急性和亞急性下腰痛患者腰椎MRI影像學(xué)特征分析

李瑞梅，王 丹，魏小二，姚婷婷，郁偉斌，李躍華

上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院放射科，上海 200233

下腰痛(low back pain, LBP)是一組主觀疼痛感覺，主要指后背、腰骶部疼痛或不適感，伴或不伴下肢放射痛，是45歲以下人群最常見的致殘原因之一[1-2]。磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)檢查是腰椎病變致腰痛重要的診斷依據(jù)，但目前關(guān)于下腰痛患者腰椎MRI的影像學(xué)特征仍存爭議[3-5]。部分學(xué)者認為，椎間盤后方高信號、腰椎終板Modic信號改變、棘間韌帶高信號、椎小關(guān)節(jié)退變、小關(guān)節(jié)積液、皮下或椎后旁肌肉水腫等MRI影像特征與下腰痛相關(guān)[3-4]。但有研究[5]認為上述腰椎MRI影像表現(xiàn)并非下腰痛患者特征性表現(xiàn)，也可出現(xiàn)在無癥狀人群中。因此，本研究通過對比分析急性、亞急性下腰痛患者的腰椎MRI影像學(xué)表現(xiàn)，進一步探討急性、亞急性下腰痛患者的腰椎MRI特征，為臨床早期干預(yù)治療提供了更可靠的影像學(xué)證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性連續(xù)收集2016年1月至2016年12月因下腰痛至本院就診并行腰椎MRI檢查患者177例，年齡20～67歲，平均(49±12)歲，男性78例，女性99例。納入標(biāo)準(zhǔn)：不同程度腰部中線區(qū)域疼痛；病程<3個月；腰部壓痛陰性，直腿抬高試驗陰性及無神經(jīng)根損害的陽性體征。排除標(biāo)準(zhǔn)：腰椎骨折、結(jié)核等感染性病變、峽部裂、腰椎滑脫、椎體及椎管內(nèi)腫瘤及腫瘤樣病變、自身免疫性病變等；椎間盤突出造成神經(jīng)根壓迫；先天性脊柱畸形；其他導(dǎo)致疼痛的全身性疾病。

根據(jù)腰痛病程時間，117例患者分為2組：亞急性下腰痛組(腰痛時間為1～3個月，n=103例)、急性下腰痛組(腰痛時間<1個月，n=74)。另招募42例健康志愿者作為正常對照組，男性18例，女性24例，均無明顯臨床癥狀，腰椎MRI檢查未見明顯異常。腰痛程度采用疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale, VAS)評定?；颊哐闯潭确譃?級，0級：0分；1級：1～3分；2級：4～6分；3級：7～10分。本研究獲醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有入組研究對象均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 MRI掃描方法 采用Philips 3.0 T磁共振成像系統(tǒng)，患者取仰臥位，選用脊柱線圈。掃描序列及參數(shù)：矢狀面 T1WI，重復(fù)時間(TR)450 ms，回波時間(TE)8 ms，層厚 5 mm，層距 0.4 mm，掃描野(FOV)160 mm×270 mm；矢狀面 T2WI，TR 2 600 ms，TE 80 ms，層厚 5 mm，層距 0.4 mm，F(xiàn)OV 300 mm×300 mm；橫斷面T2WI，僅掃描L3～S1，TR 2 300 ms，TE 120 ms，層厚 4 mm，層距 0.4 mm，F(xiàn)OV 160 mm×270 mm。

1.3 MRI圖像評價 所有影像學(xué)資料均由2名從事骨骼肌肉系統(tǒng)影像診斷的高年資放射科醫(yī)師進行雙盲分析，分析結(jié)果不一致時經(jīng)協(xié)商達成一致意見。

1.3.1 椎間盤病變 采用Milette[6]的診斷標(biāo)準(zhǔn)，對椎間盤病變進行分類。椎間盤退變(圖1A)：T2WI上椎間盤信號降低；椎間盤膨出：椎間盤向四周均勻?qū)ΨQ超出椎體邊緣；椎間盤突出：椎間盤局限性、不對稱性地超出椎體邊緣，與母體椎間盤的接觸面徑線大于突出椎間盤組織的徑線(圖1B)；纖維環(huán)后方高信號指矢狀面T2WI上位于后部纖維環(huán)的高信號，與髓核的信號不相連且信號略高于髓核(圖1C)。

