彌龍，李小華，涂蓉，劉旭東，伍保忠

(海南醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，海南 ?？?570102)

腰椎峽部裂的CT重建技術(shù)診斷價(jià)值及其病因探討

彌龍，李小華，涂蓉，劉旭東，伍保忠

(海南醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，海南 ?？?570102)

目的 探討多層螺旋CT重建技術(shù)對(duì)腰椎峽部裂(LS)的診斷價(jià)值，并分析LS的病因。方法回顧性分析我院2011-2014年經(jīng)多層螺旋CT診斷為腰椎峽部裂的患者共28例。利用多層螺旋CT的多平面重建（MPR)、最大密度投影(MIP)、容積再現(xiàn)(VR)技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行后處理，全方位、多角度觀察患者腰椎峽部裂情況，并綜合對(duì)比MPR圖像、MIP圖像及VR圖像。結(jié)果28例患者中共檢出峽部裂53處，滑脫17例；其中雙側(cè)峽部裂21例，46處，16例伴滑脫；單側(cè)峽部裂7例，7處，1例伴滑脫。MPR圖像LS診斷率為100%(53/53)，斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位及斜軸(平行于椎弓)位可清楚的顯示峽部斷裂情況，分別表現(xiàn)為“狗項(xiàng)圈征”和“雙關(guān)節(jié)征”，正中矢狀位可清楚的顯示椎體滑脫情況。MIP圖像也可顯示全部病變，但對(duì)周邊軟組織的觀察不如MPR圖像。VR圖像LS診斷率為79.24%(42/53)，可立體觀察峽部情況。結(jié)論多層螺旋CT-MPR、MIP、VR技術(shù)可以全方位的評(píng)價(jià)腰椎峽部情況，其中斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位及斜軸(平行于椎弓)位的MPR圖像可作為首選的重建方法；后天性因素(疲勞或應(yīng)力骨折)可能是LS主要病因之一。

峽部裂；多層螺旋CT重建技術(shù)；診斷；病因

椎弓峽部裂(Lumbar spondylolysis，LS)亦稱椎弓崩裂，指脊椎一側(cè)或兩側(cè)椎弓峽部骨不連接，是引起脊椎滑脫的主要原因之一，其總體的發(fā)病率為3%～10%[1-2]。另有研究顯示，成人脊椎滑脫發(fā)生率約為5%，原因還包括退行性變及先天發(fā)育不良[1]。而傳統(tǒng)的X線平片及軸位CT平掃的不但漏診率高，而且顯示信息相對(duì)較少[3]。因此，隨著影像技術(shù)的日益革新，尋求一種新的影像診斷技術(shù)及評(píng)價(jià)方法至關(guān)重要，本文旨在探討多層螺旋CT后處理技術(shù)對(duì)LS的診斷價(jià)值及LS的病因。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2011-2014年經(jīng)我院多層螺旋CT診斷為L(zhǎng)S的患者共28例。

1.2 掃描設(shè)備 GE Light Speed 64層螺旋CT機(jī)。

1.3 掃描參數(shù) 管電壓為120～180 kV，管電流為150 mA，準(zhǔn)直器寬度為4.0 mm×0.5 mm，螺距1.375 mm，重建間隔0.625 mm，層厚0.625 mm，矩陣512×512。

1.4 掃描范圍 T12椎體上緣至S2椎體下緣。

1.5 圖像的重組與分析 將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行薄層重建。將數(shù)據(jù)輸入工作站，分別采用以下方法重建：①斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位多平面重建(Multiplanar reconstruction，MPR)；②斜軸(平行于椎弓)位MPR；③正中矢狀位MPR；④斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)；⑤容積再現(xiàn)(Volume rendering，VR)。重組后圖像經(jīng)由兩名副主任醫(yī)師閱讀，診斷標(biāo)準(zhǔn)為椎弓峽部不連續(xù)者。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 利用SPSS11.5軟件分析所得數(shù)據(jù)，采用χ2檢驗(yàn)對(duì)MIP、MPR、VR三種技術(shù)的診斷率進(jìn)行比較，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 多層螺旋CT后處理技術(shù)方法比較 28例患者共檢出LS 53處，滑脫17例；其中雙側(cè)21例，46處，16例伴滑脫；單側(cè)LS 7例，7處，1例伴滑脫。MPR圖像LS診斷率為100%(53/53)，MIP圖像LS診斷率為100%(53/53)，VR圖像LS診斷率為79.24%(42/53)。MPR圖像或MIP圖像對(duì)LS的檢出率高于VR圖像對(duì)LS的檢出率(χ2=4.17，P＜0.05)。因此，可以認(rèn)為MPR圖像或MIP圖像對(duì)于LS的檢出率高于VR圖像。

