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腰椎椎间孔狭窄的实用MRI分级系统

 lygs999 2017-02-17


原作者:Seunghun Lee1,Joon Woo Lee1,Jin Sup Yeom2,Ki-Jeong Kim3,Hyun-Jib Kim3,Soo Kyo Chung4和Heung Sik Kang1   2010年

目的: 本研究旨在评估新的分级系统对腰椎椎间孔狭窄的可重复性。


材料和方法:基于矢状MRI成像,我们把腰椎间隙狭窄分为四个级别。0级表示无椎间孔狭窄;1级是指轻度的椎间孔狭窄,在垂直或横向的两个相对方向上显示出神经周围脂肪闭塞;2级是指在四个方向上没有形态学变化的纵向和横向方向上显示的周围脂肪闭塞的中度锥体狭窄; 和3级是指严重的椎间孔狭窄,显示神经根塌陷或形态变化;分析了96个患者中的总共576个孔(从L3-L4到L5-S1)。 两个有经验的放射科医师独立评估矢状MR图像。 使用卡伯( kappa)统计由一位读者在两个放射科医师和观察者之间的协议观察者间的一致性进行了分析。


结果: 根据医师1,在33个椎骨中发现1级椎间孔狭窄,在6个发现2级,在7个发现3级。 根据医师2,在32例中发现1级椎间孔狭窄,在6例中发现2级,在8例中发现3级。 在两个医师之间的椎间孔狭窄分级中的观察者之间的一致性被发现接近完美(κ值:右L3-L4,1.0;左L3-L4,0.905;右L4-L5,0.929;左L4-L5,0.942; 右L5-S1,0.919;和左L5-S1,0.909)。 在医师1的观察者内部协议中,在34个椎骨中发现1级椎间孔狭窄,在8个中发现2级,在7个中发现3级。 在椎间孔狭窄分级中的观察者之间的一致性也被发现接近完美(κ值:右L3-L4,0.883;左L3-L4,1.00;右L4-L5,0.957;左L4-L5,0.885;右L5- S1,0.800;左L5-S1,0.905)。


结论: 腰椎椎间孔狭窄的新分级系统显示近乎完美的观察者和观察者之间的一致性,并且将有助于临床研究和常规实践。


引言腰椎孔狭窄被定义为由椎间盘高度的降低,小关节的骨关节炎变化,黄韧带或纤维环突出,下椎骨的上关节突的头端半脱位以及下椎骨的上屈曲的屈曲引起的神经根的骨出口的变窄[1]。

MRI广泛应用于腰椎间隙狭窄的评价; 然而,对于MRI上的腰椎间孔狭窄没有广泛使用的诊断标准或分级系统。 对于用于比较腰椎间孔狭窄的不同治疗方法的目的的临床研究,需要具有良好的再现性的足够的分级系统。 此外,在日常常规实践中,需要用于写入放射学报告的腰椎间隙狭窄的分级系统。

关于MRI上腰椎间隙狭窄的分级或分类的报道很少[2,3]。

 Wildermuth等人提出的分级系统 [2]只关注硬膜外脂肪闭塞的程度。 Kunogi和Hasue [4]提出的腰椎间孔狭窄的分类包括无前壁,头后部和无狭窄等级的周围类型。 Wildermuth等人的分级系统 并且Kunogi和Hasue提出的分类不考虑直接神经根压迫或畸形,这可能是重要的。 我们部门创建了一个新的分级系统; 它是对先前系统的修改,其考虑了狭窄的类型,脂肪闭塞的量和神经根压缩的存在。

这项研究的目的是评估腰椎椎间孔狭窄这一新的分级制度的重现性,探讨其临床意义。

在与两名放射科医生,两名骨科医生和三名神经外科医生几次会谈后,我们确定了矢状MRI上腰椎间隙狭窄的标准。矢状T1加权成像是用T2加权成像评估的主要序列,还用作排除由于神经性囊肿或神经根肿胀的误解而导致的假阳性发现的另外工具。该分级系统在不改变腰椎中的经典MRI方案的情况下建立。通过Kunogi和Hasue [4]的分类修正开发了四个等级,如图1A,1B,1C,1D,1E所示。 0级表示无椎间孔狭窄; 1级是指在两个相对方向(垂直或横向)周围神经根周围的神经周围脂肪闭塞的轻度口部狭窄。它涉及与神经根的上部和下部或神经根的前部和后部的接触。没有显示神经根的形态学变化的证据。 2级是指在四个方向上围绕神经根的周围神经性脂肪闭塞的中度瓣环狭窄,在垂直和横向上没有形态变化。 3级是指严重的椎间孔狭窄,显示神经根塌陷或形态变化。

图1A-腰椎的矢状MRI中用于分级椎间孔狭窄的示意图。 0级(正常)。 孔的矢状截面示意图显示孔和周围结构之间的关系。 NR =神经根,V =椎体,D =椎间盘,LF =黄韧带,FJ =小关节。

