黃曉波,陳云,冀舒文,呂維富

(1.國藥中鐵中心醫(yī)院放射科,安徽合肥 230023；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院放射科,安徽合肥 230041；3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科,安徽合肥 230001)

脊髓型頸椎病(cervical spondylotic myelopathy，CSM)占所有頸椎病的10%～15%[1]，患者頸脊髓受壓后繼發(fā)脊髓缺血損害，一旦確診應(yīng)及早手術(shù)治療，以免脊髓發(fā)生不可逆性損傷[2]。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是診斷CSM的常用影像學(xué)方法，常規(guī)T1加權(quán)成像(T1weighted imaging,T1WI)、T2加權(quán)成像(T2weighted imaging,T2WI)可良好地顯示脊髓明顯受壓的形態(tài)特征，但無法準(zhǔn)確提供脊髓功能病理變化的診斷信息，對術(shù)后功能康復(fù)的預(yù)測價(jià)值不明確。既往動物試驗(yàn)證實(shí)，彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)可反映脊髓病理狀態(tài)[3]；也有研究認(rèn)為，DTI量化參數(shù)如表觀彌散系數(shù)(apparent dispersion coefficient，ADC)、各向異性系數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)與CSM患者術(shù)后功能康復(fù)效果有一定關(guān)聯(lián)[4]。本研究著重探討CSM患者術(shù)前磁共振DTI量化參數(shù)特征與術(shù)后功能康復(fù)的關(guān)系，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年4月～2020年9月國藥中鐵中心醫(yī)院及安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院收治的CSM患者84例(CSM組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合CSM的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]；②術(shù)前MRI證實(shí)存在椎管狹窄、脊髓壓迫、頸椎生理曲度改變；③符合椎管減壓手術(shù)適應(yīng)證；④接受椎管減壓手術(shù)后隨訪6個月以上。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并心、腦、肝、腎、血液系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤；②既往有頸椎外傷史、手術(shù)史；③既往有脊髓腫瘤、脊髓炎病史；④既往有肌萎縮側(cè)索硬化病史；⑤神經(jīng)根型頸椎病或混合型頸椎病。同期選取無CSM病史的健康志愿者42例(健康對照組)。CSM組男45例，女39例；年齡46～75歲，平均(63.28±4.83)歲；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)18.62～25.41 kg/m2，平均(22.15±1.67)kg/m2；CSM病程5～22個月，平均(12.38±4.33)個月。健康對照組男20例，女22例；年齡45～73歲，平均(62.57±4.92)歲；BMI 18.50～25.27 kg/m2，平均(22.08±1.59)kg/m2。兩組患者性別、年齡、BMI比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 儀器設(shè)備

使用MAGNETOM Aera 1.5T磁共振成像儀(德國西門子公司)，頸椎掃描采用8通道頭頸聯(lián)合線圈。CSM組于術(shù)前進(jìn)行MRI檢查獲取成像數(shù)據(jù)；健康對照組在體檢時進(jìn)行MRI。所有研究者在檢查前4 h禁食禁水。仰臥位掃描，在頸部雙側(cè)處放置減少偽影的裝置，平靜呼吸，避免吞咽動作。以甲狀軟骨為掃描中心，掃描范圍為顱底至T1椎體。

1.2.2 掃描序列

包括T1WI、T2WI、DTI。頸椎矢狀位、橫斷位各行掃描，相位編碼取頭足方向加預(yù)飽和帶，觀察椎間盤、椎體病變。相位編碼取前后方向加預(yù)飽和帶與掃描層面垂直，觀察脊髓病變。橫斷位掃描椎間盤，掃描方向與相鄰椎體上下緣連線垂直。T1WI矢狀位掃描參數(shù)：TR=424 ms，TE=9.9 ms，層厚3 mm，層距0.3 mm，F(xiàn)OV=240×240 mm，采集矩陣263×350，NEX為2次，前后編碼方向。T2WI矢狀位掃描參數(shù)：TR=3480 ms，TE=92 ms，層厚3 mm，層距0.3 mm，F(xiàn)OV=240×240 mm，采集矩陣263×350，F(xiàn)S-Fat Saturation壓脂技術(shù)，NEX為2次，前后編碼方向。T2WI橫斷位掃描參數(shù)：TR=350 ms，TE=23 ms，層厚3.0 mm，層距0.3 mm，F(xiàn)OV=190×190 mm，采集矩陣263×350，NEX為2次，左右編碼方向。DTI橫斷掃描參數(shù)：應(yīng)用單次激發(fā)快速自旋回波技術(shù)，TR=5200 ms， TE=113 ms，層厚6 mm，層距0.6 mm， FOV=160×249 mm，采集矩陣200×240，NEX為2次，左右編碼方向，施加2個飽和帶以及20個擴(kuò)散梯度。

