磁共振彌散張量成像在PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥效果評估中的應(yīng)用

劉志鵬 李霞 趙海泉 衛(wèi)孟佳 于超 杜鵬

經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國約有80.0%的成年人至少患過一次腰背痛和(或)腿痛，其中由腰椎間盤突出癥(LDH)引起占20.0%[1]。針對該病，臨床首選保守治療，若保守治療無效則采用手術(shù)方式治療，如經(jīng)皮椎間孔鏡下髓核摘除術(shù)(PTED)。既往研究證實，其療效顯著，通過徹底摘除髓核，達到良好神經(jīng)根降壓效果[2,3]。其中，臨床用于評估手術(shù)療效的指標包括VAS、JOA、ODI等評分，盡管能在一定程度上評估手術(shù)效果和預(yù)后恢復(fù)效果，但也會受患者主觀因素的影響。磁共振擴散張量成像技術(shù)(diffusion tensor imaging,DTI)是一種通過追蹤神經(jīng)纖維束，定量分析神經(jīng)損傷情況的新型技術(shù)，廣泛用于LDH診斷中，故本次選取50例行PTED術(shù)的腰椎間盤突出癥患者的臨床資料進行回顧性分析，旨在探討DTI在PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥療效評估中的應(yīng)用價值。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性選取2019年1月至2021年2月診治的50例行PTED術(shù)的腰椎間盤突出癥患者的臨床資料，于術(shù)前、術(shù)后予以DTI檢查。50例患者中男26例，女24例；年齡25～55歲，平均值(35.25±2.65)歲；BMI(23.54±3.52)kg/m2。

1.2 納入與排除標準 納入標準：(1)經(jīng)CT、MRI等檢查確診為單側(cè)腰椎間盤突出癥，局限于L5、S1神經(jīng)壓迫；(2)臨床資料完整；(3)無腰骶部手術(shù)史。排除標準：(1)合并腰椎狹窄、椎體不穩(wěn)；(2)伴有嚴重脊柱畸形。

1.3 方法 回顧性分析50例腰椎間盤突出癥患者術(shù)前術(shù)后行DTI檢查的臨床資料。其步驟如下：采用 3.0T超導(dǎo)MR掃描儀，選擇8通道Spine Matrix線圈，患者取仰臥位，定位臍下3～5 cm，選擇T2WI快速自旋回波序列，行矢狀面掃描，TR 300 ms，TE 101 ms，層厚4 mm，視野300 mm×300 mm，體素1.0 mm×0.8 mm×4.0 mm，激勵2次；三維短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列行冠狀面掃描，掃描范圍從腰2椎體上緣至骶3椎體下緣，TR3 800 ms，TE311 ms，視野250 mm×250 mm，體素0.8 mm×0.8 mm×1.0 mm；DTI采用橫斷面掃描，掃描范圍L4椎體上緣至骶3椎體下緣，TR 8 000 ms，TE95 ms，層厚4 mm，視野350 mm×350 mm，體素2.7 mm×2.7 mm×4.0 mm，擴散方位12，b值0、800 s/mm2，激勵5次。掃描結(jié)束后將圖像傳至3D工作站，由經(jīng)驗豐富的醫(yī)師以“播點”方式取L5～S1患側(cè)神經(jīng)根近(平S1椎體后上緣)、中(平S1椎體后下緣)、遠段(S1椎體前下緣)及同節(jié)段健側(cè)神經(jīng)根相應(yīng)位置勾畫感興趣區(qū)(ROI)，每個ROI含2～4個體素。其中，各向異性分數(shù)(FA)閾值為0.18，最大翻轉(zhuǎn)角度為30°，采用FT技術(shù)，獲得L5、S1神經(jīng)示意圖；同時測量FA與表現(xiàn)擴散系數(shù)(ADC)值，測量3次，以其平均值為最終數(shù)值。

1.4 觀察指標

1.4.1 評估50例腰椎間盤突出癥患者經(jīng)PTED治療后的優(yōu)良率。依照MacNab標準[4]判定：優(yōu)：日常活動無限制，能正常生活及工作；良：偶爾存在非神經(jīng)性疼痛，但不影響正常生活及工作；可：臨床癥狀雖然改善，但反復(fù)出現(xiàn)，活動受限；差：癥狀持續(xù)或改善不明顯。

