青少年腰椎間盤(pán)突出癥中未見(jiàn)有 Modic 改變

杜長(zhǎng)志　孫旭　陳忠輝　李松　王斌　朱澤章　錢(qián)邦平　邱勇

青少年腰椎間盤(pán)突出癥中未見(jiàn)有 Modic 改變

杜長(zhǎng)志孫旭陳忠輝李松王斌朱澤章錢(qián)邦平邱勇

目的評(píng)估青少年腰椎間盤(pán)突出癥 ( adolescent lumbar disc herniation，ALDH ) 患者的腰椎 MRI圖像上是否存在 Modic 改變。方法回顧分析我院 2006 年 9 月至 2016 年 2 月收治的 68 例 ALDH 患者，其中男 51 例，女 17 例；年齡 11～20 歲，平均 ( 17.9±1.1 ) 歲，術(shù)前腰椎 MRI 評(píng)估有無(wú) Modic 改變及類(lèi)型，記錄椎間盤(pán)突出發(fā)生的節(jié)段、類(lèi)型及椎間盤(pán)退變程度。結(jié)果本組患者共 816 個(gè)椎體終板 ( T12/ L1～L5/ S1)均未發(fā)現(xiàn) Modic 改變存在。共 408 個(gè)椎間盤(pán)，其中 87 個(gè) ( 21.3% ) 椎間盤(pán)存在突出，其中單節(jié)段突出 49 例( 72.1% )，雙節(jié)段突出 19 例 ( 27.9% )。在 87 個(gè)突出的椎間盤(pán)中，Pfirrmann II 級(jí) 27 個(gè) ( 31.0% )，III 級(jí) 43 個(gè)( 49.4% )，IV 級(jí) 17 個(gè) ( 19.6% )，未發(fā)現(xiàn) V 級(jí)的椎間盤(pán)。結(jié)論ALDH 患者中未見(jiàn) Modic 改變且椎間盤(pán)退變程度低，提示在青少年人群，椎間盤(pán)退變不是椎間盤(pán)突出癥發(fā)病的主要病因。

椎間盤(pán)移位；椎間盤(pán)退行性變；青少年；腰椎；磁共振成像；Modic 改變

腰椎間盤(pán)突出癥在青少年中較為少見(jiàn)，其發(fā)病率為 1%～5.42%[1]。由于腰椎終板與椎體的融合時(shí)間約在 21 歲左右，故將發(fā)生在 21 歲以下的腰椎間盤(pán)突出癥稱(chēng)為青少年腰椎間盤(pán)突出癥 ( adolescent lumbar disc herniation，ALDH )[2]。對(duì)于 ALDH 的病因，目前尚無(wú)明確結(jié)論。1988 年，Modic 發(fā)現(xiàn)在中老年腰椎間盤(pán)突出癥患者的 MRI 圖像上，椎體終板及終板下骨質(zhì)可存在信號(hào)改變，并將其定義為 Modic改變[3]。而終板與椎間盤(pán)關(guān)系密切，終板的退變和損傷可誘發(fā)椎間盤(pán)的變化。既往學(xué)者也證實(shí)了在中老年腰椎間盤(pán)突出癥人群中，Modic 改變與腰椎間盤(pán)退變[4]、腰椎節(jié)段不穩(wěn)[5]和腰痛[6]密切相關(guān)。但迄今為止，尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道 ALDH 的 MRI 圖像上是否存在 Modic 改變。對(duì) 2006 年 9 月至 2016 年 2 月，于我科接受椎間盤(pán)髓核摘除手術(shù)治療且影像學(xué)資料完整的 ALDH 患者進(jìn)行回顧性研究，明確 ALDH 是否存在 Modic 改變，并探討 ALDH 的發(fā)病機(jī)制。

資料與方法

一、一般資料

本組所有患者腰椎間盤(pán)突出癥均通過(guò)病史、體檢及影像學(xué)檢查 ( MRI、CT ) 獲得證實(shí)；排除既往已接受腰椎手術(shù)治療或合并有腰椎先天性 / 發(fā)育性畸形、滑脫、創(chuàng)傷、腫瘤、腰骶部移行椎以及骨代謝病的患者。最終有 68 例納入本研究，其中男 51 例，女 17 例；年齡 11～20 歲，平均 ( 17.9±1.1 ) 歲；病程 1 個(gè)月至 3.5 年，平均 ( 6.4±3.2 ) 個(gè)月。男女患者的體質(zhì)量指數(shù) ( body mass index，BMI ) 中位數(shù)分別為26.2 kg / m2和 23.7 kg / m2。

