文献回顾：颈椎动态MRI的研究进展

martinbigbird 2022-06-06 发布于广东

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摘要

由于颈椎具有高度的活动特性，以及大多数颈椎MRI和CT只能行单一位置的检查，动态颈脊髓压迫有时难以诊断，经常被忽视或难以理解。在此背景下，动态MRI (dynamic MRI, dMRI)被用于提高诊断颈椎管狭窄的准确性。我们对脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy，CSM)脊髓动态受压的文献进行了回顾，特别强调了dMRI的作用。尸体研究报告，脊髓在颈椎屈曲时延长，椎管体积增加，而脊髓在颈椎后伸时放松，缩短，椎管减少。这些变化可能会导致运动时脊髓的生物力学应力增加，特别是在严重的颈椎管狭窄患者中。许多研究报告称，dMRI在检测颈脊髓受压方面比在中立位常规MRI更敏感，尤其是在颈部后伸时。dMRI也可用于椎板切除术后在中立位常规MRI诊断无明显脊髓压迫但临床恶化患者。最后，dMRI在诊断脊髓型颈椎病存在椎管狭窄方面比诊断后纵韧带骨化(OPLL)患者存在椎管狭窄更为敏感，这可能是因为OPLL患者的活动范围往往比脊髓型颈椎病患者更有限。因此，dMRI是一种很有前途的新工具，可以帮助脊柱外科医生诊断和治疗CSM。

Keywords: Cervical cord, Myelopathy, Spinal cord compression

前言

随着年龄的增长，颈椎病普遍存在，包括椎间盘、关节突关节、韧带和邻近结构的退行性改变。这些变化可能会导致脊髓受压症状，导致CSM—这是55岁及以上患者出现脊髓功能障碍最常见的原因¹。颈椎病临床症状一般为慢性，起病隐匿外创伤可能导致脊髓功能障碍急性加重^2，3。临床表现包括运动功能障碍、痉挛、感觉障碍、括约肌和平衡问题，以及轴性颈痛和神经根性症状。脊髓型颈椎病需根据临床症状和体征来诊断，并通过颈椎磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)来证实脊髓受压。然而，颈椎MR一般都是颈部保持中立位完成的。这可能发现绝大多数病例存在颈椎管狭窄有用，但可能无法发现动态或“隐性”的脊髓受压¹。我们的目的是回顾有关脊髓型颈椎病动态脊髓受压评估的文献，特别强调动态MRI (dMRI)的使用。

一、颈椎的正常活动范围

颈椎拥有广泛的活动度。正常的颈椎活动度(ROM)包括大约80-90°的屈伸，20-45°的侧屈和将近90°的旋转。颈椎活动度因各种因素而不同，包括年龄(可使活动度减少)和特定的个体特征(种族、软组织、训练等)⁴。寰枕关节的屈伸范围平均为15°~ 20°;，但由于枕骨髁所处关节窝较深，且寰枕关节囊较厚，该关节几乎不可能发生旋转或侧向屈曲⁵。寰枢关节由于韧带结构(寰椎横韧带、翼状韧带和齿突尖韧带)和独特的解剖结构，具有很大的旋转潜力，包括使寰椎向每侧旋转将近5°⁴。Van Mameren等⁶报道颈椎屈曲始于下颈椎(C4-7)，其次是枕骨-C2，然后是C2-3，最后是C3-4。同样，后伸也从C4-7开始，其次是枕骨-C2。

Holmes等⁷对50名正常受试者(32名男性[年龄21-58岁]和18名女性[年龄20-55岁])进行了放射学研究。患者在完全屈曲至完全后伸时拍侧位片，测量C2至C7的角度ROM。50例受试者从C2到C7的ROM最低为50°;，最大超过90°;(平均值为67°)。较大的ROM(平均，17.9°)以及较大比例的ROM(平均，27.1%)发生在C4-5。一组50例CSM患者（男性35例[年龄31-63岁]，女性15例[年龄35 - 67岁]，平均ROM为53°），明显低于正常组67°(P＜0.001)。值得注意的是，CSM组的年龄高于正常组。作者报道，正常中国人的平均颈椎活动度低于西方人群，这表明不同种族的颈椎活动度存在差异。当运动发生时，颈椎的较大的ROM可能会使有一定程度椎管狭窄患者的脊髓容易损伤。

二、颈椎屈伸时的脊髓变化

Breig等⁸进行了一项尸体研究，以评估颈椎屈曲、后伸和中立位的作用。他们证实，在不同位置固定42个颈椎标本后，颈椎椎管在屈曲状态下拉长，导致脊髓和齿状韧带被拉长(组织学切面显示前后径减小)。当颈部后伸时，脊髓、神经根和齿状韧带放松和缩短。脊髓侧柱和前角在屈曲过程中因椎管产生的机械应力而变形。正因为如此，过度屈伸的机械应力可能会导致轴突被过度拉伸或压缩，引起传导紊乱⁸。

