椎間盤退變的磁共振成像研究.pdf

1、在我國，人口老年化的趨勢比發(fā)達國家還要迅猛，退變性疾病在疾病譜的構(gòu)成中占的比率越來越高。流行病學(xué)研究表明，椎間盤退變的發(fā)病率已從最初的12％上升到35％，而其中約10％的患者會喪失正常生活能力。由于椎間盤退變的發(fā)病機制復(fù)雜，起病狀態(tài)多樣，目前尚缺乏一種客觀的、無創(chuàng)傷性的方法評價活體椎間盤的生理狀態(tài)及退變程度。常規(guī)的磁共振成像能很好顯示椎間盤形態(tài)及信號的改變，椎間盤膨出、突出及脫出方向、部位及其與硬膜囊、馬尾神經(jīng)、腰神經(jīng)根的關(guān)系。但隨著磁

2、共振成像技術(shù)的發(fā)展，影像學(xué)診斷已不再單純從形態(tài)學(xué)變化評價椎間盤退變。磁共振增強掃描和磁共振彌散成像可更早期、更細微評價椎間盤退變及其病理過程，從而指導(dǎo)臨床從椎間盤微結(jié)構(gòu)及其生化功能水平進行治療和預(yù)防。 磁共振增強掃描能夠為發(fā)現(xiàn)病變提供更多信息，在各個系統(tǒng)疾病診斷及鑒別診斷中發(fā)揮重要作用，但國內(nèi)外椎間盤的磁共振增強掃描鮮有報道。磁共振彌散加權(quán)成像是目前唯一能在活體上測量水分子擴散的無創(chuàng)性技術(shù)手段,通過檢測組織內(nèi)水分子的運動狀態(tài)來反映組織的

3、結(jié)構(gòu)特點。磁共振彌散張量成像利用水分子在生物體各組織內(nèi)彌散的各向異性進行纖維追蹤，使組織微結(jié)構(gòu)更加精細顯示，可以評價規(guī)律排列的組織結(jié)構(gòu)的完整性，在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。本課題通過對椎間盤的磁共振增強研究及椎間盤DWI和DTi成像定量分析椎間盤退變過程中微結(jié)構(gòu)變化，進而更好地判斷椎間盤血管化、髓核脫水、纖維環(huán)斷裂與椎間盤退變之間的關(guān)系。
　　 第一部分 椎間盤退變的磁共振增強研究
　　 目的：運用MRI 增強掃描評價椎間盤退變

4、、終板斷裂與椎間盤血管化之間的關(guān)系。
　　 材料和方法：71例受檢者，年齡均>20歲，有或無腰腿痛。所有受檢者均無脊柱手術(shù)史、無外傷、感染和腫瘤病史。無脊柱畸形。無心臟起搏器、恐懼幽閉癥、嚴(yán)重的心肺疾病等磁共振掃描禁忌。經(jīng)患者同意并取得患者配合，根據(jù)椎間盤Pm分級和終板變形對71例376個椎間盤的磁共振平掃和增強掃描進行對照研究。采用GE SIGNA EXCITE1.5T 超導(dǎo)型MR 成像儀及脊柱表面線圈，脊柱平掃和增強掃描。平

5、掃采用快速自旋回波（FSE）脈沖序列，矢狀面：T1WI：TR450ms，TE12ms，T2WI：TR3500ms，TE110ms，層厚4mm，掃描野FOV30cm，距陣：320×224；增強掃描：按0.1mmol/kg 體重肘靜脈注入GD-DTPA，注藥后2分鐘行T1WI 矢狀面和冠狀面掃描，掃描參數(shù)和層厚同上。
　　 結(jié)果：376個椎間盤，220個發(fā)生不同程度及不同形態(tài)強化，強化率為58.51％。Pm Ⅰ級13個，強化0個；Ⅱ

6、級73個，強化17個，強化率23.29％；Ⅲ級178個，強化107個，強化率60.11％；Ⅳ級93個，強化78個，強化率83.87％；Ⅴ級19個，強化18個，強化率94.74％。終板斷裂型164個，強化140個，強化率85.37％；終板完整型212個，強化80個，強化率37.74％。Pm分級和終板形態(tài)改變均與椎間盤血管化關(guān)系密切，統(tǒng)計學(xué)檢驗，p 均<0.005。
　　 結(jié)論：磁共振增強掃描可直觀可靠地診斷退變椎間盤的血管化，進而

7、判斷椎間盤退變、終板斷裂與椎間盤血管化關(guān)系密切。
　　 第二部分 椎間盤退變的磁共振彌散加權(quán)成像和彌散張量成像研究
　　 目的：運用磁共振彌散加權(quán)和彌散張量成像技術(shù)定量分析椎間盤退變，觀察椎間盤退變微結(jié)構(gòu)變化，以期對椎間盤早期退變進行定量診斷。
　　 材料與方法：采用GE SIGNA EXCITE 1.5T 超導(dǎo)型MR 成像儀及脊柱表面線圈，對88例對象分別行脊柱常規(guī)掃描（矢狀面T1WI、T2WI和橫斷面T2WI

8、）和彌散加權(quán)（DWI，橫斷面及矢狀面）、彌散張量（DTI，橫斷面）掃描。其中DTI組428個椎間盤，DWI矢狀面430個椎間盤，DWI 橫斷面組408個椎間盤。脊柱常規(guī)掃描采用快速自旋回波（FSE）脈沖序列，彌散成像采用平面回波（EPI）脈沖序列。根據(jù)正中矢狀面T2WI椎間盤形態(tài)及信號變化進行Pm分級I～V級。在ADW4.2后處理工作站使用Functiontool 圖像處理軟件對圖像進行后處理。對DTi橫斷面、DWI 橫斷面及矢狀面的每