1.2.3 圖像處理與分析

使用德國西門子公司Sygno工作站，圖像資料自動導(dǎo)入Sante MRI Viewer軟件。經(jīng)軟件處理后可得到ADC圖、FA圖。由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)師獨(dú)立閱片，手動選取勾畫的感興趣區(qū)，避開脊髓中央灰質(zhì)與腦脊液，感興趣區(qū)選取每個椎間盤水平的橫斷位脊髓白質(zhì)左右兩側(cè)的前索后索，感興趣區(qū)大小約3 mm2，測量3次取平均值，計(jì)算ADC值、FA值。

1.3 神經(jīng)功能評估

CSM患者于術(shù)前、術(shù)后6個月分別采用JOA神經(jīng)功能評分[6]評估神經(jīng)功能康復(fù)情況。JOA改善率=(術(shù)后得分-術(shù)前)/(17-術(shù)前)×100%。JOA改善率≥60%為康復(fù)良好，<60%為康復(fù)不佳[7]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 CSM組術(shù)前與健康對照組的MRI成像特征

在健康對照組中，MRI常規(guī)T1WI與T2WI成像顯示頸椎、椎間盤、脊髓形態(tài)無異常，呈均勻等信號，脊髓、神經(jīng)根無受壓；DTI成像顯示脊髓形態(tài)無異常。在CSM組中，MRI常規(guī)T1WI與T2WI成像顯示有一定程度的椎間盤突出、頸椎韌帶增厚、脊髓受壓變形。T2WI橫斷位成像呈等或稍高信號，DTI成像顯示脊髓受壓呈弧形，ADC圖顯示高信號，F(xiàn)A圖顯示低信號。

2.2 CSM組術(shù)前與健康對照組的DTI參數(shù)比較

CSM組術(shù)前DTI成像的ADC值顯著高于健康對照組(P<0.05)，F(xiàn)A值顯著低于健康對照組(P<0.05)，見表1。

表1 CSM組術(shù)前與健康對照組的DTI參數(shù)比較

2.3 CSM康復(fù)良好組與康復(fù)不佳組的術(shù)前DTI參數(shù)比較

本研究84例CSM患者中，康復(fù)良好59例，康復(fù)不佳25例?？祻?fù)不佳組的術(shù)前DTI成像ADC值顯著高于康復(fù)良好組(P<0.05)，F(xiàn)A值顯著低于康復(fù)良好組(P<0.05)，見表2。

表2 CSM康復(fù)良好組與康復(fù)不佳組的術(shù)前DTI參數(shù)比較

2.4 CSM康復(fù)良好組與康復(fù)不佳組的術(shù)前、術(shù)后JOA評分比較

康復(fù)不佳組的術(shù)前JOA評分、術(shù)后JOA評分、JOA改善率均顯著低于康復(fù)良好組(P<0.05)，見表3。

表3 CSM康復(fù)良好組與康復(fù)不佳組的術(shù)前、術(shù)后JOA評分比較

2.5 CSM患者術(shù)前DTI參數(shù)與JOA評分的相關(guān)性

CSM患者術(shù)前DTI成像的ADC值與術(shù)前JOA評分、術(shù)后JOA評分、JOA評分改善率均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.467、-0.520、-0.572，P<0.001)。CSM患者術(shù)前DTI成像的FA值與術(shù)前JOA評分、術(shù)后JOA評分、JOA評分改善率均呈正相關(guān)(r=0.553、0.626、0.619，P<0.001)，見表4。

表4 CSM患者術(shù)前DTI參數(shù)與JOA評分的相關(guān)性

2.6 術(shù)前DTI參數(shù)診斷CSM的ROC曲線分析

術(shù)前ADC值診斷CSM的靈敏度為79.76%，特異度為88.10%(AUC=0.792)。術(shù)前FA值診斷CSM的靈敏度為70.24%，特異度為85.71%(AUC=0.873)，見表5。術(shù)前ADC值與FA值診斷CSM的ROC曲線見圖1。

