椎前髂静脉通道大小和下腰椎前凸角与性别、年龄的关系及其临床意义

本文原载于《中华骨科杂志》2017年第1期

腰椎退变使腰椎力学结构发生紊乱，腰椎生理曲度出现前凸，这些改变的生物学意义在于增加腰椎抵抗纵向压缩载荷的能力，同时有缓冲震荡的作用；但是，如果腰椎生理曲度前凸异常严重，则压迫椎前血管间隙，使髂静脉通道(iliac  venous tunnel, IVT)变窄，增加罹患髂静脉压迫综合征(iliac vein compression syndrome, IVCS)的风险。IVCS是指当右髂动脉与下腰椎之间的间隙变窄时，左髂静脉自左向右经过该间隙汇入下腔静脉的过程中，受到右髂动脉长期的搏动性压迫而发生静脉腔内慢性血栓性病变、盆腔淤血和侧支循环形成，继而出现左下肢深静脉血栓、下肢肿痛等一系列急性临床表现^[1,2]。1957年May和Thurner根据尸体解剖对此病进行了报道，并命名为May-Thurner综合征，但是其资料来源于尸体解剖，其结果不能完全真实地反映活体状态下的情况。目前，临床评估腰椎曲度改变的影像指标包括腰骶角和腰椎前凸角^[3,4]，对于椎前IVT大小的改变至今没有建立影像诊断指标。为此，本研究应用CT成像测量IVT大小和下腰椎前凸角(lower lumbar lordosis angle, LLLA)，探讨IVT、LLLA与性别、年龄的关系，以期为临床建立诊断髂静脉通道狭窄的影像指标提供帮助。

1　资料与方法

1.1　一般资料

正常组纳入标准：(1)腹盆部CT平扫和增强扫描数据完整者；(2)离线存贮数据可再导入图像工作站重建者；(3)腰椎影像表现正常者；(4)髂血管与腰骶椎显示清楚者。正常组排除标准：(1)检查体位不正者；(2)重建图像存在运动伪影者；(3)血管结构显示不清者；(4)血管显示硬化或迂曲者；(5)脊柱侧弯等可能影响观测结果者。收集2009年7月—2014年12月解放军第一七五医院(厦门大学附属东南医院)CT数据库中行腹盆部CT检查患者的资料进行回顾性分析。根据纳入和排除标准在数据库的38927份病例资料中，按年龄和性别分层简单随机抽样方法抽取320例为正常组，其中男160例，女160例；年龄2～95岁，平均(45.4±19.8)岁。按年龄分为1～15岁、16～25岁、26～35岁、36～45岁、46～55岁、56～65岁、66～75岁、≥76岁共8组，每组40例，男女均等。

收集同期55例IVCS患者的CT资料为IVCS组。IVCS组纳入标准：(1)临床和影像(超声、CT及DSA)诊断IVCS；(2)临床和影像资料完整者；(3)治疗经过和随访结果可追溯者。IVCS组排除标准：(1)腰椎骨折、炎症或结核，妊娠，下肢骨折或静脉病变等非左髂静脉压迫原因引起的下肢深静脉栓塞患者；(2)腰椎发育畸形患者；(3)结缔组织病、腰肌疾患、腹腔及腹膜后病变等可能改变腰椎生理曲度和髂静脉周围结构者。IVCS患者，男18例，年龄35～76岁，平均(55.1±13.7)岁；女37例，年龄31～81岁，平均(53.2±13.1)岁。临床表现为进行性加重的左下肢肿痛，病程1d～4个月。入院前均急诊行多普勒彩超检查，初步诊断为下肢深静脉血栓；入院后行髂腰部CT平扫及深静脉成像，了解髂静脉及其周围结构改变，然后行DSA介入治疗。

在正常组中选择与IVCS组同年龄段的对象为对照组，其中男81例，平均年龄(53.3±11.0)岁；女88例，平均年龄(52.7±12.6)岁。对照组与IVCS组比较，年龄差异无统计学意义(t_男性＝0.520、t_女性＝0.214，P值均>0.05)。

1.2　CT检查

设备为双源CT(Siemens Somatom Definition AS 4D CT，德国)。检查者平躺仰卧位，扫描范围自膈面(第二肝门)至耻骨联合上缘。左肘静脉注入对比剂碘帕醇(含碘370 mg/mL)，经20 G双筒高压注射器(Medrad Stellant D, MEDRAD Inc., USA)注射。注射流率1.5～4.5 mL/s，总量1.0～1.5 mL/kg。注入对比剂后18～22 s开始动脉期扫描，35～45 s开始静脉期扫描。动脉期扫描方向自头向足侧，静脉期扫描自足向头侧。扫描管电压80～100 kV、管电流80～120 mAs (自适应调节辅助手动调节)、螺距1.2 mm、准直0.6 mm、扫描层厚5.0 mm，重建层厚1.25 mm，B20f非常平滑算法重建图像。有效曝光剂量为27.06～40.40 mGy。利用腹部CT增强静脉期图像薄层重建IVT横断面图像和腰骶椎矢状面图像。