9、個椎間盤分別手動畫出感興趣區(qū)，分別測量其信號強度、平均擴散率（Mean diffusivity，MD；MD=average DC）及FA值（FractionAlanisotropy），ADC值（Apparent DC），同時獲得偽彩圖，并使用Fiber tragraphy 示蹤技術(shù)獲得椎間盤纖維束成像圖。
　　 結(jié)果：1、磁共振彌散張量成像：磁共振彌散張量成像可顯示椎間盤退變微結(jié)構(gòu)變化，MD值及FA值可定量評價椎間盤退變。Fib

10、er tragraphy示蹤技術(shù)可顯示椎間盤纖維環(huán)在椎間盤不同退變階段的形態(tài)及結(jié)構(gòu)變化。①對428個椎間盤行DTI橫斷面掃描，其中，Pm分級I級0個；II級164個，MD值中位數(shù)Mdl. 23×(10-9mⅡ12/s)，四分位間距Qi～Q2 11. 50～13. 20×(10-9mm2/s);FA值中位數(shù)Md0. 31，四分位間距Qi～Q2 0.29～0.35; 111級142個，MD值中位數(shù)Mdl. 11×(10-9mm2/s)，四分

11、位間距Qi～Q2 1.02～1.19×(10-9mm2/s)，F(xiàn)A值中位數(shù)Md0. 36，四分位間距Qi～Q2 0.34～0.38; IV級72個，MD值中位數(shù)Md0. 76×(10-9mm2/s)，四分位間距Qi～Q2 0.67～0.92×(10-9mm2/s)，F(xiàn)A值中位數(shù)Md0.46，四分位間距Q1～Q2 0.41～0.52;V級50個，MD值中位數(shù)Md0.52×(10-9mm2/s)，四分位間距Qi～Q2 0.45～0.74×(

12、10-9mm2/s)，F(xiàn)A值中位數(shù)Md0.60，四分位間距Qi～Q2 0.49～0.66。經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗，p<0.05，有統(tǒng)計學(xué)意義。②根據(jù)Fiber tracking椎間盤纖維環(huán)成像圖是否完整、對稱進行分型，共3型，分別對不同類型纖維環(huán)的MD值、FA值及Pm分級進行統(tǒng)計學(xué)分析。完整型135個，MD值中位數(shù)Mdl. 24×(10-9mm/s2)，四分位間距Q1～Q2 1.15～1.32×(10-9mm/s2)，F(xiàn)

13、A值中位數(shù)0.32，四分位間距Qi～Q2 0.29～0.35;雜亂型195個，MD值1.11×(10-9mm/s2)，四分位間距Qi～Q2 0.99～1.20×(10-9mm/s2)，F(xiàn)A值0.35，四分位間距Qi～Q2 0.33～0.38;團塊型98個，MD值0.63×(10-9mm/s2)，四分位間距Q1～Q2 0.50～0.77×(10-9mm/s2)，F(xiàn)A值0.54，四分位間距Q1～Q2 0.46～0.62。各型之間MD、FA中

14、位數(shù)及四分位間距行Kruskal-Wallis秩和檢驗，p均<0.05，具有統(tǒng)計學(xué)意義。③以MD值=11.5×10-9mm2/s作為評價椎間盤狀態(tài)的界值，其特異度74.07％，靈敏度75.09％；以FA=O.35作為評價椎間盤狀態(tài)的界值，其靈敏度69.62％，特異度74.07％。
　　 2、磁共振彌散加權(quán)矢狀面成像：共430個椎間盤行DWI矢狀面掃描，Pm分級I級0個，Ⅱ級166個，其ADC值中位數(shù)Md1.15×10-3mm2／

15、s，四分位間距Q1～Q21.06～1.24×(10-3mm2/s); Ⅲ級146個，其ADC值中位數(shù)Md1.02(×10-3mm2/s)，四分位間距Q1～Q20.93～1.12×(10-3 mm2／s)；Ⅳ級69個，其ADC值中位數(shù)Md0.77(×10-3mm2/s)，四分位間距Q1～Q20.62～0.92×(10-3mm2/s);Ⅴ級49個，其ADC值中位數(shù)Md0.63(×10-3mm2/s)，四分位間距Q1～Q20. 45～0.78

16、(×10-3mm2/s)。經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗，p<0.05。以ADC=1.05×10-3mm2／s作為評價椎間盤狀態(tài)定量指標(biāo)，其靈敏度73.48％，特異度75.30％。
　　 3、磁共振彌散加權(quán)橫斷面成像：共408個椎間盤行DWI橫斷面掃描，Pm分級I級0個，Ⅱ級156個，其ADC值中位數(shù)Md1.20×10-3 mm2／s，四分位間距Q1Q2 1.07～1.30×(10-3 mm2／s)；Ⅲ級132個，其AD

17、C值中位數(shù)Md 1.02(×10-3 mm2/s)，四分位間距Q1～Q20.89～1.13X(10-3 mm2／s)；Ⅳ級68個，其ADC值中位數(shù)Md0.61(×10-3 mm2/s)，四分位間距Q1～Q2 0.50～0.76×(10-3 mm2／s)；Ⅴ級47個，其ADC值中位數(shù)Md0.42(×10-3 mm2/s)，四分位間距Q1～Q2.32～0.57(×10-3mm2/S).經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗，p<0.05。以