2.2 LS的多層螺旋CT表現(xiàn)

2.2.1 原始軸位圖像 可以顯示完整的椎體及附件結(jié)構(gòu)，LS典型表現(xiàn)為“環(huán)裂征”(圖1)，同時(shí)連續(xù)掃描的軸位圖像還可以觀察LS其他的一些伴發(fā)表現(xiàn)：椎管改變(前后徑增大、橫徑的狹窄，可表現(xiàn)為“雙椎管征”)、椎小關(guān)節(jié)的退行性變(增生)、側(cè)隱窩狹窄。

2.2.2 MPR圖像 斜軸(平行于椎弓)位的MPR圖像上，LS表現(xiàn)可為“雙邊征”(圖2)及“雙關(guān)節(jié)征”(圖3)。正中矢狀面MPR圖像可以清楚的顯示椎體的滑脫程度，按照Meyerding分度法：Ⅰ度16例(圖4)，Ⅱ度1例(圖5)、Ⅲ度0例、Ⅳ度0例。斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位MPR圖像上，LS表現(xiàn)為“獵狗項(xiàng)圈征”(圖6)。

2.2.3 MIP圖像 LS顯示清楚，表現(xiàn)為“獵狗項(xiàng)圈征”(圖7)，但對(duì)于裂隙周圍的骨贅、骨痂及纖維組織的增生顯示不清楚。

2.2.4 VR圖像 最為接近解剖標(biāo)本的圖像，可多方位、多角度的觀察雙側(cè)峽部結(jié)構(gòu)(圖8、圖9)。

圖1 原始軸位，箭頭所示為雙側(cè)峽部弧形裂隙，呈“環(huán)裂征”，右側(cè)裂隙旁見小骨碎片

圖2 斜軸位MPR箭頭所示為下位椎體的后上緣，呈典型的“雙邊征”

圖3 斜軸位MPR，黑箭頭所示為左側(cè)峽部裂，白箭頭所示下位椎體的上關(guān)節(jié)突，呈“雙關(guān)節(jié)征”。

圖4 正中矢狀位MPR，箭頭所示為L(zhǎng)4椎體向前Ⅰ°滑脫

圖5 正中矢狀位MPR，箭頭所示為L(zhǎng)5椎體向前Ⅱ°滑脫

圖6 斜矢狀位MPR，箭頭所示為L(zhǎng)4椎體峽部弧形裂隙，呈典型“獵狗項(xiàng)圈征”

圖7 斜矢狀位MPR，箭頭所示為L(zhǎng)3椎體峽部斜形裂隙，呈典型“獵狗項(xiàng)圈征”

圖8、圖9 VR，箭頭所示為L(zhǎng)5椎體峽部裂，VR圖像直觀、清楚的顯示出峽部的斷裂情況及上下關(guān)節(jié)突、棘突及椎體的形態(tài)，立體感強(qiáng)。