所有患者均有腰部活動(dòng)受限，尤以屈伸受限明顯。45 例 ( 66.2% ) 有明確的腰部外傷史或劇烈運(yùn)動(dòng)史，48 例 ( 70.6% ) 有明顯的腰背部疼痛，32 例( 47.1% ) 存在下肢疼痛或麻木不適，13 例 ( 19.1% ) 表現(xiàn)為典型的根性疼痛。體檢：52 例 ( 76.5% ) 存在不同程度的功能性脊柱側(cè)凸，36 例 ( 52.9% ) 腰部前屈活動(dòng)受限，21 例 ( 30.8% ) 單側(cè)下肢感覺(jué)減退，5 例( 7.4% ) 單側(cè)下肢肌力減弱，46 例 ( 67.6% ) 直腿抬高試驗(yàn)陽(yáng)性，所有患者直腿抬高加強(qiáng)試驗(yàn)均呈陽(yáng)性。

二、影像學(xué)分析

所有 ALDH 患者術(shù)前均行腰椎 MRI 掃描，節(jié)段為 T12/ L1～L5/ S1，包括 T1和 T2加權(quán)像。記錄椎間盤(pán)突出發(fā)生的節(jié)段、類(lèi)型 ( 中央型、左后型、右后型 )、終板 Modic 改變及椎間盤(pán)退變程度。所有影像學(xué)資料均由 1 位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師與 1 位脊柱外科醫(yī)師進(jìn)行獨(dú)立雙盲觀察分析。

1. 終板 Modic 改變：根據(jù) MRI 矢狀面圖像，觀察終板是否存在 Modic 改變[3,7]，并對(duì)其進(jìn)行分型：( 1 ) I 型：T1加權(quán)像終板及鄰近骨為低信號(hào)，T2加權(quán)像相對(duì)正常終板為高信號(hào)；( 2 ) II 型：T1加權(quán)像比正常骨髓信號(hào)高，T2加權(quán)像也升高，但不如 T1加權(quán)像明顯；( 3 ) III 型：T1加權(quán)像、T2加權(quán)像均呈低信號(hào)。

2. 椎間盤(pán)退變分級(jí)：觀察 MRI 橫斷面 T2加權(quán)像，采用 Pfirrmann 分級(jí)[8]分析椎間盤(pán)退變程度( 表1 )。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

對(duì)放射科醫(yī)師與脊柱外科醫(yī)師的影像分析結(jié)果，采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件行 Kappa 一致性檢驗(yàn)，計(jì)算其 K 值 ( K＞0.75 表示一致性好 )。

結(jié)　果

放射科醫(yī)師與脊柱外科醫(yī)師對(duì)終板 Modic 改變?cè)u(píng)估的 Kappa 檢驗(yàn)中，K＝1.0；對(duì)椎間盤(pán)退變Pfirrmann 分級(jí)的評(píng)估中，K＝0.82。說(shuō)明 2 位評(píng)判者的判斷結(jié)果有很強(qiáng)的一致性。

本組患者共 408 個(gè)椎間盤(pán) ( T12/ L1～L5/ S1) 納入分析。對(duì)應(yīng)地，共觀察了 816 個(gè)椎體終板及終板下骨質(zhì)，均未發(fā)現(xiàn) Modic 改變存在。發(fā)現(xiàn) 87 個(gè)( 21.3% ) 椎間盤(pán)存在不同程度的突出。腰椎間盤(pán)突出類(lèi)型分布為：中央型突出 48 個(gè) ( 55.2% )，左后型突出 24 個(gè) ( 27.6% )，右后型突出 15 個(gè) ( 17.2% ) ( 圖 1 )。其中單節(jié)段突出 49 例 ( 72.1% )，雙節(jié)段突出19 例 ( 27.9% )，未發(fā)現(xiàn) 3 個(gè)及 3 個(gè)以上節(jié)段的椎間盤(pán)突出患者。在 49 例單節(jié)段突出患者中，L3～4椎間盤(pán)突出 3 例 ( 6.1% )，L4～5突出 18 例 ( 36.7% )，L5～S1突出 28 例 ( 57.2% ) ( 圖 2 )。在 19 例雙節(jié)段突出患者中，L3～4和 L4～5椎間盤(pán)同時(shí)突出 2 例 ( 10.5% )，L4～5和 L5～S1椎間盤(pán)同時(shí)突出 17 例 ( 89.5% ) ( 圖 3 )。

