腰椎间盘突出受压神经的DTI,参数与神经根疼痛的相关性研究
时间：2023-02-20 11:45:07 来源：千叶帆 本文已影响人
陈镜聪，钟 瑜，刘贵华，曾祥灵，翟少智，陈康胤，蓝博文
（广东省惠州市中心人民医院①放射科，②脊柱外科，广东 惠州 516001）
腰椎间盘退变、突出能引起神经卡压、损伤，甚至导致肌肉萎缩、瘫痪等，严重影响患者的身心健康及生活质量。早发现、早诊断神经损伤尤为重要，可避免严重并发症的发生。MRI 由于软组织分辨力较高，已广泛用于周围神经的检查［1-2］。DTI 被认为是诊断周围神经损伤的最佳影像检查手段［3-4］。本研究通过回顾性分析椎间盘突出患者的DTI 资料，并对患者进行视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）分级，分析VAS 评分与各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值、纤维束长度及密度指数的相关性，旨在探讨DTI 对腰椎间盘突出致神经根损伤的诊断价值。
1.1 一般资料 选取2021 年1—11 月我院经临床确诊的腰椎间盘突出症患者73 例，男38 例，女35 例；
年龄20～67 岁，平均（42±5）岁。纳入标准：具有不同程度的单侧腰背痛和/或单侧肢体放射痛，且合并同侧肌肉麻木、萎缩、感觉减退及腱反射能力减弱中1 项；
疼痛时间1～12 个月，疼痛范围L4～S1神经根支配范围；
CT 或MRI 平扫证实L4～S1单个椎间盘突出、单节段受压患者。排除标准：腰椎外伤、手术史、炎症、结核、肿瘤、其他相关免疫性疾病及MRI 禁忌证等。
1.2 VAS 评分 MRI 检查前由骨科医师对患者腰骶部进行VAS 评分［5］，即0～10 分：0 分为无任何疼痛感，10 分疼痛感剧烈；
≤3 分为轻度，疼痛感轻微，在可忍受范围内；
4～6 分为中度，疼痛感较严重，但仍可忍受，影响睡眠；
7～10 分为重度，疼痛感强烈，难以承受，严重影响患者的身体功能与精神状态。
1.3 仪器与方法 采用Philips 1.5 T Multvia MRI扫描仪，体线圈及脊柱线圈。扫描范围L3～4～S1～2椎间盘。扫描序列及参数：冠状位3D T2WI-FFE，TR 14 ms，TE 7 ms，视野270 mm×218 mm，层厚2.2 mm，采集时间4 min 15 s；
T1WI-VISTA，TR 400 ms，TE 8 ms，视野250 mm×340 mm，层厚2.5 mm，采集时间4 min 47 s；
单次激发SE-EPI 成像，TR 1 950 ms，TE 90 ms，层厚2.5 mm，无间隔，b 值0、600 s/mm2，扩散编码方向15，视野250 mm×346 mm，矩阵84×116，激励次数5，采集时间7 min 25 s。
1.4 图像处理 采用Philips 工作站进入后处理界面，在神经根受压处选取ROI，大小5～15 mm2（图1），行多体素神经纤维示踪；
健侧取同一平面。参考文献并结合笔者以往研究的经验，本组神经纤维束示踪的参数：FA 阈值为0.3（＞0.3 开始纤维束示踪），角度阈值27°，最短神经纤维束长度10 mm。分别测量神经纤维束的FA 值、ADC 值、纤维束长度及密度指数，每个参数值由同一医师测量3 次，取平均值。纤维束密度指数=纤维束数目/ROI 面积。
1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0 统计软件分析数据。计量资料以表示。受压侧神经根与健侧对应神经根的FA 值、ADC 值、纤维束密度指数及长度行独立样本t 检验；
受压侧神经根FA 值、ADC 值、纤维束长度及密度指数均数的比较行单因素方差分析，先检验方差齐性，若方差齐采用Fisher 法，方差不齐则采用近似F 检验Welch 法；
受压侧神经根的FA 值、ADC 值、纤维束长度及纤维束密度指数与VAS评分的相关性行Pearson 相关性分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。
3D T2WI-FFE 示腰椎间盘突出物突向一侧椎管；
纤维示踪图示受压侧神经根移位并变细、变短，健侧神经根走行自然、粗细均匀（图1）。
图1 椎间盘突出物位置及神经根受压点MRI 图像。患者，男，41 岁，腰椎间盘向右侧突出。右侧S1 神经根受压 选择受压侧S1 神经根ROI（图1a长箭），ROI 面积5～15 mm2，选择健侧相应层面ROI（图1a 短箭）；
3D T2WI-FFE 示腰椎间盘突出物（图1b 长箭）突向椎管，相邻右侧S1 神经根受压（图1b 短箭），健侧神经根清晰可见，粗细均匀；
纤维示踪可见受压侧神经根受压，变细短（图1c 箭头）；
健侧神经根走行自然，粗细均匀
受压侧神经根与健侧对应神经根FA 值、纤维束长度及密度指数比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；
ADC 值比较，差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。
表1 受压侧神经根与健侧对应神经根的DTI 参数比较（）