3 討 論

3.1 LS的病因?qū)W分析 目前LS的病因主要分為先天性、家族性、創(chuàng)傷性和后天性四類。(1)先天性。先天性峽部缺損(即骨化核分離)，大多數(shù)合并腰骶椎隱性脊柱裂。該觀點(diǎn)[4]認(rèn)為，椎體椎弓有4個(gè)骨化中心(每側(cè)為2個(gè))，2個(gè)骨化中心最終發(fā)育為椎弓根及上關(guān)節(jié)突，2個(gè)最終發(fā)育為椎板及棘突、下關(guān)節(jié)突。如果在發(fā)育過程中，兩者如果不能融合就會(huì)形成椎弓峽部裂；這種觀點(diǎn)同時(shí)也能解釋腰骶椎隱性脊柱裂的形成，構(gòu)成兩側(cè)的棘突和椎板、下關(guān)節(jié)突的骨化核(骨化中心)，在棘突和椎板處發(fā)生骨質(zhì)結(jié)構(gòu)不融合，即形成了隱性脊柱裂。本組病例內(nèi)約30%的患者并無明確外傷史、無中重度體力勞動(dòng)及活動(dòng)，僅為常規(guī)體檢及意外發(fā)現(xiàn)，因此筆者認(rèn)為此類患者的主要病因應(yīng)為先天性。(2)家族性。相關(guān)文獻(xiàn)[5]闡述腰椎椎弓峽部裂的病因和發(fā)病率有種族差異及家族遺傳性，愛斯基摩人群中腰椎椎弓峽部裂發(fā)病率高達(dá)45%。本組病例內(nèi)未見有明確家族史的患者，筆者認(rèn)為該觀點(diǎn)并非為此次樣本中LS的主要病因。(3)創(chuàng)傷性。從臨床觀察來看，盡管陸續(xù)有報(bào)道急性外傷所引起的峽部骨折，但大多數(shù)椎弓峽部裂患者并無明確的外傷史，本組病例內(nèi)有明確外傷史的病人僅1例，因而急性外傷并非是LS的主要病因。(4)后天性。該觀點(diǎn)認(rèn)為疲勞或應(yīng)力骨折是LS的主要病因之一。學(xué)者們分別從生物力學(xué)角度及腰椎解剖學(xué)角度分析了后天性峽部易于發(fā)生斷裂的成因。他們認(rèn)為：峽部柱形特點(diǎn)與發(fā)生斷裂有關(guān)。L1～4峽部多為三棱柱、四棱柱或橢圓柱形，對(duì)應(yīng)力的承受性強(qiáng)，不易發(fā)生斷裂；而L4的一部分(26%)及L5的大部分(76%)為新月形柱，對(duì)應(yīng)力承受性較差，較容易斷裂。這也就解釋了為什么L4/5椎弓峽部是LS的好發(fā)部位。這與本組病例相一致，本組90%以上病例均發(fā)生在L4/5椎弓峽部。峽部構(gòu)造薄弱與發(fā)生斷裂有關(guān)[6]。L1～4峽部骨密質(zhì)的厚度均勻一致，松質(zhì)部骨小梁縱行排列，與軀干部向下傳遞的重力方向基本一致，其構(gòu)造堅(jiān)固，L5峽部骨密質(zhì)的背內(nèi)側(cè)部菲薄，松質(zhì)部骨小梁呈橫向排列，與重力傳遞方向相垂直。如此構(gòu)造，使L5峽部缺乏堅(jiān)固性，故易于發(fā)生斷裂。脊柱的后伸與發(fā)生斷裂有關(guān)。當(dāng)脊柱由前屈到后伸時(shí)，椎體承受的負(fù)荷逐漸減小，而關(guān)節(jié)的負(fù)荷逐漸增加，導(dǎo)致峽部受力增加，后伸時(shí)狹后的剪切力較大。此外，當(dāng)后伸時(shí)，L4下關(guān)節(jié)突撞擊L5峽部而產(chǎn)生應(yīng)力集中，形成細(xì)微骨折，狹后的剪切力使裂紋擴(kuò)大，最終導(dǎo)致骨折。本組病例內(nèi)約70%的病例均不同程度從事或長(zhǎng)期從事體力勞動(dòng)及激烈活動(dòng)(運(yùn)動(dòng)員等)，故此筆者同意該觀點(diǎn)。