1.3　观察项目及测量方法

测量正常组与IVCS组椎前IVT矢状径(IVT diameter, IVTD)、LLLA。观察正常组椎前IVTD与LLLA在不同性别和年龄组的分布特点，椎前IVT位置分布特点及压迫因素。

椎前IVT：左侧髂静脉通过右侧髂动脉与腰椎之间的间隙。椎前IVTD：选取显示左侧髂静脉从左至右横跨椎体前最大的CT横断面图像，测量髂动脉血管壁后缘至椎体前纵韧带的最小矢状径即为椎前IVTD(图1A)。LLLA：在腰椎CT矢状面上，分别在L₃椎体与S₁椎体的前上缘和后上缘连线的中点作垂直线，两垂线相交的夹角即为LLLA，该角反映下腰椎前曲对椎前间隙大小的影响程度(图1B)。由2名资深放射学专家(从事专业分别为20年和14年)分别进行测量观察，最终评价结果取两者的平均值。随机抽取40例患者CT片，两名观察者分别于1周后使用同一台电脑再次进行测量，考察观察者自身及观察者之间测量数据的一致性。

图1腰椎CT图像测量髂静脉通道最小矢状径(IVID))和下腰椎前凸角(LLLA)示意图　1A　L₅　上缘CT横断面，左髂IVTD(虚线)位于该水平层面。通道前缘为右髂动脉壁后缘(白线)，后缘为椎体前纵韧带(黑线，在增强图像中前纵韧带显示为低于前方血管和后方椎体的线形低密度) 　1B　重建下腰椎正中矢状面图像，L₃和S₁椎体前上缘和后上缘连线的中点做垂直线，两垂线相交的交角为LLLA

1.4　统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件对数据进行统计分析。近似正态分布的计量资料以±s表示，正常组各年龄段的LLLA和IVTD不同性别间的比较采用方差分析，Bonferroni检验进行两两比较；Pearson相关评估LLLA和IVTD与年龄的关系；IVT位置的分布差异采用χ²检验。对照组与IVCS组男性、女性的LLLA、IVTD比较采用独立样本t检验。分别建立男性、女性诊断试验临床效能的ROC曲线，评估预测IVCS风险的IVT狭窄阈值。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)计算观察者自身及观察者之间测量数据的可靠性：ICC<0.7可靠性差，icc 0.7～0.9可靠性一般，icc="">0.9可靠性优。以P<>

2　结果

所测数据呈正态分布。观察者自身和观察者间ICC值提示测量值可靠性优。见表1。

表1 观察者测量LLLA和IVTD数值ICC值

2.1　正常组各年龄段男女性LLLA和IVTD比较

正常组总体LLLA 121.4°～134.8°，平均128.1 °±6.7°；总体IVTD 2.0～8.2 mm，平均(4.9±1.2)mm。

正常组男性、女性随着年龄的增加LLLA和IVTD均呈明显下降趋势。同一年龄组不同性别间LLLA和IVTD比较，LLLA除了56～65岁组，IVTD除了26～35岁组，其他年龄组男性的测量值均高于女性，差异均有统计学意义(P值均<>表2。

表2 正常组各年龄段男女性LLLA和IVTD的比较(±s)

2.2　正常组LLLA、IVTD与年龄及性别间相关性分析

正常组总体LLLA与年龄负相关(r＝－0.673, P<>r＝－0.570、－0.670，P值均<>r＝－0.662, P<>r＝－0.610、－0.640, P值均<>r＝0.812, P<>图2,图3,图4。

图2 正常组下腰椎体前凸角(LLLA)与年龄相关性散点图　2A　正常组320例LLLA与年龄相关性散点图　2B　正常组160例男性LLLA与年龄相关性散点图　2C　正常组160例女性LLLA与年龄相关性散点图

图 3正常组椎前髂静脉通道矢状径(IVTD)与年龄相关性散点图　3A　正常组320例椎前IVTD与年龄相关性散点图　3B　正常组160例男性椎前IVTD与年龄相关性散点图　3C　正常组160例女性椎前IVTD与年龄相关性散点图

图4 正常组320例下腰椎体前凸角(LLLA)与椎前髂静脉通道矢状径(IVTD)相关性散点图

2.3　正常组IVT位置分布特点和压迫因素

正常组中压迫髂静脉的因素来自前方的右侧髂动脉占89.7%(287/320)，来自左侧髂动脉占10.3%(33/320)。IVT水平面位置最多分布在L₅椎体层面(50.3%，161/320)，其次L_4～5椎间盘(39.7%，127/320)及L₄椎体层面(7.2%，23/320)；髂动脉与髂静脉交叉的位置最多见于脊柱正前方偏右侧(63.1%，202/320)，其次为脊柱正前方(30.3%，97/320)，少部分见于脊柱正前方偏左侧( 6.6%，21/320)。见表3。