图1B-腰椎的矢状MRI中用于分级椎间孔狭窄的示意图。 1级(轻度椎间孔狭窄)。 示意图显示在横向(箭头)周围神经根周围的硬膜周围脂肪闭塞。 由于椎间盘狭窄和增厚的黄韧带,椎间孔宽度较窄。 没有看到神经根的形态学变化的证据。

图1C-腰椎的矢状MRI中用于分级椎间孔狭窄的示意图。 1级(轻度椎间孔狭窄)。 示意图显示了围绕神经根的垂直方向(箭头)的周围脂肪闭塞。 由于椎间盘空间变窄和椎间孔突出,椎体高度变窄。 没有看到神经根的形态学变化的证据。

 图1D-腰椎的矢状MRI中用于分级椎间孔狭窄的示意图。 2级(中度锥体狭窄)。 示意图显示在四个方向(垂直和横向)(箭头)周围神经根周围的神经性脂肪闭塞,无形态学改变。 椎间孔宽度和高度由于椎间盘空间狭窄,增厚的韧带黄斑,小关节病变和椎间盘突出症的椎间盘突出而变窄。 没有看到神经根的形态学变化的证据。

 图1E-腰椎的矢状MRI中用于分级椎间孔狭窄的4示意图。 3级(严重的椎管狭窄程度)。 示意图显示了由于严重的椎间盘空间狭窄,严重的增厚韧带黄斑,面关节病和椎间盘突出症造成的神经根塌陷或形态变化(箭头)。

所有患者使用1.5-T成像仪(Gyroscan Intera Achieva,Philips Healthcare)用Synergy Spine Coil(Philips Healthcare)进行成像。 患者被放置在仰卧位置,在两个膝盖下方具有衬垫。 T1加权自旋回波矢状面和轴向图像和T2加权快速自旋回波(FSE)矢状和轴向图像(TR / TE,对于T1加权图像为500/15,对于T2加权图像为3600/120; 切片厚度,4mm;切片间隙,0.4mm;视野,对于矢状图像为32cm,对于轴向图像为16cm;矩阵,512×512;翻转角,90°和激发,3)。

我们的研究得到了机构审查委员会的批准。 此MRI分析不需要知情同意书。 从2007年6月在我们的机构进行的腰椎MR检查的数据库中选择所有440个连续患者。

排除标准:60岁以下的患者; MRI上有感染、肿瘤或骨折证据; 以前的腰椎手术; 和椎间盘挤出具有优越的迁移的证据。 因此,排除了344名患者,96名患者纳入本研究。 平均年龄为69.35岁(范围60-86岁),有35名男性(36.5%)和61名女性(63.5%)。

图 2--0级椎间孔狭窄。 具有下腰痛的62岁女性的T1加权矢状图显示没有压迫的正常神经根。

两位经验丰富的脊柱放射科医生(读者1和2),分别有7年和10年的经验,在MR分析时,对临床信息和放射学报告不知情。 为了评估再现性,他们独立评估所选病例的矢状MR图像,并且读者1评估超过12个月后所选病例的矢状磁共振图像。 检查以随机顺序审查,以避免偏差。

从L1-L2到L5-S1定性分析了96个患者中的960个孔和相应的神经根(六个孔/人)。 排除了总共384个L1-L2和L2-L3水平的椎间孔,因为在这些水平上椎间孔狭窄的罕见性。 通过T1和T2加权矢状面图像的组合,评估总共576个椎间孔可能的椎间孔狭窄。 每个放射科医生根据前面描述的新分级系统评估椎间孔狭窄的存在和分级。

两个放射科医生和观察者协议之间的观察者间的一致性通过使用卡伯( kappa)统计分析。 小于0.20的κ值表明轻微; 0.21-0.40,持平; 0.41-0.60,中度; 0.61-0.80,实质; 和0.81或更大,几乎完全一致[5]。 用于Windows社会科学的统计软件包(版本13.0,SPSS)用于统计分析。

图 3 - 横向1级椎间孔狭窄的病变。 69岁女性右下肢疼痛的T1加权矢状图像显示,L4-L5黄韧带增厚,神经孔横向宽度变窄减小。 记录在横向(箭头)周围神经根周围的围神经脂肪闭塞。

图。 4 - 垂直方向1级椎间孔狭窄病变。 63岁男性左下肢弱点的T1加权矢状图像显示椎间盘空间变窄降低左L4-L5神经孔的高度。 注意到神经根的垂直邻接(箭头)。

图 5--2级椎间孔狭窄。 右侧下肢疼痛的65岁女性的T1加权矢状图显示椎间盘空间变窄,黄韧带增厚,以及椎间孔突出的椎间盘突出导致左侧L5-S1的神经根周围的周围脂肪闭塞 和横向(箭头)。