3.2 多層螺旋CT后處理技術(shù)對(duì)LS的診斷價(jià)值 傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查方法中，普通X線是診斷LS的重要手段之一，其中雙斜體位片發(fā)揮了很大的作用，此攝片體位可較好的顯示椎弓裂隙，表現(xiàn)為“獵狗項(xiàng)圈征”，這是影像醫(yī)生診斷LS的最直接征象，但當(dāng)脊柱合并有側(cè)彎或旋轉(zhuǎn)時(shí)，特別容易錯(cuò)診及漏診[6-7]。側(cè)位片起到了一定的補(bǔ)充作用，可清晰的顯示LS繼發(fā)的滑脫，并可對(duì)滑脫程度進(jìn)行分級(jí)，但傳統(tǒng)的X線片仍存在一定的局限性，對(duì)于LS伴發(fā)的一些其他表現(xiàn)很難準(zhǔn)確的診斷及評(píng)價(jià)，如LS周圍骨贅、骨痂、纖維組織增生及椎間盤的膨出、突出及脫出等征象。隨診影像技術(shù)的發(fā)展以及CT的問世，很好的解決了上述問題，常規(guī)的軸位CT掃描即可顯示LS周圍骨贅、骨痂、纖維組織增生及椎間盤的膨出、突出及脫出等征象，還可顯示LS合并滑脫時(shí)表現(xiàn)出來的間接征象—“雙邊征”或椎管的前后徑拉長(zhǎng)等征象，但如果LS不伴有椎體滑脫時(shí)，經(jīng)驗(yàn)尚淺的青年醫(yī)師可能因未顯示“雙邊征”而漏診，所以傳統(tǒng)的X線片和CT平掃診斷LS存在著一定的局限性。多層螺旋CT可任意地、回顧性的重建，無層間隔大小的約束和重建次數(shù)的限制，而且容積掃描提高了多方位和三維重建圖像的質(zhì)量。其強(qiáng)大的后處理技術(shù)很大程度上的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)影像學(xué)檢查技術(shù)的不足及局限性[8-10]。MSCT的多平面重建技術(shù)(MPR)可以通過調(diào)整重建坐標(biāo)，對(duì)任意感興趣區(qū)實(shí)行全方位(軸位、矢狀位、冠狀位等)、多角度的顯示。其中矢狀位是診斷LS的首選重建位置，主要包括正中矢狀位和沿椎弓峽部走向的斜矢狀位，另外，平行于椎弓根的斜軸位是很好的補(bǔ)充位置，斜軸位的MPR圖像既可清晰的顯示椎弓峽部的大小形態(tài)及密度，還可顯示LS所繼發(fā)的椎管、側(cè)隱窩及椎間隙的變化；斜矢狀位MPR圖像能較好的顯示椎弓峽部裂隙的寬度，以及周圍的軟組織的相關(guān)情況[11]；比如是否有軟組織水腫，椎間盤的突出、韌帶的鈣化等。正中矢狀位顯示LS遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如斜軸及斜矢狀位，但對(duì)于滑脫的定性及定量診斷優(yōu)勢(shì)明顯，可較好的指導(dǎo)臨床手術(shù)方案的制定，并鑒別真假椎間盤膨出。最大密度投影技術(shù)(MIP)是在可視化平面上投射三維空間數(shù)據(jù)的一種方法；其中，沿著從視點(diǎn)到投影平面的平行光線，各個(gè)體素密度值的所呈現(xiàn)的亮度將以某種方式加以衰減，并且最終在投影平面上呈現(xiàn)的是亮度最大的體素。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)組織對(duì)比度高，對(duì)于骨性結(jié)構(gòu)的顯示較好，但對(duì)于軟組織顯示較差，對(duì)于LS的裂隙、及周圍骨質(zhì)的顯示與MPR類似。容積再現(xiàn)(VR)是一種全容積三維重建，它是利用容積內(nèi)的所有像素進(jìn)行投影，計(jì)算得出最為接近人體解剖結(jié)構(gòu)的圖像。它能清晰的呈現(xiàn)脊柱的生理曲度、序列、上下關(guān)節(jié)突、橫突、棘突、椎弓根及椎間孔等骨性結(jié)構(gòu)的形態(tài)。LS診斷中，峽部及小關(guān)節(jié)的顯示尤其以后前位45°時(shí)最優(yōu)，但對(duì)于較小的裂隙顯示相對(duì)較差[12]。

綜上所述，DSCT強(qiáng)大的三維重建技術(shù)對(duì)腰椎LS的檢出提供了重要的技術(shù)保障，其中，斜矢狀(沿椎弓峽部走向)位及斜軸(平行于椎弓)位的MPR圖像可作為首選的重建方法[13-16]。

[1]Campbell RS,Grainger AJ,Hide G,et al.Juvenile spondylolisthesis: a comparative analysis of CT,spect and MRI[J].Skeltal Radiol, 2005,34(2):63-73.

[2]Belfi LM,Ortiz AO,Katz DS.Computed tomography evalution of spondylolisthesis and spondylolisthesis in asymptomatic patients[J]. Spine,2006,31(24):907-910.

[3]謝元忠,孔慶奎,公維云,等.多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)腰椎峽部的診斷價(jià)值[J].中國(guó)脊柱脊髓雜志,2008,18(7):526-529.

[4]屈國(guó)林,劉慶東,徐曉明,等.招收飛行學(xué)員中腰椎峽部裂的病因探討[J].中華實(shí)用診斷與治療雜志,2011,25(4):331-333.

[5]Sakai T,Sairyo K,Suzue N,et al.Incidence and etiology of lumbar spondylolysis:review of the literature[J].J Orthop Sci,2010,15(3): 281-288.