表3 正常组IVT解剖位置分布情况[例(%)]

2.4　IVCS组男、女性LLLA和IVTD的特点及与对照组的比较

IVCS组55例患者中22例单纯因为右髂动脉压迫IVT致狭窄，33例为前方的髂动脉和后方的下腰椎退行性改变(椎间盘前凸、前缘骨赘、椎体滑脱)共同压迫IVT致狭窄(图5)。IVCS组男性和女性的LLLA、IVTD均低于对照组，差异均有统计学意义(P值均<>表4。

表4 IVCS组与对照组不同性别的LLLA和IVTD比较(±s)

图5 患者男，65岁，髂静脉压迫综合征，腰椎CT图像测量髂静脉通道最小矢状径(IVTD)和下腰椎前凸角(LLLA)示意图　5A　L₅　上缘CT横断面显示，左髂静脉通道受到前方的右髂动脉(白箭)和后方椎体(黑箭)挤压变窄，左髂IVTD(虚线)为2.66 mm　黑线：椎体前纵韧带；白线：右髂动脉壁后缘　5B　重建下腰椎正中矢状面图像显示，L₅前缘骨赘(长箭)、L₄椎体滑移(短箭)，LLLA变小，挤压椎前髂静脉通道

2.5　预测IVCS风险的IVT狭窄阈值

以IVCS组的IVTD值作为患有髂静脉压迫症的指标值，正常组的IVTD作为无髂静脉压迫症的指标值，通过统计软件建立诊断试验ROC曲线，计算出预测男性和女性罹患IVCS的最适IVTD风险阈值分别为2.98 mm、2.96 mm，曲线下面积分别为0.99、0.98，诊断敏感性分别为99%、93%，特异性均为100%，见图6。

图6 髂静脉通道狭窄风险阈值的ROC曲线　6A　男性ROC曲线　6B　女性ROC曲线

3　讨论

3.1　下腰椎退变性生理前凸变化的影像学评价指标

人体脊柱生理性退变萎缩过程中伴随腰椎生理前凸加剧，研究表明生理曲度改变是退变性下腰痛的重要原因之一^[5]。目前临床常用的评价腰椎前曲度改变的影像指标有骶骨倾斜角^[3]和腰椎前凸角^[4,5]。腰骶倾斜角偏重于反映L₅滑脱严重度。虽然腰椎前凸角测量的是L₁～L₅的总的前曲度，但是L_1～2节段与L_3～5节段曲度并不是同步变化的；为了方便说明问题，在本研究中将L_3～5节段称为下腰椎，用LLLA反映其生理前曲度，以区别于腰椎前凸角。临床上，腰椎退变性病变常发生在L_4～5和L₅～S₁节段，所以腰椎生理前凸的构成和丢失都主要来自L_4～5和L₅～S₁节段前凸程度^[6]。当L_3～5节段发生前凸加剧时，由于代偿机制，L_1～2节段相反地减小其下面节段加剧的前凸以过渡到胸椎的后凸；因此，骶骨倾斜角和腰椎前凸角均不能准确反映下腰椎退变性前凸对椎前髂静脉间隙的压迫严重程度。考虑到这些因素，本研究采用LLLA评价下腰椎退变对椎前血管间隙的影响。既往的研究是选择L₁上缘和S₁上缘做为腰椎前凸角度的参考平面^[4,7,8]，以L₁上缘和S₁上缘线的相交成角作为腰椎前凸角，该角为锐角，前凸加重时该角增大。由于L₁上缘和S₁上缘的延长线需要较大的平面范围才能相交，因此不方便临床测量。本研究采用直接法测量LLLA，LLLA两边线相交在下腰椎脊柱上，不会超越到图像之外；LLLA为钝角，可反映下腰椎前凸改变的程度，前凸加剧时LLLA变小^[9]。

3.2　下腰椎前凸对椎前IVTD的影响

研究显示，在40岁以前腰椎生理曲度随年龄的增加有减少趋势，40岁以后则相对稳定，但较年轻人腰椎生理曲度明显变小^[9]；但也有人认为随着年龄的增加，脊柱的退行性变，腰椎前凸的角度可能会逐渐增加^[10]。传统放射诊断中评价腰椎生理前曲度的方法是在站立位腰椎平片测量L₁～S₁节段的前凸角，由于站立位时腰肌和L_1～2节段均参与纠正下腰椎前凸的代偿机制，再者因为平片对解剖标志显示的粗略性，所以文献中这些结果可能与实际情况有偏差。本研究采用自然仰卧状态下的CT扫描重建矢状面图像测量LLLA，避免了腰肌和上节段腰椎对下腰椎曲度的影响。本组结果显示，男性在26～75岁年龄段、女性在16～65岁年龄段LLLA和IVTD相对稳定。笔者分析其原因可能是女性发育早于男性，且腰椎适应骨盆形态与男人不同，导致女性由青少年腰椎曲度发展到成年腰椎曲度早于男性10岁左右；另外，女性更年期早于男性，更年期后雌激素水平下降易致腰椎骨质疏松性压缩可能是引起脊柱曲度严重改变的主要原因。

