沈國華，祝春燕，邵炫赫

腰椎間盤退行性變是脊柱退行性疾病的關(guān)鍵一環(huán)，其病理過程復雜且多樣，對患者生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠影響[1]。隨著醫(yī)學影像技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是MRI 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，腰椎間盤退行性變的診斷與評估手段得到了極大的豐富與提升[2]。其中，T2加權(quán)像高信號區(qū)及椎間盤體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像（intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging，IVIM-DWI）定量參數(shù)作為近年來研究的熱點，在腰椎間盤退行性變的診斷與評估中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢與潛力[3-4]。T2加權(quán)像高信號區(qū)作為腰椎間盤退行性變的重要影像學特征，其出現(xiàn)往往與纖維環(huán)的撕裂、髓核的突出等病理改變密切相關(guān)[5-6]。本研究將T2加權(quán)像高信號區(qū)與IVIM-DWI 定量參數(shù)相結(jié)合，綜合評估腰椎間盤退行性變的程度，揭示腰椎間盤退行性變患者T2加權(quán)像高信號區(qū)及椎間盤IVIM-DWI 定量參數(shù)的臨床價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用回顧性研究方法，收集2019 年1 月至2022 年12 月在紹興文理學院附屬醫(yī)院治療的腰椎間盤退行性變患者178 例退行性椎間盤554個，其中男98 例，女80 例；年齡21 ～71 歲，平均（49.9±10.2）歲。同時選取正常體檢者100 例正常椎間盤500 個，其中男62 例，女38 例；年齡20 ～68歲，平均（50.0±9.9）歲。納入標準：（1）腰椎間盤退行性變患者有腰部或下肢放射性疼痛；（2）既往無腰椎手術(shù)史；（3）在本院行MRI 檢查，且圖像質(zhì)量好。排除標準：（1）有脊柱側(cè)彎或后凸畸形；（2）有脊柱腫瘤、結(jié)核；（3）納入者有腰椎滑脫、椎間盤炎等其他脊柱疾病。正常和退行性椎間盤的MRI 診斷標準：正常椎間盤MRI 呈類圓形低信號，與椎體邊緣同步，對后方硬膜囊無明顯壓迫。腰椎間盤退行性改變MRI表現(xiàn)主要有髓核黑線征、纖維環(huán)破裂、許莫氏結(jié)節(jié)、椎間盤突出及硬膜囊或神經(jīng)受壓等。

1.2 MRI 檢查 檢查所用儀器為SIEMENS 1.5 T超導型MRI 成像儀，進行矢狀位T2WI 及矢狀位IVIM-DWI 序列掃描。T2WI 掃描參數(shù)：層厚4 mm，TE 為137 ms，TR 為2 720 ms，采集1 次，掃描視野為350 mm×350 mm。矢狀位IVIM-DWI 參數(shù)：層厚4.5 mm，層間距1.0 mm，TE 88.5 ms，TR 2 425 ms，F(xiàn)OV 280 mm×140 mm。

將IVIM-DWI原始數(shù)據(jù)傳至ADW4.6 影像工作站，避開椎基靜脈及骨皮質(zhì)分別于L1 ～S1 椎體手動勾畫ROI，計算其髓核及前后纖維環(huán)的ADC 值、D 值、D*值f 值，分別測量2 次（間隔14 d），取平均值作為最終結(jié)果。

1.3 圖像分析 由兩名主任醫(yī)師在未告知臨床信息的情況下獨立進行分析，由兩人商議后確定。對椎間盤的髓核結(jié)構(gòu)、髓核與纖維環(huán)的界限、髓核信號強度及椎間盤的高度進行評估。修正Pfirrmann 分級評估參照文獻[7]，1 級：髓核與內(nèi)層纖維環(huán)信號高，后方纖維環(huán)信號層次清晰，椎間盤高度正常。2 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號高，可能伴有髓核內(nèi)低信號裂隙，后方纖維環(huán)信號層次清晰，椎間盤高度正常。3 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號高，后方纖維環(huán)信號層次清晰，椎間盤高度維持正常。4 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號中等偏高，后方纖維環(huán)信號層次模糊，椎間盤高度正常。5 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號中等偏高，髓核與纖維環(huán)邊界消失，椎間盤結(jié)構(gòu)不均勻。6級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號低，后方纖維環(huán)信號層次模糊，椎間盤高度減?。?0%。7 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號低，后方纖維環(huán)信號層次模糊，椎間盤高度減小30%～60%。8 級：髓核及內(nèi)層纖維環(huán)信號低，后方纖維環(huán)信號層次模糊，椎間盤高度減小＞60%。