1.3.2 椎體病變 Modic改變是指終板及終板下骨質(zhì)在MRI上的信號改變，根據(jù)Modic等[7]的標(biāo)準(zhǔn)可分為以下3型，Ⅰ型(水腫型)：終板及鄰近骨質(zhì)為T1WI低信號，T2WI高信號(圖1D、1E)；Ⅱ型(脂肪型)：T1WI高信號，T2WI稍高或等信號；Ⅲ型(硬化性)：T1WI、T2WI均表現(xiàn)為低信號。Schmorl結(jié)節(jié)即椎間盤的髓核通過軟骨終板或纖維環(huán)的破裂處嵌入鄰近椎體骨質(zhì)內(nèi)，形成的椎體內(nèi)壓跡。

1.3.3 附件病變 小關(guān)節(jié)積液指軸位T2WI上小關(guān)節(jié)間隙的液性高信號(圖1F)。正常小關(guān)節(jié)有一定量的生理積液，且<1 mm的積液不易準(zhǔn)確測量，故本研究將≥1 mm作為小關(guān)節(jié)積液的臨界值[8]。小關(guān)節(jié)退變按Weishaupt等[9]分級方法對其進行評估，0級：正常的小關(guān)節(jié)間隙，寬2～4 mm；1級：小關(guān)節(jié)間隙<2 mm，小骨贅，輕度關(guān)節(jié)突肥大；2級：小關(guān)節(jié)間隙狹窄，中等骨贅，中度關(guān)節(jié)突肥大，輕度關(guān)節(jié)面下骨侵蝕(圖1G)；3級：小關(guān)節(jié)間隙狹窄，大骨贅，重度關(guān)節(jié)突肥大，重度關(guān)節(jié)面下骨侵蝕，軟骨下囊腫。本研究將0、1級判定為正常，2、3級判定為退變。棘間韌帶高信號指壓脂T2WI棘間韌帶呈高信號(圖1H)。皮下或椎后旁肌肉水腫指皮下或椎后旁肌肉(包括橫突間肌、腰方肌、髂肋肌、最長肌、多裂肌、棘間肌等區(qū)域出現(xiàn)的T2WI高信號，圖1I)。

圖1 下腰痛患者腰椎MRI影像特征

A：FS T2WI，L5～S1椎間盤髓核信號為不均勻黑色，髓核與纖維環(huán)界限消失，退變分級為5級(箭頭)；B：T2WI，軸位，L5～S1椎間盤向右后方突出(箭頭);C：T2WI，軸位，L4-5椎間盤纖維環(huán)后方點狀高信號(箭頭);D,E：L4-5椎體終板呈T1WI低信號(D,箭頭)，T2WI高信號(E,箭頭)，為Modic Ⅰ型改變；F：T2WI，軸位，小關(guān)節(jié)積液(箭頭)；G：T2WI，軸位，小關(guān)節(jié)退變(箭頭)；H：矢狀位，棘間韌帶高信號(箭頭)；I：腰背部皮下軟組織腫脹(箭頭)

2 結(jié) 果

2.1 一般情況的比較 結(jié)果(表1)表明：3組研究對象間性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)(BMI)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性；但亞急性下腰痛組和急性下腰痛組間腰痛病程、VAS差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。

2.2 不同組間腰椎MRI影像學(xué)特征的比較 椎間盤病變比較(表2)：與正常對照組相比，亞急性下腰痛組和急性下腰痛組患者椎間盤退變和椎間盤突出發(fā)生率較高(P<0.05)，但后兩者間椎間盤退變、椎間盤突出的發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。亞急性下腰痛組和正常對照組腰椎間盤局限性高信號發(fā)生率低于急性下腰痛組(P<0.05)，但前二者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。3組間椎間盤膨出發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。椎體病變比較：不同組間Schmorl結(jié)節(jié)、腰椎終板Modic改變發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 各組研究對象一般資料的比較

BMI:體質(zhì)指數(shù);**P<0.01與亞急性下腰痛組相比

附件病變比較(表2)：急性下腰痛組患者皮下或椎后旁軟組織腫脹、棘間韌帶高信號發(fā)生率均高于亞急性下腰痛組和正常對照組(P<0.05)，但后兩者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。亞急性下腰痛組患者小關(guān)節(jié)退變和小關(guān)節(jié)積液發(fā)生率均高于急性下腰痛組和正常對照組(P<0.05)。與正常對照組相比，急性下腰痛組患者小關(guān)節(jié)退變發(fā)生率較高(P<0.05)，但兩組間小關(guān)節(jié)積液發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 各組研究對象腰椎MRI影像學(xué)特征的比較

