強(qiáng)化情況

71例376個(gè)椎間盤(pán)中胸椎椎間盤(pán)22個(gè)，腰椎椎間盤(pán)354個(gè)。

共220個(gè)椎間盤(pán)出現(xiàn)強(qiáng)化，總強(qiáng)化率為58.51%，椎間盤(pán)強(qiáng)化形式分為：①終板下強(qiáng)化，共90例，表現(xiàn)為從終板區(qū)向椎間盤(pán)內(nèi)部延伸的高信號(hào)影，有點(diǎn)狀、線(xiàn)狀、片狀、團(tuán)塊狀強(qiáng)化形式（圖1,2）。②椎間盤(pán)邊緣強(qiáng)化，共110例，表現(xiàn)為從椎間盤(pán)前緣或后緣向內(nèi)部延伸的血管影，多為點(diǎn)狀、線(xiàn)狀高信號(hào)影（圖3,4）。③混合型強(qiáng)化，共20例，表現(xiàn)為椎間盤(pán)的多處強(qiáng)化，椎間盤(pán)邊緣和終板區(qū)均可見(jiàn)點(diǎn)狀、線(xiàn)樣、大片狀強(qiáng)化（圖5）。

圖4 椎間盤(pán)后緣點(diǎn)狀強(qiáng)化。A.T1WI矢狀面。B.T2WI矢狀面。C. 注射對(duì)比劑后2minT1WI矢狀面，可見(jiàn)終板后緣點(diǎn)狀高信號(hào)影（箭）。

2．椎間盤(pán)分級(jí)與強(qiáng)化的關(guān)系

PmⅠ級(jí)椎間盤(pán)13個(gè)，強(qiáng)化0個(gè)。II級(jí)椎間盤(pán)73個(gè)，強(qiáng)化17個(gè)，強(qiáng)化率為23.29%。Ⅲ級(jí)椎間盤(pán)178個(gè)，強(qiáng)化107個(gè)，強(qiáng)化率為60.11%。Ⅳ級(jí)椎間盤(pán)93個(gè)，強(qiáng)化78個(gè)，強(qiáng)化率為83.87%。Ⅴ級(jí)椎間盤(pán)19個(gè)，強(qiáng)化18個(gè)，強(qiáng)化率為94.74%。各級(jí)強(qiáng)化率之間相差顯著（P＜0.005）。椎間盤(pán)強(qiáng)化與Pm分級(jí)成正相關(guān)，椎間盤(pán)Pm分級(jí)與椎間盤(pán)血管化關(guān)系密切。其Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)rs=0.951。

3．終板分型與椎間盤(pán)強(qiáng)化的關(guān)系

中斷型終板164個(gè)，發(fā)生椎間盤(pán)強(qiáng)化的有140例，強(qiáng)化率85.37%。其中，終板下強(qiáng)化74例，邊緣強(qiáng)化48例，混合型強(qiáng)化18例。完整型終板212個(gè)，發(fā)生強(qiáng)化的80例，強(qiáng)化率37.74%；其中，終板下強(qiáng)化16例，邊緣強(qiáng)化62例，混合型強(qiáng)化2例。終板中斷型強(qiáng)化率與終板完整型強(qiáng)化率之間相差顯著（P＜0.005），椎間盤(pán)終板中斷與椎間盤(pán)血管化關(guān)系密切，其Pearson列聯(lián)系數(shù)C=0.432。

討 論

在脊柱發(fā)育、成熟、退變過(guò)程中，椎間盤(pán)經(jīng)歷著血管化、失血管化、再次血管化過(guò)程[7-8]。嬰幼兒期，椎間盤(pán)通過(guò)外層纖維環(huán)和終板豐富的血管網(wǎng)獲取營(yíng)養(yǎng)。20歲以后，為滿(mǎn)足椎間盤(pán)維持髓核內(nèi)穩(wěn)態(tài)及抗震減壓功能，終板血管逐漸閉塞，正常成熟椎間盤(pán)只有最外層纖維環(huán)和縱韌帶有血管分布，髓核和內(nèi)層纖維環(huán)成為人體最大的無(wú)血管結(jié)構(gòu)，椎間盤(pán)依靠軟骨終板的彌散獲得營(yíng)養(yǎng)。椎體軟骨終板就像半透明膜，結(jié)構(gòu)脆弱，嬰兒時(shí)期即可出現(xiàn)裂隙，即使在非病理狀態(tài)下，終板的營(yíng)養(yǎng)彌散能力也是有限的，髓核處于相對(duì)缺氧的生理環(huán)境[9]。Fujita等[10]研究表明，雖然髓核為無(wú)血管結(jié)構(gòu)，但椎間盤(pán)髓核細(xì)胞高度表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（VEGF-A）及其細(xì)胞膜受體（mb-VEGFR-A），并且前者以自分泌或旁分泌的方式維持髓核細(xì)胞的存活。在病理性缺氧環(huán)境中，缺氧因子被激活，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子活性增高并大量表達(dá)。血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子特異的促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、黏附和化學(xué)趨附，促進(jìn)新生血管出芽。

