畢俊英 劉良進 李圣洪 方紀成 胡軍武

1江漢大學附屬湖北省第三人民醫(yī)院放射科，武漢 430033；2江漢大學附屬湖北省第三人民醫(yī)院疼痛科，武漢 430033；3華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科，武漢 430000

下腰痛是一種常見疾病，嚴重影響人們的日常生活及工作的正常進行。目前認為下腰痛的發(fā)病可能與生物力學改變、腰椎旁肌損傷、腰椎棘間滑囊損傷、腰椎間盤病變等關(guān)系密切，其中腰椎間盤病變被認為是引起下腰痛的主要原因［1］。由于腰椎結(jié)構(gòu)及功能的不同，臨床上對于下腰痛的治療方法也不盡相同，但治療的最終目的是以減輕或消除下腰痛對患者生活質(zhì)量的影響為主［2］。因此，探究下腰痛的發(fā)生機制，抑制其發(fā)展進程具有重要意義。目前，臨床上診斷椎間盤退變程度主要采用數(shù)字X線攝影術(shù)（DR）、CT、磁共振成像（MRI）、椎間盤造影等方法。MRI由于能夠較為準確描述椎間盤的水分含量及形態(tài)變化，且診斷準確率較高、無輻射損傷、能夠獲得較多成像信息而逐漸受到人們的關(guān)注［3］。不僅如此，MRI還具有多參數(shù)多序列的特點，能實現(xiàn)定性和定量成像，其中T2 mapping定量成像能夠測量組織橫向弛豫時間T2，是最早用于評價關(guān)節(jié)軟骨早期退變時生化成分改變的技術(shù)［4］。本組研究采用腰椎MRI進行定量分析，旨在探究腰椎MRI多定量序列與臨床疼痛及功能障礙量表評分之間的相關(guān)性，以為臨床治療提供相關(guān)依據(jù)。

資料與方法

1、基本資料

隨機選取2018年4月至2019年10月在湖北省第三人民醫(yī)院進行腰椎MRI的腰痛患者120例，男性54例，女性66例，年齡18～42（32.18±3.24）歲，根據(jù)其疼痛時間的長短分為急性下腰痛組（45例，疼痛時長≤12周）及慢性下腰痛組（75例，疼痛時長＞12周）。排除圖像掃描檢測不清楚者，共納入580個腰椎間盤，其中急性下腰痛組220個，慢性下腰痛組360個。入組標準：⑴所有研究對象年齡均滿18周歲；⑵伴有下腰部疼痛。排除標準：⑴經(jīng)MRI檢測圖像不清楚者；⑵腰椎椎體腫瘤、腰椎畸形等疾病患者；⑶妊娠期或哺乳期患者；⑷伴有感染性疾病者；⑸具有MRI檢查禁忌證的患者，如裝有心臟起搏器、動脈瘤夾及金屬假體等。本研究經(jīng)湖北省第三人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核通過，所有患者均知情同意并簽訂知情同意書。

2、MRI檢查方法

所有研究對象均采用德國西門子3.0T磁共振掃描儀（Siemens AGMgnetom Skyra）進行腰椎掃描，選擇與床板上相應(yīng)的脊柱矩陣線圈?；颊呷⊙雠P位，頭先進，分別測定兩組患者矢狀位T2加權(quán)圖像（T2 weighted image，T2WI）、矢狀位合成MRI以及軸位合成MRI。

矢狀位T2WI快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）序列，掃描范圍為第12胸椎椎體（thoracic vertebra 12，T12）～第3骶骨（sacrum 3，S3），掃描時間約97 s，層厚4.0 mm，層間隔0.4 mm，矩陣320×256，重復時間（time of repetition，TR）、回波時間（time of echo，TE）分別為2 500.0 ms、120.0 ms，視野32 cm×32 cm。

矢狀位合成MRI以及軸位合成MRI掃描均采用多延遲多回波快速自旋回波序列（multi?delay multi?echo fast spin echo sequence，MDME），層厚4.0 mm，層間隔0.4 mm，矩陣288×192，視野32 cm×32 cm。其中，矢狀位合成MRI掃描范圍為T12～S3，TE為90.1 ms，TR、TI均 自 動（automatic，Auto）；軸位合成MRI掃描范圍為第3腰椎（lumbar vertebra 3，L3）下緣～第1骶骨（sacrum 1，S1）上緣，TR、TE分別為4 000.0 ms、91.4 ms。

3、合成磁共振圖像分析

對合成磁共振序列（圖1A）進行圖像后處理，分別生成矢狀位及軸位的T1、T2及PD mapping的定量序列（圖1B、C、D），并根據(jù)L1/2～L5/S1范圍內(nèi)椎間盤前纖維環(huán)、后纖維環(huán)及髓核得到T1、T2及PD定量值，并對椎旁肌肉的各定量值進行測定。