圖 1　椎間盤(pán)突出節(jié)段與類(lèi)型Fig.1　The level and type of herniated discs

圖 2　患者，女，17 歲，MRI 示 L5～S1椎間盤(pán)突出 ( 左后型 )，Pfirrmann III 級(jí)，T12/ L1～L5/ S1共 12 個(gè)椎體終板均未見(jiàn)Modic 改變　a：T1加權(quán)像；b：T2加權(quán)像；c：L5～S1椎間盤(pán)Fig.2　Female, 17 years old, MRI indicated L5- S1disc herniation ( left posterior type ), Pfirrmann III. There were no Modic changes of the endplates from T12/ L1to L5/ S1a: T1weighted image; b: T2weighted image; c: L5-S1disc

圖 3　患者，男，18 歲，MRI 示 L4～5 ( 左后型 )、L5～S1 ( 中央型 ) 椎間盤(pán)突出，Pfirrmann III 級(jí)( L4～5 )，Pfirrmann II 級(jí)( L5～S1 )，T12 / L1～L5 / S1 共 12 個(gè)椎體終板均未見(jiàn) Modic 改變　a：T1 加權(quán)像；b：T2 加權(quán)像；c：L4～5 椎間盤(pán)；d：L5～S1椎間盤(pán)Fig.3　Male, 18 years old, MRI indicated L4-5 ( left posterior type ) and L5 - S1 ( central type ) disc herniations, Pfirrmann III ( L4-5 ) and Pfirrmann II ( L5 - S1 ). There were no Modic changes of the endplates from T12 / L1 to L5 / S1 a: T1 weighted image; b: T2 weighted image; c: L4-5 disc; d: L5 - S1 disc

表1　Pfirrmann 椎間盤(pán)退變的 MRI ( T2加權(quán)像 ) 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1　The Pfirrmann classification criteria of disc degeneration on MRI ( T2weighted image )

在 87 個(gè)突出的椎間盤(pán)中，Pfirrmann II 級(jí) 27 個(gè)( 31.0% )，III 級(jí) 43 個(gè) ( 49.4% )，IV 級(jí) 17 個(gè) ( 19.6% )，未發(fā)現(xiàn) Pfirrmann I 級(jí)和 V 級(jí)的椎間盤(pán)。其余非突出節(jié)段椎間盤(pán)均正常 ( I 級(jí)或 II 級(jí) )。

討　論

ALDH 由 Wahren 等[9]于 1944 年第一次報(bào)道，其臨床表現(xiàn)多為腰痛或坐骨神經(jīng)痛，但癥狀較輕，多數(shù)患者缺乏神經(jīng)系統(tǒng)損害有關(guān)的陽(yáng)性體征。既往研究認(rèn)為腰椎間盤(pán)過(guò)早退變[10]、創(chuàng)傷[11]、遺傳基因[12]及高 BMI[13]等可能與 ALDH 的發(fā)生有關(guān)。但迄今為止，ALDH 的病因?qū)W研究仍無(wú)明確定論。

Modic 最先在中老年腰椎間盤(pán)突出癥患者的MRI 圖像上系統(tǒng)地描述椎體終板及終板下骨質(zhì)的異常信號(hào)，將其分為 I、II、III 型[3]，隨后補(bǔ)充了其病理學(xué)分型[7]。Albert 等[14]對(duì) 166 例椎間盤(pán)突出引起的坐骨神經(jīng)痛患者隨訪 14 個(gè)月，發(fā)現(xiàn)椎間盤(pán)完整者均無(wú) Modic 改變。Kuisma 等[15]觀察 60 例椎間盤(pán)突出患者 3 年，發(fā)現(xiàn) Modic I 型見(jiàn)于椎間盤(pán)突出節(jié)段。因此，可以認(rèn)為 Modic 改變與中老年腰椎間盤(pán)突出癥存在密切關(guān)系。而目前尚無(wú)研究證實(shí) ALDH 患者是否存在 Modic 改變。因此，研究 ALDH 是否存在Modic 改變具有重要意義，如能證實(shí)，則可為 ALDH的病因?qū)W探討提供新的思路。