三、颈椎管屈伸时的改变

Muhle等⁹提出了一种基于脊髓型颈椎病MRI的分类系统。他们评估了81例不同阶段的颈椎退行性疾病患者，这些患者接受了中立位、最大屈曲位和后伸位的MRI检查，将椎管狭窄程度分为:0=正常，1=蛛网膜下腔前或后部分闭塞，2=蛛网膜下腔前或后完全闭塞，3=颈髓受压或移位；研究显示，与中立位相比，屈伸位的椎管狭窄发生率增加；较晚期的颈椎病患者，其最大屈曲位和后伸位狭窄发生率明显多于早期的患者。最后，与屈曲组(4 / 81,5%)相比，伸展组(22 / 81,27%)的存在脊髓受压患者数明显增加。他们的结论是，无论颈椎病的程度和颈椎管狭窄的初始程度如何，颈椎活动都会促进CSM的进展。

Dalbayrak等¹⁰对258例脊髓型颈椎病患者进行了dMRI检查，并与常规MRI和X线检查进行了比较，他们测量了所有节段水平的椎管直径，发现动态MRI比CT和X线更准确地检测屈伸状态下椎管的改变。椎管在屈曲时平均扩张14.9% (1.05 mm)，在伸展时平均收缩13.4% (0.94 mm)。此外，使用动态X线检查的CSM病例中有25.6%发现椎间不稳，但使用dMRI检查时椎间不稳增加到54.3%。

值得注意的是，虽然椎管直径在屈曲时可能会增加，但一些研究报告显示在这种体位下，施加在脊髓上的张力会导致脊髓前方收到骨赘和椎间盘突出的压迫，最终加重了压迫。因此，认为屈曲位是所有CSM患者的保护性体位是不准确的。另一方面，过伸时会使颈脊髓缩短，减少其活动空间，黄韧带褶皱可能会加重后方压迫，特别是对于已存在椎管狭窄的患者。

四、动态MRI的研究进展

1.总论

由于需要额外的时间、成本和资源，dMRI研究不常规进行。在临床实践中，他们往往不包括在医保报销范围内¹¹。另外，目前还没有统一的dMRI的操作标准。一些作者建议最大限度地屈伸直到疼痛耐受或出现新的神经功能缺损，但这可能会导致患者不适，甚至对存在脊柱不稳或严重脊髓受压的患者出现神经功能恶化的风险¹²。Stamm等¹¹建议将患者置于约5英寸高的楔形物上以弯曲头部，然后将同样的楔形物置于肩部下以辅助颈部后伸。这些获得检查位置的差异可能会改变检查图像，从而成为dMRI评估的混淆因素。我们在表1中回顾了优点和缺点。

2.dMRI与CSM

Nigro等¹³对38例脊髓型颈椎病患者进行了常规MRI和dMRI(创伤、感染或肿瘤而被排除)。在患者能够承受的范围内，对患者进行dMRI检查，使其颈部屈曲和伸展。其中男性16例，女性22例，平均年龄62.3岁。根据Muhle分级，静态MRI报告了156个脊髓压迫处——96个前方压迫(61.54%)，60个后方压迫(38.46%)。dMRI显示186个受压点，81个前受压点(43.5%)，105个后受压点(56.5%)。有趣的是，前路压迫静态MRI诊断更为敏感，而dMRI对后路压迫的诊断更为敏感。他们的结论是，dMRI对椎管狭窄更敏感，这可能有助于手术规划，应与静态MRI一起进行。

Lee等¹⁴进行了dMRI研究，以评估屈伸时颈椎狭窄的严重程度变化。他们对92例CSM患者(平均年龄57.8岁)进行了dMRI检查，在颈后放置枕头进行后伸，在头部后方放置枕头进行前屈，在前屈和后伸时分别使用T2加权矢状图像进行评估。为评估椎管狭窄程度，采用半定量评分，评分范围为0(无椎管狭窄)~ 18(严重椎管狭窄)——即颈椎管狭窄(CSS)评分。评分定义为C2/3 ~ C7/T1节段的CSS分级，分级如下:0级，无椎管狭窄；1级，50%以上蛛网膜下腔消失，无脊髓畸形迹象；2级，脊髓畸形，未见脊髓信号改变；3级，T2加权像脊髓信号增强。报告显示，伸展位的CSS评分(6.04±2.68)高于中立位的CSS评分(5.25±2.47) (P<0.001)，亦高于屈曲位(4.40±2.25)(p<0.001)。他们得出结论，后伸时增加狭窄的放射学严重程度，而屈曲时降低。值得注意的是，其他一些研究报道，在前方来源压迫的患者中，如椎间盘源性疾病，屈曲可能会加重椎管狭窄。