A組：亞急性下腰痛組；B組：急性下腰痛組；C組：正常對照組

3 討 論

本研究通過對比分析急性和亞急性下腰痛患者腰椎MRI特征，探討了腰椎MRI特征與不同病程下腰痛的關(guān)系，有助于臨床進一步鑒別診斷。結(jié)果表明，急性和亞急性下腰痛具有各自相應(yīng)的腰椎MRI影像特征，而椎間盤膨出、Schmorl結(jié)節(jié)、Modic改變與下腰痛無關(guān)。椎間盤病變是引起下腰痛最主要的原因。本研究中亞急性下腰痛組和急性下腰痛組患者椎間盤退變、突出的發(fā)生率無明顯差異，但均明顯高于正常對照組。此結(jié)果提示椎間盤退變、椎間盤突出是引起腰痛患者癥狀持續(xù)存在的主要原因。椎間盤退變、突出后，可引起竇椎神經(jīng)受到傷害性刺激，從而產(chǎn)生疼痛癥狀。3組間椎間盤膨出分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與既往研究[10]一致。這提示腰痛患者MRI上發(fā)現(xiàn)的椎間盤膨出表現(xiàn)只是一種常見的生理退變過程，可能并非引起患者疼痛癥狀的主要原因。

腰椎間盤局限性高信號是診斷椎間盤源性腰痛的重要MRI征象[11]。本研究中急性下腰痛組患者腰椎間盤局限性高信號發(fā)生率為58.3%，明顯高于亞急性下腰痛組(19.5%)和正常對照組(16.3%)。結(jié)果表明腰椎間盤局限性高信號與急性下腰痛癥狀具有一定相關(guān)性。急性下腰痛患者中大部分患者是由于外傷所致，就診時一般處于急性炎癥期，而腰椎間盤局限性高信號的病理實質(zhì)就是炎癥反應(yīng)。因此，腰椎間盤局限性高信號發(fā)生率在急性下腰痛患者中更高。本研究發(fā)現(xiàn)Schmorl結(jié)節(jié)和Modic改變等椎體病變在3組間無明顯差異，正常對照組也有不同程度的椎體病變，與既往研究[12]結(jié)果基本一致。結(jié)果提示椎體病變不是造成腰痛癥狀的主要原因。Schmorl結(jié)節(jié)、Modic改變可能只是一種偶然發(fā)現(xiàn)，并無臨床病理意義，不會引起疼痛感覺。

小關(guān)節(jié)是維持脊柱穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，小關(guān)節(jié)退變可引起腰椎滑脫不穩(wěn)，而腰椎不穩(wěn)是引起下腰痛的主要因素之一。此外，腰椎小關(guān)節(jié)由相鄰節(jié)段脊神經(jīng)背支的分支支配[13]。當(dāng)?shù)退絼?chuàng)傷不斷累積，可導(dǎo)致小關(guān)節(jié)發(fā)生異常，進而產(chǎn)生無菌性炎癥，最終刺激脊神經(jīng)背支的傳導(dǎo)產(chǎn)生痛感。Chaput等[8]研究認為小關(guān)節(jié)積液量越多發(fā)生腰椎不穩(wěn)的可能性也越大。本研究進一步驗證了上述觀點。本研究中亞急性下腰痛組椎小關(guān)節(jié)退變和小關(guān)節(jié)積液的發(fā)生率高于急性下腰痛組和正常對照組。結(jié)果提示小關(guān)節(jié)退變和小關(guān)節(jié)積液可能與亞急性下腰痛癥狀有關(guān)，這也可能是導(dǎo)致急性和亞急性臨床預(yù)后不同的因素之一。Jinkins等[14]研究表明T2WI棘間韌帶高信號在下腰痛患者中發(fā)生率要高于無癥狀對照組。本研究結(jié)果顯示棘間韌帶高信號和皮下或椎后旁軟組織腫脹在急性腰痛中發(fā)生率高于亞急性和正常對照組。本研究進一步證明了棘間韌帶高信號和皮下或椎后旁軟組織腫脹可能是導(dǎo)致患者急性劇烈腰痛的原因，而且隨著時間推移，炎癥消退或減輕，腰痛癥狀會緩解。

本研究仍存在不足之處：(1)本研究為回顧性研究，缺乏長期的病例隨訪資料；(2)樣本量偏小，會給研究結(jié)果帶來一定偏倚；(3)研究對象為急性和亞急性下腰痛患者，未與慢性下腰痛患者比較；(4)職業(yè)、社會心理等因素可能與下腰痛有關(guān)。本研究未將上述因素納入，后續(xù)有待于進一步研究完善。

綜上所述，椎間盤退變、突出可能是腰痛癥狀持續(xù)存在的原因；腰椎間盤局限性高信號、棘間韌帶高信號和皮下或椎后旁軟組織腫脹可能是急性下腰痛患者致痛的主要原因；小關(guān)節(jié)退變、小關(guān)節(jié)積液可能與亞急性下腰痛有關(guān)。