图 6 - 3级椎间孔狭窄病变。 82岁妇女右下肢疼痛的T1加权矢状图像显示右L4-L5神经根(箭头)的崩溃。 这一发现与3级椎间孔狭窄相符。


讨论

在这项研究中,腰椎椎间孔狭窄新的分级系统表现出较高的观察者间和观察者之间的一致性。 然而现有的Wildermuth等人的定性分级系统 [2]描述如下:0级表示正常的椎间盘(椎间盘的正常背外侧边界和在椎间孔硬膜外脂肪[卵形或倒梨形状]的正常形式); 1级,轻度椎间孔狭窄和硬膜外脂肪畸形,剩余脂肪仍完全围绕出口神经根; 2级,标记为椎间孔狭窄,硬膜外脂肪仅部分围绕神经根; 和3级,硬膜外脂肪闭塞的高级狭窄。这种评分系统缺乏形态神经根变化的特征。


Hasegawa等人 [1]在尸体研究中,显示显着的神经根压缩通常与15mm或更小的椎间孔高度和4mm或更小的后椎间盘高度相关。 他们得出结论,这些关键尺寸可能是腰椎间孔狭窄的指标。 由于小关节半脱位,生物力学力的改变有助于肥厚性黄韧带和骨刺的发展,这可能在更大程度上减小孔的体积。 椎间盘空间变窄和小关节囊前方结构过度生长的这种组合可导致前后狭窄(横向狭窄)。 离开的神经根上关节面和后椎体在横向方向之间被压缩。

椎间孔狭窄的另一原因垂直狭窄。 来自椎骨终板的侧支骨赘突出到孔中,同时侧向凸出的环带纤维化或突出的椎间盘,将神经根压靠上椎弓根。 在这种情况下,孔的后面拥有丰富的脂肪,影响神经根的可用空间[6]。 这两种类型的静脉变化的组合可能发展和导致严重的圆周狭窄[1]。 然而,椎间孔狭窄的关键尺寸根据种族,性别和年龄而不同。

与以往的围手术期脂肪闭塞或定量评价椎间孔尺寸的分级系统相比,我们的腰椎间隙狭窄分级系统包括围手术期脂肪闭塞和基于矢状MR图像的神经根形态。 考虑到由神经根刺激引起的神经根病变的频率,该系统对于椎间孔狭窄的分级更可行。

在左侧和下腰段中发现更高的椎间孔狭窄发生率。 根据以前的评论[1,7],最常见的第五椎间孔,其次是第四,第三和第二。

在L4-L5和L5-S1水平导致半脱位和椎间孔缩窄的椎间盘退变和椎关节强硬的较高发病率导致L4和L5神经根对静态和动态压缩的增加的易感性。 下腰椎神经根的特征还在于横跨整个侧向运动的更倾斜的路线,增加其对于椎弓根扭结和椎间孔狭窄的影响的敏感性[6]。

我们的研究有几个限制。 一个限制是我们的分级系统是基于矢状MR形态无症状相关性。 症状性椎间孔狭窄可由动态变化引起,例如腰椎伸展,其在闭合MR系统中不能检测到。 因此,未来的研究将是必要的,其包括在开放或闭合MR系统中对椎间孔狭窄的动态位置效应与临床症状的相关性。 第二个限制是在本研究中没有进行与以前的分级系统的直接比较。

总之,初步结果表明我们的新的椎间孔狭窄分级系统是可重复的,可能有助于腰椎孔狭窄的诊断和分级。 将需要进一步的研究以确定其临床效用。


参考文献:

1. Hasegawa T, An HS, Haughton VM, Nowicki BH. Lumbar foraminal stenosis: critical heights of the intervertebral discs and foramina: a cryomicrotome study in cadavera. J Bone Joint Surg Am 1995; 77:32 –38 

2. Wildermuth S, Zanetti M, Duewell S, et al. Lumbar spine: quantitative and qualitative assessment of positional (upright flexion and extension) MR imaging and myelography. Radiology 1998; 207:391 –398

3. Grenier N, Kressel HY, Schiebler ML, et al. Normal and degenerative posterior spinal structures: MR imaging. Radiology 1987; 165:517 –525 

4. Kunogi J, Hasue M. Diagnosis and operative treatment of intraforaminal and extraforaminal nerve root compression. Spine 1991; 16:1312 –1320 

5. Landis JR, Koch GG. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics 1977; 33:159–174 

6. Jenis LG, An HS. Spine update; lumbar foraminal stenosis. Spine 2000; 25:389 –394 

7. Hasegawa T, Mikawa Y, Watanabe R, An HS. Morphometric analysis of the lumbosacral nerve roots and dorsal root ganglia by magnetic resonance imaging. Spine 1996; 21:1005 –1009 


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