有學(xué)者對(duì) Modic 改變?cè)谘甸g盤(pán)突出發(fā)生發(fā)展機(jī)制中的作用作過(guò)如下探討：腰椎間盤(pán)突出后，脊柱的負(fù)荷力重新分布，終板應(yīng)力明顯增加，引發(fā)終板微骨折[16-17]；髓核便有可能通過(guò)微骨折裂隙穿入上下終板而接觸到循環(huán)系統(tǒng)[18-19]，大量的炎性因子聚集，新生毛細(xì)血管生成，終板周?chē)[，從而誘發(fā)終板 Modic 改變形成[20]；而當(dāng)終板發(fā)生 Modic 改變時(shí)，表明終板結(jié)構(gòu)已遭受破壞，此時(shí)髓核通過(guò)破裂孔突入椎體終板，對(duì)脊柱應(yīng)力負(fù)荷的緩沖作用減弱，從而導(dǎo)致應(yīng)力負(fù)荷向鄰近的纖維環(huán)及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)移；當(dāng)纖維環(huán)承受的壓力不斷增大，局部纖維環(huán)破裂，最終髓核突破纖維環(huán)而進(jìn)入椎管，形成椎間盤(pán)突出[21]。

與上述 Modic 改變誘導(dǎo)椎間盤(pán)突出的觀點(diǎn)相反的是，Kokkonen 等[22]認(rèn)為 Modic 改變更像是腰椎間盤(pán)退變的結(jié)果，而不是造成椎間盤(pán)退變的原因。腰椎間盤(pán)退變時(shí)，髓核內(nèi)正常物質(zhì)丟失會(huì)增加終板剪切力，終板對(duì)力學(xué)損傷十分敏感，反復(fù)的力學(xué)負(fù)荷導(dǎo)致的終板顯微損傷，可能引起終板發(fā)生 Modic改變[23]。然而，該機(jī)制探討的是中老年人群患者，迄今為止，尚無(wú) ALDH 的 MRI 上是否存在 Modic 改變的文獻(xiàn)報(bào)道。本研究中的 68 例 ALDH 患者均未發(fā)現(xiàn) Modic 改變存在，為首個(gè)針對(duì) ALDH 患者觀察 Modic 改變的研究。Kumar 等[24]對(duì) 25 例 ALDH患者進(jìn)行回顧性研究，其中僅 4 例存在明顯的腰椎退變。Lee 等[25]通過(guò)組織病理學(xué)研究，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn) ALDH 的突出椎間盤(pán)存在過(guò)早退變，但這兩項(xiàng)研究均未觀察有無(wú) Moidc 改變存在。本研究中，突出椎間盤(pán)的退變程度多為 Pfirrmann II 級(jí) ( 31.0% ) 和III 級(jí) ( 49.4% )，未發(fā)現(xiàn) Pfirrmann V 級(jí)的椎間盤(pán)，與上述研究結(jié)果一致，且椎間盤(pán)退變程度顯著低于成人患者[5,22]。因此，ALDH 的椎間盤(pán)退變程度低，這可能是未見(jiàn) Modic 改變的重要原因。