圖1 術(shù)前ADC值與FA值診斷CSM的ROC曲線

表5 術(shù)前DTI參數(shù)診斷CSM的ROC曲線分析結(jié)果

2.7 術(shù)前DTI參數(shù)預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的ROC曲線分析

術(shù)前ADC值預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的靈敏度為80.00%，特異度為81.36%(AUC=0.828)。術(shù)前FA值預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的靈敏度為80.00%，特異度為77.97%(AUC=0.819)，見表6。術(shù)前ADC值與FA值預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的ROC曲線見圖2。

表6 術(shù)前DTI參數(shù)預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的ROC曲線分析

圖2 術(shù)前ADC值與FA值預(yù)測CSM術(shù)后功能康復(fù)不佳的ROC曲線

3 討論

在影像學(xué)檢查中，常規(guī)MRI的T1WI、T2WI成像序列敏感性較低，異常高信號一般出現(xiàn)于病程較晚、病情嚴(yán)重的CSM患者中。而在早期階段、病情輕微的CSM患者中T1WI、T2WI成像序列一般為等信號[8]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)MRI常規(guī)T1WI與T2WI成像顯示有一定程度的椎間盤突出、頸椎韌帶增厚、脊髓受壓變形；T2WI橫斷位成像呈等或稍高信號，這與既往研究報(bào)道相符[9]。頸脊髓T2WI高信號通常意味著CSM病情嚴(yán)重、脊髓損傷不可逆，但T2WI成像對于早期CSM的診斷靈敏度差。

DTI是在彌散加權(quán)成像基礎(chǔ)上的改進(jìn)和發(fā)展，國內(nèi)外多項(xiàng)研究表示，DTI對脊髓中水分子的擴(kuò)散敏感性高[10-11]，因此對早期CSM的診斷更具有價(jià)值。DTI的彌散具有方向依賴性，脊髓中水分子向各個方向彌散的距離不相等，為各向異性，分子沿白質(zhì)纖維通道方向的彌散速度快于垂直方向[12]。基于上述原理，可計(jì)算出ADC值和FA值，ADC值反映分子彌散水平的大小，與彌散方向無關(guān)，數(shù)值越大說明水分子彌散能力越強(qiáng)；而FA值反映分子在空間位移的程度，與彌散方向直接相關(guān)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，部分CSM患者T2WI成像無改變，而CSM患者的DTI成像中ADC值高于健康對照組，F(xiàn)A值低于健康對照組，這與郭瑞敏等[14]研究觀點(diǎn)一致。

本研究結(jié)果顯示，CSM患者術(shù)后功能康復(fù)不佳組術(shù)前DTI成像的ADC值高于康復(fù)良好組，F(xiàn)A值低于康復(fù)良好組。CSM患者術(shù)前DTI成像的ADC值和FA值均與術(shù)前JOA評分、術(shù)后JOA評分、JOA評分改善率呈顯著的相關(guān)性。上述結(jié)果，說明術(shù)前ADC值和FA值與CSM患者的術(shù)后功能康復(fù)效果具有一定關(guān)聯(lián)。Cui等[15]、Nischal等[16]研究也認(rèn)為，CSM的DTI成像的定量參數(shù)評價(jià)與疾病嚴(yán)重程度、預(yù)后具有相關(guān)性。進(jìn)一步ROC曲線分析，術(shù)前ADC值和FA值對診斷CSM以及評估術(shù)后功能康復(fù)的預(yù)測價(jià)值較高(見圖1-2)，但ADC值的診斷效能略高于FA值，可能是因?yàn)榻】等巳号cCSM患者中的水分子彌散能力差異更顯著。

本研究的不足之處：第一，鑒于臨床病例的局限性，納入的樣本量較少，ADC值和FA值的截?cái)嘀怠㈧`敏度、特異度仍需大樣本研究證實(shí)；第二，CSM患者ADC值和FA值的變化機(jī)制尚不明確，只是推測，今后還需開展動物實(shí)驗(yàn)病理分子學(xué)研究深入分析。