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        彌散張量成像在脊髓型頸椎病病變鄰近節(jié)段與病理征的臨床研究

        2021-10-09 08:35:00李威陳森林金韋明巫賢勇楊昆王瑩宋沛文董福龍
        頸腰痛雜志 2021年5期
        關(guān)鍵詞:頸髓皮質(zhì)椎間盤

        李威,陳森林,金韋明,巫賢勇,楊昆,王瑩,宋沛文,董福龍

        (安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,安徽合肥 230031)

        頸椎病是一種以椎體、椎間盤、小關(guān)節(jié)和相關(guān)韌帶變性為特征的脊柱疾病,通常會(huì)導(dǎo)致骨刺的形成,在某些情況下還會(huì)導(dǎo)致脊髓病。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是評估頸髓健康的標(biāo)準(zhǔn)成像方式。對脊髓型頸椎病(cervical spondylotic myelopathy,CSM)脊髓的評估通常包括形態(tài)學(xué)測量,然而形態(tài)學(xué)測量和異常MR信號改變并沒有顯示與外科干預(yù)后神經(jīng)功能或預(yù)后有一致的聯(lián)系。因此,需要有可靠的放射學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和影像生物標(biāo)記物來預(yù)測手術(shù)受益人群。彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是一種對水自由擴(kuò)散的大小和方向敏感的MRI技術(shù),對脊髓組織顯微結(jié)構(gòu)敏感,在檢測損傷后脊髓完整性的細(xì)微變化方面優(yōu)于常規(guī)T2加權(quán)MRI。本研究使用DTI成像技術(shù)對陽性與陰性CSM患者及健康志愿者進(jìn)行頸髓成像,從而揭示兩兩之間所存在的差異。

        1 材料與方法

        1.1 臨床資料

        收集2019年9月~2020年9月在本院脊柱外科住院并行手術(shù)治療的CSM患者(符合參照第三屆全國頸椎病專題專家共識制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]),其中病理征陽性患者10例,陰性5例;男性4例,女性11例;年齡46~64歲,平均(52.8±5.5)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):①無顱腦及脊髓創(chuàng)傷;②無顱腦及脊髓器質(zhì)性疾?。虎蹮o磁共振檢查禁忌證。此15例患者設(shè)為實(shí)驗(yàn)組。選取年齡、性別等相匹配的健康志愿者10例作為對照組。所有志愿者經(jīng)影像學(xué)檢查和功能評分,均與入組標(biāo)準(zhǔn)無沖突,感覺及運(yùn)動(dòng)功能正常。對15例患者也進(jìn)行了顱腦及頸椎T1、T2成像檢查及功能評分。T1、T2成像顯示15例患者存在不同節(jié)段椎間盤突出、黃韌帶增厚及后縱韌帶骨化等單一或復(fù)合情形,而顱腦及頸髓的T1、T2成像未顯示實(shí)質(zhì)或血管病變,但功能評分顯示所有的患者或多或少存在感覺及運(yùn)動(dòng)功能障礙。具體的功能評分見表1-2。

        表1 病理征陽性及陰性CSM患者的脊髓功能評分

        表2 CSM患者的人口學(xué)和臨床信息

        1.2 磁共振檢查

        常規(guī)MRI 掃描及DTI 掃描均采用飛利浦Ingenia 1.5T磁共振機(jī)掃描,應(yīng)用dS HeadNeck頭頸線圈(dS HeadNeck,Ingenia)。首先使用TSE 序列完成T1WI 矢狀位和T2WI矢狀面掃描。T2W_TSE 序列完成T2WI橫斷面掃描,頸脊髓 DTI 掃描參數(shù)如下:矢狀面T2WI:TR 2000 ms,TE 100 ms,矩 陣160×249,NSA=1矢狀面T1WI:TR 550 ms,TE 8 ms,矩陣160×252,NSA=1.3;橫斷面T2WI:TR 2300 ms,TE 120 ms,層厚4 mm,層間距-2 mm,矩陣150×150,NSA=1;DTI掃描與常規(guī)掃描定位相同,采取單次激發(fā)自旋回波平面回波成像(single-shot spin echo echo-planar image,SS-SE-EPI)技術(shù),彌散敏感梯度取15個(gè)不同方向,TR 2983 ms,TE 83 ms,層厚3 mm,層間距0 mm,F(xiàn)OV 300 mm×300 mm,采集矩陣為100×98,NSA=2;共掃50層。彌散加權(quán)系數(shù)(b) 分別取0和800 s/mm2,掃描結(jié)束后每一層面共獲取16 幅圖像,第1 幅為b=0 時(shí)的圖像,其余15 幅為b=800 s/mm2時(shí)不同梯度方向的圖像。

        1.3 統(tǒng)計(jì)分析

        2 結(jié)果

        與對照組相比,C3-4層面陽性患者皮質(zhì)脊髓前束、皮質(zhì)脊髓側(cè)束及脊髓丘腦束的表觀張量系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值均升高(P<0.05),左右側(cè)各傳導(dǎo)束各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy,FA)值均未見減低(P>0.05);C4-5層面僅雙側(cè)皮質(zhì)脊髓側(cè)束ADC值升高(P<0.05)。與對照組相比,C3-4層面陰性患者僅雙側(cè)皮質(zhì)脊髓側(cè)束FA值減低(P<0.05);C4-5層面僅右側(cè)皮質(zhì)脊髓前束及雙側(cè)脊髓丘腦束FA值減低(P<0.05)。C3-4層面陽性與陰性患者相比,僅右側(cè)皮質(zhì)脊髓前束FA值減低(P<0.05),其余傳導(dǎo)束雙側(cè)FA值及ADC值均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05);C4-5層面相比,僅雙側(cè)脊髓丘腦束FA值減低(P<0.05)。具體數(shù)據(jù)見表3-4所示。