本组资料中正常组LLLA为121.4°～134.8°，其中女性为119.5°～131.5°，男性为123.8°～137.0°，女性LLL比男性平均小4.3°～5.5°。本研究采用LLLA与文献中腰椎前凸角的测量方法不同，但本研究结果与文献[2]和[8]的结果所反映的普通人群腰椎生理曲度特点基本是一致的。研究结果显示，LLLA与IVTD呈正相关，同时这两项指标无论男性、女性均与年龄呈负相关，表明脊柱生理性退变过程中伴随着下腰椎前曲度加剧的同时，伴随了椎前IVT变小，反映出退变性腰椎前凸结构对椎前IVT的压迫；而且这两项指标还存在性别分布差异，女性的LLLA和IVTD均小于男性；这些解剖结构的性别差异有助于解释IVCS患者中女性的发病率高于男性。本组资料55例IVCS患者中，37例(67%)为女性，18例(33%)为男性，女性多于男性。

3.3　椎前IVT狭窄的影像学评价指标

本组资料分析结果表明，普通人群压迫左髂静脉的主要是来自前方的右髂动脉(占89.7%)，压迫位置主要分布在椎体右前方；少数为左髂动脉(占10.3%)，压迫位置主要分布在椎体左前方。然而腰椎退行性改变，包括增生骨赘、前凸椎间盘、下腰椎滑脱甚至前纵韧带钙化也可压迫IVT，加重IVT狭窄，促成了继发性IVCS，这种合并性压迫位置分布在椎间盘或椎体正前方为主，也可分布在左前方和右前方，IVT常见位于L_4～5椎间盘及L₅椎体水平，偶尔也可位于较高的L₄椎体水平^[11]。这种解剖的位置差异也间接反映了压迫因素的不同，这对于临床正确诊断和精确治疗IVCS具有重要指导意义^[12]。本研究中IVCS组男女性的IVTD值均显著小于对照组，说明IVT狭窄是IVCS发生的直接因素。因此，如何防范IVCS，影像诊断需要解决的关键问题是评估椎前IVD狭窄发生压迫综合征的风险。Seager等^[13]通过对急诊室50例IVCS患者进行CTA检查发现，其中35.5%表现为May-Thurner综合征；在这50例患者中，24%患者的左髂静脉管径缩小达50%以上，66%患者的左髂静脉管径缩小达25%以上。Carr等^[14]应用CT静脉成像测量21例左下肢深静脉栓塞患者组，最小左髂静脉内径为4.0 mm，而26例无深静脉栓塞的对照组，最小左髂静脉内径是6.5 mm。上述研究由于病例样本小以及散发性、测量方法差异等影响了这些研究结果的一致性，尤其这些研究中均没有独立评估外部压迫性因素对IVT大小的影响。本研究中，诊断试验ROC曲线结果显示，以IVTD值2.98 mm和2.96 mm分别作为预测男性和女性罹患IVCS风险的诊断阈值，其综合诊断效能最佳(曲线下面积分别为0.99、0.98，诊断敏感性分别为99%、93%，特异性均为100%)，这也反映出女性LLLA和IVTD先天性发育小于男性的情况下，腰椎前凸度增加更易导致椎前髂静脉通道狭窄。

3.4　本研究的意义及不足

研究LLLA和椎前IVTD的临床意义在于：一方面，应用影像解剖可在活体显示椎前IVT的性别差异和年龄改变，以及IVCS的解剖基础；另一方面，研究结果提示影像诊断不仅需要观察腰椎退变对椎管和神经根的压迫，还需要重视向前膨凸的椎间盘、骨赘、前纵韧带骨化对椎前血管间隙的影响，并且提供了诊断IVT狭窄的影像指标。

但本研究也存在不足之处：首先，纳入的观察对象来自于非连续性样本，这可能影响到对正常人群LLLA和椎前IVTD统计值的精确性；其次，同期收集的IVCS患者均为已经出现栓塞综合征而来医院求治的患者资料，缺乏栓塞前和不全栓塞的患者。因此，由本组资料得出的预警诊断IVCS的椎前IVTD风险阈值小于实际值。这些问题期望通过进一步扩大研究样本得到解决。

参考文献略