本研究中，75% 為男性，45 例 ( 66.2% ) 有明確的腰部外傷史或劇烈運(yùn)動(dòng)史，發(fā)生率顯著高于成人患者[14,16]。突出節(jié)段主要發(fā)生在活動(dòng)度較大的L4～5( 36.7% ) 和 L5～S1( 57.2% ) 2 個(gè)節(jié)段，另外患者BMI 也較大。這些發(fā)現(xiàn)更傾向支持創(chuàng)傷是 ALDH 發(fā)生的主要因素。然而，創(chuàng)傷為何不會(huì)導(dǎo)致 Modic 改變呢？筆者認(rèn)為可能因?yàn)榍嗌倌暾幱谏L(zhǎng)發(fā)育階段，周邊骺軟骨環(huán)尚未與椎體融合，軟骨終板彈性較好，長(zhǎng)期應(yīng)力負(fù)荷主要造成纖維環(huán)破裂，而椎體終板損傷不明顯，從而未形成 Modic 改變；另外，ALDH 患者腰痛或坐骨神經(jīng)痛較輕，常不會(huì)及時(shí)就診，而年輕患者的終板局部微循環(huán)較好，即便早期可能出現(xiàn) Modic I 型改變，也可以通過(guò)修復(fù)轉(zhuǎn)化為正常終板[26]，故等到就診時(shí)可不見(jiàn) Modic 改變。而中老年人群終板局部微循環(huán)差，故終板損傷不容易修復(fù)，隨著時(shí)間推移，Modic 改變逐漸向 II 級(jí)以上的方向發(fā)展[3,7,26]。

綜上所述，本研究通過(guò)大樣本的 MRI 研究，發(fā)現(xiàn) ALDH 患者無(wú) Modic 改變，而且椎間盤(pán)退變程度低，故退變不是 ALDH 發(fā)病的主要病因。結(jié)合ALDH 患者多有外傷史，提示創(chuàng)傷可能是 ALDH 發(fā)病的重要病因。誠(chéng)然，本組病例中未見(jiàn) Modic 改變存在，除與 ALDH 患者椎間盤(pán)退變程度低有關(guān)外，也可能是因?yàn)榍嗌倌暄到K板自我修復(fù)能力強(qiáng)，即使終板受到損傷也可在短時(shí)期內(nèi)恢復(fù)正常，因而在 MRI 檢查時(shí)未能發(fā)現(xiàn) Modic 改變。本研究為影像學(xué)觀察，將來(lái)需要通過(guò)組織學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探討ALDH 的病因?qū)W。

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( 本文編輯：王萌 )

No Modic changes in adolescent patients with lumbar disc herniation

DU Chang-zhi, SUN Xu, CHEN Zhong-hui, LI Song, WANG Bin, ZHU Ze-zhang, QIAN Bang-ping, QIU Yong. Department of Orthopaedics, Nanjing Drum Tower Hospital Clinical College, Nanjing Medical University, Nanjing, Jiangsu, 210008, PRC Corresponding author: QIU Yong, Email: scoliosis2002@sina.com

Objective To evaluate if there are Modic changes in lumbar magnetic resonance ( MR ) images of the patients with adolescent lumbar disc herniation ( ALDH ). Methods A total of 68 patients with ALDH who12/ L1- L5/ S1) were reviewed in all the patients. No Modic changes were detected at any level of the lumbar spine. Eighty-seven discs ( 21.3% ) were identified with herniation in 49 patients ( 72.1% ) with single-level herniation and 19 patients ( 27.9% ) with double-level herniation. In terms of disc degeneration, 27 discs ( 31.0% ) were graded with Pfirrmann II, 43 discs ( 49.4% ) with Pfirrmann III and 17 discs ( 19.6% ) with Pfirrmann IV, but none with Pfirrmann V. Conclusions There isn’t any evidence of Modic changes in the patients with ALDH, despite a relatively lower grade of degeneration in the herniated discs. It is suggested that disc degeneration might not be the main cause of ALDH.

surgical intervention from September 2006 to February 2016 were included in this study. There were 51 males and 17 females, whose average age was ( 17.9 ± 1.1 ) years ( range: 11 - 20 years ). Sagittal MR images of the lumbar spine before the surgery were evaluated with regards to Modic changes. And meanwhile, the level and type of disc herniation as well as the grade of intervertebral disc degeneration were recorded. Results Totally, 408 lumbar discs and 816 vertebral endplates ( T

Intervertebral disc displacement; Intervertebral disc degeneration; Adolescent; Lumbar vertebrae; Magnetic resonance imaging; Modic changes

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.11.004

R681.5, R445

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 ( 81401848 )

210008 江蘇，南京醫(yī)科大學(xué)鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院骨科 ( 杜長(zhǎng)志、邱勇 )；210008 江蘇，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院骨科 ( 孫旭、陳忠輝、李松、王斌、朱澤章、錢(qián)邦平、邱勇 )

邱勇，Email: scoliosis2002@sina.com

2016-04-26 )