1.4 統(tǒng)計方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行分析，符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差表示，非正態(tài)分布計量資料以M（Q25，Q75）表示，兩組比較采用t檢驗或秩和檢驗，多組比較采用方差分析或秩和檢驗；計數(shù)資料采用2檢驗；相關(guān)性分析采用Spearman秩相關(guān)分析。P ＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 T2加權(quán)像高信號區(qū)情況 退行性椎間盤高信號區(qū)檢出312 個（56.32%），正常椎間盤無高信號區(qū)檢出，兩者差異有統(tǒng)計學意義（2=399.99，P＜0.05）。

2.2 不同修正Pfirrmann 分級椎間盤退變高信號檢出情況 修正Pfirrmann 分級7 ～8 級退行性椎間盤高信號檢出率均高于3 ～4 級和5 ～6 級退行性椎間盤（均P ＜0.05）；5 ～6 級退行性椎間盤高信號檢出率高于3 ～4 級（P ＜0.05），見表1。

表1 不同修正Pfirrmann 分級椎間盤退變高信號檢出情況

2.3 退行性椎間盤和正常椎間盤IVIM-DWI 定量參數(shù)比較 退行性椎間盤髓核ADC 值和D 值明顯低于正常椎間盤（P＜0.05），而f值明顯高于正常椎間盤（P ＜0.05）；退行性椎間盤前纖維環(huán)ADC 值、D 值和D*值明顯低于正常椎間盤（P ＜0.05）；退行性椎間盤后纖維環(huán)ADC 值、D 值明顯低于正常椎間盤（P ＜0.05），而f 值明顯高于正常椎間盤（P ＜0.05），見表2。

表2 退行性椎間盤和正常椎間盤IVIM-DWI 定量參數(shù)比較

2.4 不同修正Pfirrmann 分級椎間盤退變IVIMDWI 定量參數(shù)比較 修正Pfirrmann 分級7 ～8級退行性椎間盤髓核ADC 值和D 值，前纖維環(huán)ADC值、D 值和D*值，后循環(huán)ADC 值和D 值均低于3 ～4 級、5 ～6 級（均P ＜0.05），而髓核f 值和后纖維環(huán)f 值均高于3 ～4 級、5 ～6 級（均P ＜0.05）；修正Pfirrmann 分級5 ～6 級退行性椎間盤髓核ADC值和D 值，前纖維環(huán)ADC 值、D 值和D*值，后循環(huán)ADC 值和D 值均低于3 ～4 級（均P ＜0.05），而髓核f值和后纖維環(huán)f值均高于3 ～4 級（均P＜0.05），見表3。

表3 不同修正Pfirrmann 分級退行性椎間盤IVIM-DWI 定量參數(shù)比較

2.5 相關(guān)性分析 高信號區(qū)與修正Pfirrmann 分級呈正相關(guān)（P ＜0.05），髓核、前纖維環(huán)和后纖維環(huán)ADC 值、D 值與修正Pfirrmann 分級均呈負相關(guān)（均P ＜0.05），前纖維環(huán)D*值與修正Pfirrmann 分級呈負相關(guān)（P ＜0.05），髓核、后纖維環(huán)f 值與修正Pfirrmann 分級均呈正相關(guān)（均P ＜0.05），見表4。