1.4.2 觀察50例腰椎間盤突出癥患者術(shù)前、術(shù)后3 d、術(shù)后1個月、3個月的MRI影像表現(xiàn)。

1.4.3 評估術(shù)前、術(shù)后3 d、術(shù)后1個月、3個月的L5、S1神經(jīng)患側(cè)、健側(cè)的FA、ADC、VAS評分、JOA評分、ODI評分。腰椎功能評分量表(Japanese orthopaedic assiciation,JOA)：分值0～29分。Oswestry功能障礙指數(shù)問卷表(Oswestry disability index questionnaire,ODI)：評估內(nèi)容共為10項，每項采用0、1、2、3、4、5分評估，以得分越低表示功能障礙程度越輕。

1.4.4 分析L5、S1神經(jīng)患側(cè)FA、ADC與VAS評分、JOA評分、ODI評分的相關(guān)性。

1.4.5 評估FA、ADC預(yù)測PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥療效的AUC值、敏感度、特異度、約登指數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 療效評估 50例腰椎間盤突出癥患者經(jīng)PTED治療后3個月后，優(yōu)良率為96.00%，其中，優(yōu)36例(72.00%)、良12例(24.00%)、可1例(2.00%)、差1例(2.00%)。

2.2 MRI影像表現(xiàn)分析 50例腰椎間盤突出癥患者于術(shù)前1 d經(jīng)DTI檢查，矢狀位顯示，腰L5～S1椎間盤向右后突出，且軸位顯示右側(cè)Ⅱ區(qū)位置突出壓迫右側(cè)神經(jīng)根；經(jīng)PTED治療后3 d予以DTI檢查，矢狀位顯示，突出椎間盤已去除，后縱韌帶呈“葡萄皮”征象，軸位顯示椎管充分減壓，硬膜囊膨脹良好；術(shù)后1個月DTI掃描可見，明顯“葡萄皮”征象，軸位見椎管未受壓迫；術(shù)后3個月矢狀位顯示，后縱韌帶復(fù)位，“葡萄皮”征象消失，軸位見椎管膨脹良好。見圖1～4。

2.3 術(shù)前、術(shù)后神經(jīng)根DTI參數(shù)比較 單因素方差分析顯示，L5、S1神經(jīng)患側(cè)的FA、ADC在術(shù)前1 d、術(shù)后3 d、術(shù)后1個月、3個月比較中，差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；L5、S1健側(cè)的FA、ADC在術(shù)前1 d、術(shù)后3 d、術(shù)后1個月、3個月比較中，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 50例患者術(shù)前術(shù)后的神經(jīng)根DTI參數(shù)比較

2.4 VAS評分、JOA評分、ODI評分比較 單因素方差分析顯示，VAS評分、JOA評分、ODI評分在術(shù)前1 d、術(shù)后3 d、術(shù)后1個月、術(shù)后3個月比較，差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同時點的 VAS評分、JOA評分、ODI評分比較 n=50,分,

2.5 相關(guān)性分析 Pearson 相關(guān)性分析顯示，L5、S1神經(jīng)患側(cè)FA與VAS評分、ODI評分呈負相關(guān)，與JOA評分呈正相關(guān)(P<0.05)；L5、S1神經(jīng)患側(cè)ADC與VAS評分、ODI評分呈正相關(guān)，與JOA評分呈負相關(guān)(P<0.05)。見表3。

表3 L5、S1神經(jīng)患側(cè)FA、ADC與VAS評分、JOA評分、ODI評分的相關(guān)性分析

2.6 預(yù)測效能分析 ROC曲線分析顯示，L5、S1神經(jīng)患側(cè)FA、ADC預(yù)測療效的AUC分別為(0.996、0.980、0.979、0.994，P<0.05)；敏感度分別為94.40%、97.20%、97.40%、100.00%；特異度分別為100.00%、100.00%、92.90%、92.90%。見表4。