選用兩名8年以上臨床診斷經(jīng)驗的醫(yī)師對腰椎間盤合成磁共振圖像掃描范圍內(nèi)椎間盤進行Pfirrmann分級。Pfirrmann分級分為Ⅰ～Ⅴ級5個分級，其中，Ⅰ～Ⅱ級椎間盤高度正常，信號強度均為腦脊液樣高信號，能夠清楚分辨髓核及纖維環(huán)，Ⅰ級信號均勻一致，呈明亮的高信號，而Ⅱ級信號不均勻，可有水平灰色信號帶；Ⅲ級椎間盤高度正常或輕度減輕，信號強度呈中等信號，髓核與纖維環(huán)間的分界不清晰，信號不均勻，呈灰色信號；Ⅳ～Ⅴ級均不能分辨髓核及纖維環(huán)，Ⅳ級椎間盤高度正?；蛑卸葴p輕，信號強度為中?低信號，信號不均勻，呈灰黑色信號，而Ⅴ級椎間盤高度明顯減輕、塌陷，信號強度為低信號，信號不均勻，呈明顯黑色信號。

4、臨床疼痛評估

圖1 腰椎間盤合成磁共振圖像T1、T2及PDmapping；A：T2加權(quán)圖像；B：T1 mapping；圖C：T2 mapping；圖D：PDmapping

采用視覺模擬量表（Visual Analogue Scale，VAS）評估患者臨床疼痛程度，畫1條直線，一端為0，一端為10，均為分為10個范圍，分值0～10分；其中0分表明無痛，1～3分為輕度疼痛，4～6分為中度疼痛，7分以上為重度疼痛，分值越高表明患者疼痛程度越高。

5、功能障礙評估

采用Oswestry功能障礙指數(shù)量表（Oswestry Disability Index，ODI）對患者功能障礙進行評估，ODI包括疼痛強度、坐、站、走等10項，每項分值0～5分，總分50分，分值越高表明患者功能障礙越嚴重。

6、觀察指標

比較兩組患者一般資料，VAS評分、ODI評分，前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值變化，椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值變化。分析VAS、ODI評分與一般資料、前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值及椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值的相關(guān)性。

7、統(tǒng)計學方法

兩組患者性別、Pfirrmann分級等計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。年齡、BMI指數(shù)、身高、VAS評分、ODI評分等符合正態(tài)分布的計量資料比較采用獨立樣本t檢驗。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性分析。采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。P＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1、兩組患者臨床基本資料對比

兩組患者性別、體質(zhì)量指數(shù)、體質(zhì)量、身高、年齡、Pfirrmann分級等一般資料差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。見表1。

表1 兩組下腰痛患者臨床基本資料對比

2、兩組患者VAS評分、ODI評分對比

兩組患者VAS評分、ODI評分差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。見表2。

表2 兩組下腰痛患者VAS、ODI評分對比（分，±s）

表2 兩組下腰痛患者VAS、ODI評分對比（分，±s）

注：VAS為視覺模擬量表，ODI為Oswestry功能障礙指數(shù)量表

組別急性下腰痛組慢性下腰痛組t值P值例數(shù)45 75 VAS 4.26±2.74 5.12±2.32 1.835 0.069 ODI 14.46±7.67 15.67±5.96 0.965 0.337

3、VAS、ODI評分與臨床資料的相關(guān)性

經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，急性下腰痛組VAS、ODI評分與Pfirrmann分級呈明顯正相關(guān)，ODI評分與體質(zhì)量指數(shù)呈明顯正相關(guān)（均P＜0.05）；慢性下腰痛組中，VAS評分與身高呈正相關(guān)，ODI評分與年齡呈正相關(guān)（均P＜0.05）。見表3。

4、兩組患者前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值比較

兩組患者髓核處T2值、T1值及前纖維環(huán)T1值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。見表4。

5、兩組患者椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值比較

兩組患者腰大肌處T2值差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表5。

6、VAS評分、ODI評分與前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值的相關(guān)性

經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，慢性下腰痛組VAS評分與后纖維環(huán)的PD、T1值呈明顯正相關(guān)，ODI評分與后纖維環(huán)的T2值呈明顯正相關(guān)（均P＜0.05）；急性下腰痛組ODI評分與髓核的PD、T2、T1值呈明顯負相關(guān)，與后纖維環(huán)的T2呈明顯正相關(guān)（均P＜0.05）。見表6。

7、VAS評分、ODI評分與椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值的相關(guān)性

經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，急性下腰痛組中VAS評分與多裂肌處T2值呈正相關(guān)（P＜0.05）；慢性下腰痛組VAS、ODI評分與椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值均無明顯相關(guān)性（均P＞0.05）。見表7。