[6]孫廣林,孫義清,吳玉琳,等.后天性腰椎峽部不連發(fā)生機(jī)制的解剖學(xué)分析[J].中華臨床解剖學(xué)雜志,1994,12(1):21-23.

[7]Saiffudin A,White J,Tucker S,et al.Orientation of lumbar pars defects:implications for radiological detection and surgical management[J].Bone and Joint Surg,1998,80(1):208-211.

[8]Annette C,Douglas A,Kenneth A,et al.Multichannel CT:evaluating the spine in postoperative patients with orthopedic hard-ware[J].Radiographics,2006,26(1):97-110.

[9]Jonas R,Kenneth A,Buckwalter.Multi-section CT:scanning techniques and clinical applications[J].RSNA,2000,20(6):1787-1806.

[10]Campagna R,Pessis E,Feydy A,et al.Fractures of the ankylosed spine:MDCT and MRI with emphasis on individual anatomic spinal structures[J].AJR,2009,192(4):987-995.

[11]Rojas CA,Vermess D,Bertozzi JC,et al.Normal thickness and appearance of the prevertebral soft tissues on multidetector CT[J]. AJNR,2009,30(1):136-141.

[12]羅小平,陳奕奕,劉秀祥,等.MSCT容積掃描在診斷腰椎弓峽部裂中的價(jià)值[J].放射學(xué)實(shí)踐,2009,24(5):542-545.

[13]賈喆,張瑜,劉麗君,等.多層CTMPR重建技術(shù)對(duì)腰椎椎弓崩裂的診斷價(jià)值[J].罕少疾病雜志,2015,22(2):50-51.

[14]方學(xué)全.多層螺旋CT重組技術(shù)對(duì)腰椎峽部裂的診斷價(jià)值研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)工程,2015,23(10):37-39.

[15]江潔,董道波,段維勇,等.螺旋CT重建技術(shù)在腰椎峽部裂診斷和治療中的臨床應(yīng)用價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2014,11(8):1370-1379.

[16]曹海泉,楊雙石.腰椎弓峽部裂影像學(xué)檢查及臨床應(yīng)用探討[J].人民軍醫(yī)雜志,2015,58(7):760-762.

Value of CT reconstruction technology in the diagnosis of lumbar spondylolysis and the etiology of the disease.

MI Long,LI Xiao-hua,TU Rong,LIU Xu-dong,WU Bao-zhong.Department of Radiology,the Affiliated Hospital of Hainan Medical College,Haikou 570102,Hainan,CHINA

ObjectiveTo explore the value of multi-slice spiral computed tomography(MSCT)reconstruction technique in the diagnosis of lumbar spondylolysis(LS),and analyze the causes of LS.MethodsTwenty-eight patients diagnosed as LS by MSCT during 2011-2014 were retrospectively analyzed.Multiplanar reconstruction(MPR),maximum intensity projection(MIP)and volume representation(VR)technology of MSCT were used for post-processing of the images.All-round,multi-angle observation of the patients was performed,and comparisons in MPR,MIP and VR images were conducted.ResultsThe 28 cases were detected with 53 spondylolysis and 17 cases of slippage,including 46 bilateral spondylolysis in 21 cases(16 cases with slippage)and 7 unilateral spondylolysis in 7 cases(1 case with slippage).The diagnostic rate of LS with MPR technology was 100%(53/53).The spondylolysis fracture can be clearly showed on oblique sagittal(along with the vertebral isthmus)and oblique(parallel to the vertebral isthmus)plane,as "dog collar"and"double joints",respectively.The mediansagittal position can clearly show the vertebral slippage.MIP images can also reveal all lesions,but observation of the surrounding soft tissue was not as good as MPR images.The diagnostic rate of LS with VR technology was 79.24%(42/53).VR technology can observe spondylolysis stereoscopically.ConclusionMSCT with MPR,MIP and VR technology can comprehensively evaluate the situation of LS,and MPR images on oblique sagittal(along with the vertebral isthmus)and oblique(parallel to the vertebral isthmus)plane are preferred for the reconstruction.Acquired factors(fatigue or stress fractures)are the major causes of LS.

Spondylolysis;Multi-slice spiral computed tomography;Diagnosis;Causes

R445

A

1003—6350（2016）07—1114—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.07.029

2015-03-17)

彌龍。E-mail：milongwangzi@163.com