表1 受压侧神经根与健侧对应神经根的DTI 参数比较（）
注：FA，各向异性分数。
73 例患者中，VAS 评分为轻度27 例，中度38 例，重度8 例，轻、中、重度患者的FA 值、神经根纤维束长度及密度指数差异均有统计学意义（均P＜0.05），ADC 值差异无统计学意义（P＞0.05，表2）。VAS 评分与FA 值、受压神经根纤维束长度及密度指数均呈负相关（r=-0.881，-0.540，-0.803；
均P＜0.05）；
VAS 评分与ADC 值无相关性（r=-0.095，P=0.004）（图2～5）。
图2 各向异性分数（FA）值与视觉模拟评分法（VAS）的相关性散点图分析 图3 ADC 值与VAS 评分的相关性散点图分析 图4 受压神经根纤维束密度指数与VAS 评分的相关性散点图分析 图5 受压神经根纤维束长度与VAS 评分的相关性散点图分析
表2 VAS 评分与受压侧神经根DTI 参数对比（）
表2 VAS 评分与受压侧神经根DTI 参数对比（）
注：FA，各向异性分数；
VAS，视觉模拟评分法。
正常外周神经外膜被覆轴索及髓鞘，当椎间盘突出压迫神经根时可引起局部血流减少甚至缺血，引起神经根纤维沃勒变性、神经内膜纤维变性、轴索及髓鞘崩裂［6］。神经根损伤后，常规MRI 仅能从形态学进行观察，主观性强，而DTI 能观察其细微结构变化并进行量化评价，能够直观、准确评价其改变。
DTI 用于评价外周神经根损伤已有较多文献［7-8］报道。亦有少量DTI 用于椎间盘突出致神经根损伤方面的报道：Eguchi 等［9］认为FA 值能反映受压神经受损组织的脱髓鞘及轴突丢失；
Shi 等［10］研究得出腰椎间盘突出致神经根受压FA 值减低，平均为0.311±0.023；
Li 等［11］研究认为，腰椎间盘突出致神经根受压FA 值减低，平均为0.354±0.031，且其与Shi 等［10］均认为正常腰骶神经根各节段FA 值均未见明显差异；
可认为腰椎间盘突出时神经根受压，仅与受压程度改变有关。因此，本研究选取L4～S1单个椎间盘突出、单节段受压患者，亦发现腰椎间盘突出致神经受压损伤时FA 值减低，平均为0.319±0.066，尽管本研究与其他文献［10-11］FA 值存在差异，但非常接近，可能与例数、神经根受压程度及分组不同有关。ADC 值代表水分子弥散运动的范围，对中枢神经疾病具有较高的诊断意义［12］，但对腰椎间盘突出致神经卡压的诊断存在不同说法。有报道显示受压侧神经根ADC 值高于健侧［10］，亦有学者报道受压侧神经根ADC 值与健侧无明显差异［13］，本研究受压侧ADC 值改变与后者一致。笔者认为ADC 值为水分子在横向及轴向扩散速度的均值［ADC=（λ1+λ2+λ3）/3］，当腰椎间盘突出神经根受压时，其λ//轴向扩散减少，λ⊥增加，其中λ//即是λ1，λ⊥=（λ2+λ3），两者可能大致相互抵消；
另一原因可能与患者腰椎间盘突出严重程度、ROI 的测量相关。
纤维示踪时其纤维束数目及纤维长度是由多个因素决定，包括水合状态、层状组织、组织各向异性，以及纤维跟踪束选择的参数等，目前相关文献报道较少。Stein 等［14］研究认为，腰椎退行性变时纤维环的纤维密度指数平均（48±17）束/mm2，平均长度为（5.44±1.30）mm；
邹乔等［15］研究发现，兔坐骨神经牵拉伤后损伤侧纤维束长度及平均神经纤维密度指数较假手术侧明显缩短、减少。有研究表明，外周神经损伤时，其完整性受到破坏，当椎间盘突出致神经根受压时，能引起神经根数目及长度的变化，具有重要的临床参考价值［7］。本研究得出，受压侧神经纤维束平均长度为（27.97±8.51）mm，纤维密度指数为（89.98±17.37）束/mm2，亦得出腰椎间盘受压侧神经纤维束平均长度明显低于健侧；
本研究还通过神经纤维束密度指数得出每单位所含纤维束数目，以更加直观了解最细微的参数变化，且腰椎间盘神经受压症状越明显，其每单位所含纤维束数目越少，目前国内外尚未见报道。
由于缺乏手术病理学证据，除DTI 外，临床诊断亦是评估腰骶神经根受压的有力工具。Wu 等［16］发现，腰椎间盘突出症腰神经根受压患者Oswestry 功能障碍指 数（Oswestry disability index，ODI）与FA、ADC值显著相关。相关报道显示，受压神经日本骨科治疗协会评估分数（Japanese Orthopaedic Association Scores，JOA）评分与FA 值有显著相关性［17］。Dallaudiere 等［18］认为，DTI 参数FA 和ADC 值、VAS 评分亦 有相关性。JOA 评分、ODI 评分繁琐、复杂，而VAS 评分简单、直观有效。本研究表明，VAS 评分与FA 值、神经纤维束平均长度及纤维束密度指数具有显著相关性，且临床症状越明显，VAS 评分越低，以上参数越小，但与ADC 值无显著相关性。
本研究的局限性：①未对腰椎间盘突出致神经压迫类型分类，未分析节前、节后腰骶神经。②未行手术前后DTI 参数的对比。③样本量较小，有待扩大样本量进行研究。
综上所述，纤维示踪成像能够观察腰椎间盘突出神经受压患者神经根损伤后的细微结构变化并进行量化评价；
受压神经根的FA 值、纤维束长度及密度指数已发生改变，且与VAS 评分具有相关性，可评价腰椎间盘突出致神经根受压的严重程度。