表4 相關(guān)性分析結(jié)果

3 討論

椎間盤是椎體間的骨連接結(jié)構(gòu)，由上下椎體的軟骨板、纖維環(huán)、髓核組成。在腰椎間盤退行性變的診斷和評估中，MRI T2加權(quán)像上腰椎間盤高信號區(qū)逐漸受到臨床重視，該區(qū)域的信號較髓核高，且和髓核是獨立的。有研究發(fā)現(xiàn)，矢狀位MRI T2加權(quán)像上腰椎間盤高信號區(qū)的存在常反映纖維環(huán)的損傷[8]。有研究也將外側(cè)、后外側(cè)和后側(cè)纖維環(huán)上的高信號區(qū)納入觀察[9]。IVIM-DWI 在脊柱的應(yīng)用主要為椎體病變觀察，對于椎間盤的定量研究較少。

有研究報道，L4、5腰椎間盤的退變程度與高信號區(qū)存在正相關(guān)[10]。高信號區(qū)的出現(xiàn)在一定程度上反映腰椎間盤退行性改變的發(fā)生及發(fā)展[11]。椎間盤發(fā)生退變會釋放炎癥介質(zhì)并通過破裂的椎間盤間隙漏出，上述現(xiàn)象會對纖維環(huán)外部神經(jīng)末梢產(chǎn)生刺激，使得該區(qū)域在MRI 圖像上出現(xiàn)改變，呈現(xiàn)高信號。

腰椎的纖維環(huán)和髓核含水量減少，髓核張力下降，透明質(zhì)酸減少，纖維變性、膠原纖維沉積增加，導致髓核失去彈性，發(fā)生椎間盤退變。本研究結(jié)果顯示退行性椎間盤髓核ADC 值和D 值均較正常椎間盤低，而f 值則高于后者；退行性椎間盤前纖維環(huán)ADC 值、D 值和D*值均低于正常椎間盤；退行性椎間盤后纖維環(huán)ADC 值、D 值均低于正常椎間盤，f值高于后者。椎間盤由軟骨終板、纖維環(huán)、髓核三部分構(gòu)成，以往常依據(jù)形態(tài)學特征推測椎間盤退變，IVIM-DWI 結(jié)合多個b 值掃描，可以得出ADC 值、D值、f值、D*值，進而顯示出髓核和纖維環(huán)的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化[12-13]。ADC、D 值、D*值與蛋白多糖和水含量密切相關(guān)。椎間盤相比其他組織乏血供，單獨使用D*值穩(wěn)定性差，聯(lián)合使用的效果更好。椎間盤退變過程中，水分子和大分子蛋白多糖含量減少，ADC、D值、D*值降低水平與退變程度呈正相關(guān)。f 值代表組織微循環(huán)產(chǎn)生的彌散效應(yīng)占總體彌散效應(yīng)的百分比，其值可反映灌注效應(yīng)的改變，髓核及后纖維環(huán)f值隨椎間盤退變程度加重而增加。

目前Pfirrmann 分級法是常用的基于T2WI的評估腰椎間盤退行性變嚴重程度的分級方法，但是也有學者認為該方法包含一定的主觀因素[14]。本研究使用修正Pfirrmann分級，結(jié)果顯示提示腰椎間盤退行性程度越嚴重，越易出現(xiàn)高信號區(qū)域。高信號區(qū)域?qū)嶋H上是存在于纖維環(huán)損傷裂隙中含水量較高的炎性肉芽組織，其本質(zhì)是局部炎癥反應(yīng)在MRI 上的體現(xiàn)，因此其與病變程度相關(guān)。本研究結(jié)果說明運用IVIM-DWI技術(shù)檢測髓核來預測前后纖維環(huán)的變化趨勢與腰椎間盤退變趨勢是一致的。椎間盤退變發(fā)生時，髓核和纖維環(huán)內(nèi)的水分及蛋白聚糖會大量丟失，結(jié)構(gòu)也會發(fā)生紊亂，分級越高，上述現(xiàn)象越明顯。腰椎間盤退行性病變發(fā)展過程中，組織的結(jié)構(gòu)及組成成分會發(fā)生變化，影響水分子擴散及組織灌注能力，導致ADC 值、D 值、D*值逐漸降低，而f 值逐漸升高。通過測量上述參數(shù)的差異，可以在檢測到形態(tài)變化之前對病變進行診斷。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突