        表3 病理征陽性、陰性CSM患者與健康對照組C3-4椎間盤層面皮質(zhì)脊髓束、脊髓丘腦束FA、ADC值比較

        表4 病理征陽性、陰性CSM患者與健康對照組C4-5椎間盤層面皮質(zhì)脊髓束、脊髓丘腦束FA、ADC值比較

        圖1 陽性CSM患者頸椎T2WI矢狀位圖像,顯示C4-5椎間盤突出,硬膜囊及頸髓受壓明顯

        圖2 病理征陽性CSM患者頸髓DTI FA橫截面圖,顯示該節(jié)段硬膜囊及頸髓受壓明顯,圖中6個(gè)圈代表該節(jié)段所選取的6個(gè)ROI(ROI選取參照右側(cè)頸髓橫切面示意圖)

        3 討論

        陽性CSM患者的脊髓病理損傷不僅局限于頸髓受壓節(jié)段,且鄰近層面的傳導(dǎo)束也受到了影響[2],所受影響的橫截面積大于陰性CSM患者。從統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,陽性與陰性CSM患者的各項(xiàng)評分均不存在顯著性差異。但評分存在一定主觀性,且本研究的樣本容量較少,不排除存在假陰性。DTI中FA的橫截面圖分辨率較低,且是手動(dòng)選取的ROI,盡管有相應(yīng)的頸髓橫斷面解剖示意圖作參照,但選取的位置還會(huì)存在偏差,且個(gè)體間存在差異。因此從統(tǒng)計(jì)結(jié)果而言,C3-4層面陽性與陰性患者相比,僅右側(cè)皮質(zhì)脊髓前束FA值減低(P<0.05),其余傳導(dǎo)束雙側(cè)FA值及ADC值均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05);C4-5層面相比,僅雙側(cè)ST FA值減低(P<0.05)。所以很難判定病理征的有無是與CT抑或ST相關(guān),或是與兩者皆相關(guān),這可能是因?yàn)闃颖救萘枯^少及所選取的ROI不夠準(zhǔn)確所致。有研究顯示,CSM患者FA值與正常對照組無明顯差異,但術(shù)后顯著降低,術(shù)后6個(gè)月顯著升高[3]。還有研究表明,RD與mJOA呈負(fù)線性相關(guān),提示慢性脊髓壓迫患者的神經(jīng)功能下降可能伴隨脫髓鞘增加[4]。CSM的病理生理復(fù)雜,包括因椎間盤突出引起的脊髓機(jī)械受壓、骨贅或后縱韌帶骨化以及繼發(fā)性脊髓缺血。CSM頸髓的病理改變包括空化、脫髓鞘和脊髓梗死區(qū)[4-5]。

        脊髓中T2高信號的存在被認(rèn)為是預(yù)后差的標(biāo)志,被認(rèn)為是嚴(yán)重?fù)p傷,如軟化和膠質(zhì)增生。然而無法使用T2高信號評估脊髓病的潛在原因,可能是相對較低的敏感性和傳統(tǒng)MRI對微結(jié)構(gòu)病變無法量化。DTI對水分子的彌散變化敏感,是探索頸髓微結(jié)構(gòu)變化的最佳選擇[6]。DTI可以檢測在常規(guī)T2加權(quán)磁共振圖像上沒有明顯異常的脊髓微結(jié)構(gòu)損傷,通過FA和ADC值反映白質(zhì)纖維組織完整性的彌散特征[7]。DTI可作為一種非侵入性的方法來監(jiān)測無癥狀或輕度CSM患者即將發(fā)生的神經(jīng)退化,用以評估其進(jìn)展[8],同時(shí)有助于了解頸髓的生理和病理變化,并協(xié)助開發(fā)臨床診斷和預(yù)后工具[9]。DTI在分析變性和代謝功能障礙相關(guān)的微結(jié)構(gòu)和生化信息方面,可能有較大價(jià)值,并可提供比標(biāo)準(zhǔn)MRI更敏感的脊髓損傷識別[10]。目前的研究表明,F(xiàn)A可能是一個(gè)可靠的標(biāo)記,反映了CSM患者的臨床(mJOA)和患者感知?dú)埣?MDI)[11]。FA值的下降反映了白質(zhì)纖維束的順行和逆行變性。在組織學(xué)上,軸突丟失、脫髓鞘、膠質(zhì)細(xì)胞增生、星形細(xì)胞瘢痕,以及細(xì)胞外基質(zhì)的增加,已在白質(zhì)纖維束的繼發(fā)性變性中表現(xiàn)出來。筆者觀察到的DTI結(jié)果,可能代表繼發(fā)性軸索損傷晚期后果的一個(gè)組成部分,其中包括沃勒變性[12]。DTI為臨床發(fā)現(xiàn)這些傳導(dǎo)束的功能狀態(tài)提供了一定的方法,筆者期待未來的磁共振成像分辨率能出現(xiàn)質(zhì)的飛越,也期待未來能夠?qū)p傷的傳導(dǎo)束進(jìn)行一定修復(fù)。

        綜上所述,頸髓DTI測量的FA及ADC值的變化反映了CSM患者皮質(zhì)脊髓束及脊髓丘腦束存在局部變性。陰性CSM患者的感覺及運(yùn)動(dòng)障礙也很明顯,影像學(xué)上往往也顯示頸髓受壓很重,而陽性與陰性CSM患者頸髓的DTI參數(shù)并沒有明顯的差異,所以單憑有無病理征來決定是否手術(shù)干預(yù)尚不夠準(zhǔn)確全面。

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