討 論

腰椎位于脊柱下段，與骶骨穩(wěn)定相連，是承受機械力的重要部位。腰椎間盤則具有吸收震蕩及減緩沖擊的作用［5?6］。常規(guī)MRI掃描序列不能用于椎間盤退變的早期診斷，也不能為臨床提供早期干預(yù)指標［7］。有研究證實，合成MRI生成的T1 mapping、T2 mapping、PD mapping定量序列對腰椎相關(guān)疾病尤其是椎間盤病變中具有較為廣泛的應(yīng)用［8?9］。合成MRI技術(shù)主要采用MDME序列，可以通過一次掃描得到T1、T2、PD等多個定量值，操作簡便且時間較短［10］。研究證實，合成MRI技術(shù)不僅可以在診斷的前提下提供有效的定量信息，還能測量正常人腰椎和椎間盤的具體數(shù)據(jù)，為臨床治療提供重要幫助［11］。

椎間盤是機體中最大的無血管組織，主要由髓核、纖維環(huán)及軟骨終板組成，其生化成分主要為水、膠原等大分子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。當椎間盤退行性病變發(fā)生時，基質(zhì)成分的合成和分解逐漸減少，髓核內(nèi)蛋白多糖含量及纖維環(huán)內(nèi)膠原含量均顯著降低，進而導致了椎間盤形態(tài)的改變［12］。椎旁肌肉是保護腰椎間盤及其周圍韌帶的重要部位。正常椎旁肌含有較多的Ⅰ型肌纖維。當下腰痛發(fā)生時，椎旁?、裥图±w維明顯減少，Ⅱ型肌纖維明顯增多，患者的肌肉耐力明顯下降，使穩(wěn)定脊柱的能力明顯降低，從而增加了患者發(fā)生椎間盤退變的風險［13］。

表3 兩組下腰痛患者VAS、ODI評分與臨床資料的相關(guān)性

表4 兩組下腰痛患者前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值比較（±s）

表4 兩組下腰痛患者前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值比較（±s）

組別急性下腰痛組慢性下腰痛組t值P值個數(shù)220 360髓核PD（pu）64.76±13.02 67.04±14.22 1.934 0.054 T2（ms）91.62±18.18 101.35±21.68 5.567＜0.001 T1（ms）1 569.05±447.05 1 664.68±303.05 3.067 0.002前纖維環(huán)PD（pu）38.72±11.16 37.19±9.36 1.774 0.077 T2（ms）43.25±9.67 42.55±5.59 1.105 0.270 T1（ms）691.52±102.33 798.28±155.72 9.040＜0.001后纖維環(huán)PD（pu）43.37±10.68 41.86±10.49 1.671 0.095 T2（ms）41.92±8.58 43.58±10.63 1.959 0.051 T1（ms）604.21±102.61 606.49±174.47 0.176 0.860

表5 兩組下腰痛患者椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值比較（±s）

表5 兩組下腰痛患者椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值比較（±s）

組別急性下腰痛組慢性下腰痛組t值P值個數(shù)220 360腰方肌PD（pu）48.86±6.51 51.56±8.49 1.833 0.069 T2（ms）42.41±6.65 44.15±5.10 1.611 0.110 T1（ms）958.46±120.58 946.63±99.29 0.582 0.561多裂肌PD（pu）61.53±8.33 63.52±6.87 1.417 0.159 T2（ms）45.73±6.57 46.64±6.66 0.728 0.468 T1（ms）801.68±103.77 762.58±126.09 1.753 0.082腰大肌PD（pu）38.83±9.21 41.69±10.38 1.523 0.131 T2（ms）49.15±4.07 41.16±2.38 13.585＜0.001 T1（ms）971.37±115.52 1 005.29±98.54 1.710 0.090

表6 兩組下腰痛患者VAS評分、ODI評分與前后纖維環(huán)、髓核處T1、T2及PD定量值的相關(guān)性

VAS評分與ODI評分分別為評價患者疼痛程度及功能障礙的重要方法［14］。Komatsu等［15］研究指出，疼痛能產(chǎn)生一定的神經(jīng)抑制作用，使椎旁肌肉的活動減少，進而造成腰椎功能障礙的發(fā)生。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，VAS評分及ODI評分與Pfirrmann分級呈明顯正相關(guān)，此外，慢性下腰痛組VAS評分及ODI評分與后纖維環(huán)T2值明顯相關(guān)；認為下腰痛可能與后纖維環(huán)結(jié)構(gòu)具有重要關(guān)系。椎間盤變性可能是下腰痛的重要原因，也是疼痛及功能障礙的重要影響因素。

表7 兩組下腰痛患者VAS評分、ODI評分與椎旁肌肉處T1、T2及PD定量值的相關(guān)性

綜上所述，腰椎間盤及椎旁肌肉的PD、T2、T1值與VAS評分及ODI評分明顯相關(guān)。PD、T2、T1值對評價腰椎間盤退變具有重要作用。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突