表4 FA、ADC預(yù)測PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥療效的ROC曲線分析

3 討論

常規(guī)腰椎MRI是臨床用于診斷LDH的重要方法，能為臨床診治提供腰椎間盤突出部位、大小等信息，但進一步分析發(fā)現(xiàn)，該方法在顯示神經(jīng)根受壓情況方面，存在與患者癥狀不一致現(xiàn)象，即無法定量評估神經(jīng)損傷程度[5]。近年來，隨著MRI技術(shù)的進一步發(fā)展，DTI在臨床上得到廣泛應(yīng)用，是繼磁共振擴散加權(quán)成像后發(fā)展而來的一種新型成像技術(shù)，通過檢測神經(jīng)組織中水分子隨機運動及測量其各向異性，采用FA、ADC值定量分析神經(jīng)組織內(nèi)水分子擴散情況及評估周圍神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)和功能[6-8]。本研究結(jié)果顯示，術(shù)前1 d神經(jīng)患側(cè)的FA值顯著低于術(shù)后，而ADC高于術(shù)前，說明DTI能檢測神經(jīng)損傷情況。其中，F(xiàn)A值下降、ADC值升高可能與神經(jīng)根組織結(jié)構(gòu)受損、神經(jīng)纖維脫髓鞘、軸索丟失、神經(jīng)內(nèi)纖維化及變性等有關(guān)，均會促使各向同性水體積增加，通過增寬軸突與鞘膜之間的間隙，導(dǎo)致FA值降低，ADC值增大[9]。在影像表現(xiàn)分析中，發(fā)現(xiàn)患者經(jīng)PTED手術(shù)治療后，于術(shù)后3 d行DTI復(fù)查，矢狀位和軸位的MRI圖像可見的突出髓核完全去除，且受壓神經(jīng)根與術(shù)前相比，存在明顯位置結(jié)構(gòu)改變，但在受壓迫神經(jīng)微結(jié)構(gòu)方面，未見明顯恢復(fù)，經(jīng)分析可能是術(shù)后神經(jīng)根壓迫已解除，但術(shù)中刺激壓迫神經(jīng)根所引起的水腫反應(yīng)仍存在，在短時間內(nèi)無法完全消失，故神經(jīng)微結(jié)構(gòu)恢復(fù)不明顯[10-12]。

據(jù)相關(guān)研究報道，F(xiàn)A值的降低并不是生理性變化，而是壓迫后病理性變化[13]，在上述研究已表明，F(xiàn)A值下降、ADC值升高與神經(jīng)根損傷有關(guān)。但經(jīng)PTED術(shù)治療后，本研究患者的FA、ADC值較術(shù)前改善明顯，提示DTI能評估周圍神經(jīng)的再生，提供了神經(jīng)根慢性損傷修復(fù)過程的客觀依據(jù)。但關(guān)于ADC值存在不同看法。有研究表示，術(shù)前受壓神經(jīng)根部位的ADC值高于術(shù)后及健康人群[14]。但也有學(xué)者表示，術(shù)前受壓神經(jīng)根部位的ADC值與正常未受壓的神經(jīng)根ADC值相比無統(tǒng)計學(xué)差異[15]。同時術(shù)前受壓神經(jīng)根的ADC值與VAS評分無明顯相關(guān)性。而本研究結(jié)果與其不同，術(shù)前L5、S1神經(jīng)患側(cè)的ADC顯著高于L5、S1神經(jīng)健側(cè)的ADC，且在Pearson 相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)，L5、S1神經(jīng)患側(cè)ADC與VAS評分、ODI評分呈正相關(guān)，與JOA評分呈負相關(guān)，提示LDH患者術(shù)前臨床癥狀的嚴重程度對術(shù)后的ADC值變化有著重要影響，可將其作為預(yù)測患者術(shù)后神經(jīng)功能恢復(fù)情況的重要指標[16]。ROC曲線分析顯示，L5、S1神經(jīng)患側(cè)FA、ADC預(yù)測療效的AUC分別為(0.996、0.980、0.979、0.994)，由此可見，F(xiàn)A、ADC值具有較高的預(yù)測價值，可作為臨床評估PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥療效的重要指標。

綜上所述，DTI用于評估PTED術(shù)治療腰椎間盤突出癥療效具有重要意義，能定量評估術(shù)后不同時期的神經(jīng)根顯微結(jié)構(gòu)，為預(yù)后判斷提供重要參考信息。但因本研究樣本量較少，可能存在偏差，尚需大樣本進一步研究。