椎間盤(pán)退變過(guò)程中，纖維環(huán)及軟骨終板的斷裂均伴隨著微血管網(wǎng)的長(zhǎng)入[7]。當(dāng)纖維環(huán)撕裂或損傷后，機(jī)體出現(xiàn)損傷修復(fù)代償反應(yīng)，血管組織從纖維環(huán)外層向內(nèi)層逐漸長(zhǎng)入，椎間盤(pán)出現(xiàn)再次血管化。椎間盤(pán)局部血管增生引發(fā)炎癥血管反應(yīng)，導(dǎo)致大量細(xì)胞（如神經(jīng)纖維細(xì)胞、肥大細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等）及炎性生長(zhǎng)因子的級(jí)聯(lián)反應(yīng)[11]，在這樣的病理狀態(tài)下，終板也有新生血管的出現(xiàn)[12]。在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等的誘導(dǎo)下，血管內(nèi)皮細(xì)胞可經(jīng)軟骨終板裂隙進(jìn)入髓核內(nèi)，導(dǎo)致髓核內(nèi)新生血管出現(xiàn)。新生血管網(wǎng)為炎性因子及各種酶類(lèi)（如基質(zhì)金屬蛋白分解酶）進(jìn)入創(chuàng)造了條件[13]，從而促進(jìn)椎間盤(pán)基質(zhì)降解、加劇椎間盤(pán)退變。

Rajasekaran等[14]運(yùn)用磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描研究活體椎間盤(pán)彌散方式發(fā)現(xiàn)，正常成熟椎間盤(pán)在靜脈注射釓雙胺（gadodiamide）0.3mmol/L后2h出現(xiàn)從終板向髓核中央擴(kuò)散的強(qiáng)化帶，6h后達(dá)到強(qiáng)化高峰；終板斷裂型椎間盤(pán)由于椎間盤(pán)內(nèi)出現(xiàn)了新生血管，10min后即可見(jiàn)終板斷裂區(qū)髓核出現(xiàn)片狀強(qiáng)化。他們認(rèn)為新生血管加速了椎間盤(pán)退變。

本研究中使用對(duì)比劑釓噴酸葡胺（Gd-DTPA），不同與釓雙胺，更有利于椎間盤(pán)血管化的顯示。其原因有：①正常椎間盤(pán)終板的滲透過(guò)程是高度選擇性的，允許陽(yáng)離子和水溶性小分子物質(zhì)通過(guò)。②釓雙胺為非離子型對(duì)比劑，能夠較快通過(guò)終板滲透入椎間盤(pán)髓核[2]。③釓噴酸葡胺為離子型對(duì)比劑，難以通過(guò)正常椎間盤(pán)終板滲透進(jìn)入髓核[2]，且注藥后短時(shí)間內(nèi)掃描，避免了對(duì)比劑的終板滲透作用，對(duì)比劑只能通過(guò)血管在椎間盤(pán)顯影。椎間盤(pán)出現(xiàn)強(qiáng)化，說(shuō)明椎間盤(pán)內(nèi)出現(xiàn)了新生血管。肘靜脈注入釓噴酸葡胺0.1mmol/kg后約2min進(jìn)行矢狀面、冠狀面掃描，整個(gè)掃描時(shí)間約3min。本研究共376個(gè)椎間盤(pán)，有220個(gè)椎間盤(pán)發(fā)生強(qiáng)化，在終板區(qū)、椎間盤(pán)前緣或后緣均可見(jiàn)不同形態(tài)強(qiáng)化影，并向椎間盤(pán)內(nèi)部深入。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)證明，椎間盤(pán)強(qiáng)化與Pm分級(jí)密切相關(guān)，Pm分級(jí)越高，其強(qiáng)化越明顯，說(shuō)明血管化越明顯，證實(shí)椎間盤(pán)血管化與椎間盤(pán)退變相關(guān)聯(lián)。

本研究發(fā)現(xiàn)，完整型終板及中斷型終板均可見(jiàn)不同程度、不同形態(tài)的強(qiáng)化。終板中斷型強(qiáng)化率與終板完整型強(qiáng)化率之間相差顯著（P＜0.005），證實(shí)終板區(qū)血管化與終板斷裂密切相關(guān)，終板斷裂多伴隨終板血管化的發(fā)生。終板完整型椎間盤(pán)亦可見(jiàn)強(qiáng)化，且以椎間盤(pán)邊緣強(qiáng)化為主（62/80），考慮可能下列因素有關(guān)：一是椎間盤(pán)纖維環(huán)斷裂，損傷修復(fù)過(guò)程中伴隨微血管發(fā)生；二是影像學(xué)難以分辨的終板微斷裂；三是兩者同時(shí)存在。本研究中20例椎間盤(pán)出現(xiàn)多處強(qiáng)化，其Pm分級(jí)Ⅲ級(jí)7個(gè)，Ⅳ級(jí)8個(gè)，Ⅴ級(jí)5個(gè)，EP斷裂型18個(gè)，未斷裂型2個(gè)，可見(jiàn)高級(jí)別椎間盤(pán)及終板中斷型椎間盤(pán)血管化程度明顯。椎間盤(pán)血管化，是機(jī)體對(duì)損傷的反應(yīng)性修復(fù)，但是新生血管缺乏正常血管結(jié)構(gòu)，并不能改善椎間盤(pán)營(yíng)養(yǎng)狀況，相反血管反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致一系列生長(zhǎng)因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致椎間盤(pán)退變加速。磁共振增強(qiáng)掃描可直觀診斷椎間盤(pán)血管化，為臨床診治提供更多信息。

綜上所述，椎間盤(pán)血管化與椎間盤(pán)退變關(guān)系密切。椎間盤(pán)退變過(guò)程中出現(xiàn)的血管化加速了椎間盤(pán)進(jìn)一步退變，Gd-DTPA增強(qiáng)檢查對(duì)退變椎間盤(pán)血管化診斷具有重要價(jià)值。