3.椎板切除术后的软组织压迫

Stamm等¹¹报道dMRI对揭示椎板切除术后的软组织对脊髓的压迫很有效果。有3例患者术后进行性脊髓损伤症状加重，尽管在静态颈椎MRI扫描中显示椎板切除术后的减压效果满意，但在行dMRI过伸时发现椎板切除术缺损处存在清晰和明显的后侧软组织对脊髓的压迫，特别是其中1个患者虽然使用了内固定，但依然发生这种情况，图1和图2就是一个例子。他们认为，外科医生应该意识到，对于既往椎板切除术后症状恶化的脊髓型颈椎病患者，可能会有持续的压迫，dMRI可能是一个有用的诊断方法，并且为进一步手术治疗提供参考。

图1所示。成年男子，既往C3-6椎板切开术后，完全康复后晚期神经系统恶化。图A颈部处于中立位，无脊髓受压迹象。在B面，颈部后伸时，后侧肌肉和软组织严重内折进入椎管¹¹。

图2所示。56岁男性，车祸伤，行C4-6椎板切除和C3-7后路融合术，术后即刻恢复良好。数月后，出现颈椎疼痛加重，伸颈时出现进行性脊髓受压症状。图A颈部为中立位MRI，未见脊髓受压。在B图中，当颈部后伸时，背部软组织严重压迫脊髓¹¹。

4.dMRI与OPLL

Lee等¹⁵对66例CSM患者和22例后纵韧带骨化（ossification of the posterior longitudinal ligament，OPLL）患者进行了dMRI检查。他们根据dMRI和标准MRI的Muhle’s狭窄等级、椎管直径和黄韧带厚度来评估颈椎。CSM组的平均年龄为68.2±12.27岁，OPLL组63.1±9.36岁。在所有测量的节段，尤其是CSM患者的C3/4和C6/7处，后伸时平均椎管直径降低。在CSM组中，黄韧带厚度在后伸位较中立位和屈曲位明显增厚，但在OPLL组中没有。与OPLL组相比，CSM组Muhle’s狭窄等级更高(p=0.042)。他们的结论是，CSM患者的dMRI形态学改变比OPLL患者更显著。

5.中立位MRI不能发现脊髓受压，需要加做dMRI的危险因素

Hayashi等¹⁶评估了435例有症状的脊髓型颈椎病患者(2610个节段)脊髓受压的危险因素，这些患者在中立位MRI中未被诊断，但在dMRI中被发现。在排除中立位MRI存在脊髓压迫的情况之外，多元回归分析评估dMRI存在脊髓压迫高危因素。在中立位MRI中，5.3%的节段(2160例中的139例)存在脊髓受压。在dMRI检查中，8.3%(204 / 2471)节段在后伸位和1.6%(40 / 2471)节段在屈曲位发现在中立位MRI未发现的脊髓压迫情况，最常见的漏诊节段是C5/6。

中立位MRI不能发现脊髓受压，需要加做dMRI的危险因素为：

后伸位：椎间盘膨出超过2.4mm，椎间角度变化超过4.8°，中重度的椎间盘退变，节段后凸畸形以及进行性椎管狭窄；

屈曲位：椎间盘膨出超过1.9mm，中重度的椎间盘退变，节段后凸畸形。

6.平山病

平山病也被称为非进行性青少年上肢远端脊髓性肌肉萎缩症^17-19。它的特点是与颈部屈曲相关的脊髓病，多见于15-25岁的年轻男性。MRI显示脊髓被椎管前方结构和硬化的后方硬膜挤压，如图3所示。临床表现一般较为隐匿，单侧上肢无力并进一步萎缩，一般无锥体束损伤或感觉异常。肌萎缩通常不对称，多在C7、C8和T1肌节，但也可以是对称的。dMRI表现为硬膜囊后间隙前移，后方的硬膜外间隙增宽(增强MR)。因其自限性，多数病例采用非手术治疗。

图3所示。1例进行性上肢无力且无感觉异常的青年男子矢状T2序列颈椎磁共振成像。静态(A)和延伸(B)颈椎MRI显示C5/6水平高信号，没有任何压迫的迹象。在颈椎屈曲MRI (C)中，如黄色箭头所示，C5/6椎间盘压迫脊髓，该节段后方硬膜外间隙也增大—患者被诊断为平山病。

五、dMRI的局限性和展望

与常规MRI相比，dMRI的表现能否作为手术治疗的指征并不确定，它可能“过度表达”的影像学表现。但是，特别是在静态MRI正常的情况下出现进行性症状恶化的情况下，dMRI可能是一个有用的检查方法来评估是否存在动态脊髓受压。当然，这些影像学征象与体格检查密切相关，以确定最终诊断。

六、结论

dMRI有助于发现静态MRI上易被忽视的细微或隐匿性的脊髓压迫。尽管大多数研究表明，由于后伸时椎管直径减小，可能加重脊髓压迫，但屈曲时也可能加重脊髓压迫，尤其是对于严重的退行性椎间盘疾病、椎间盘膨出和节段性后凸畸形患者中。需要进一步的临床研究来确定哪些病例应使用dMRI来诊断颈椎管狭窄，并确定其临床有效性。

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