颈椎前纵韧带断裂的早期MRI评估

李开成 谢幼专 余 强 郑连洲

颈椎创伤是急诊时的常见病,近年来随着快速交通的发展及城市建设的发展,以软组织损伤为主要表现的颈椎过伸伤及严重屈曲性损伤逐年增多,颈椎前纵韧带断裂也越发常见,因其X线平片及CT上诊断价值极其有限,而MRI对软组织的分辨率具有很大的优势,能够明确许多软组织的损伤,但对于颈椎前纵韧带断裂的诊断价值是有争议的[1-2]。而颈椎前纵韧带是颈椎内源性稳定的重要因素,前纵韧带断裂会引起远期并发症,如颈部慢性疼痛、颈椎退变加速等,所以,早期明确颈椎前纵韧带断裂,有利于临床及时治疗。本文通过我院自2007年11月至2010年12月25例经手术证实颈椎前纵韧带断裂的病例进行回顾性分析其早期的MRI表现,探讨MRI在颈椎前纵韧带断裂中的应用价值。

方 法

1.临床资料

2007年11月至2010年12月间25例急性颈椎外伤患者经手术证实有43处前纵韧带断裂,男21例,女4例,年龄35～75岁,平均54岁。损伤原因:车祸伤12例,摔倒跌伤9例,坠落伤2例,其他2例。损伤机制均为过伸伤。手术证实的前纵韧带断裂平面为:C3/47处,C4/59处,C5/614处,C6/712处,C7/T11处(表1)。MRI检查时间:伤后24h之内20例,第4天1例,第5天1例,第7天1例,第 10天 2例。

2.检查仪器和参数

MR成像设备为GE公司1.5T超导磁共振成像系统(GE Signa 1.5T TWINSPEED),采用脊柱相控阵线圈。检查序列包括:矢状面T1WI(FSE)、T2WI(FRFSE)和脂肪抑制(ST IR),2～4次激励,层厚 3～4mm,层间距1mm。

3.图像分析

在明确手术结果的前提下,两名高年资的放射科MRI诊断医师在线对图像进行分析,分析内容包括颈椎前纵韧带连续性,信号改变,与前纵韧带相邻的前后结构如椎前筋膜、椎间盘、椎体前缘损伤等。评价参数及判断标准为:①颈椎前纵韧带断裂:颈椎前纵韧带不连续,参照手术结果在颈椎前纵韧带断裂部位于T1FSE上看到线状或斑点状等信号,于T2FRFSE及ST IR序列上看到线状或斑点状高信号,在排除碎裂的椎间盘、撕脱的骨折片、伪影之后诊断为颈椎前纵韧带断裂;②椎前筋膜出血水肿:椎前筋膜肿胀伴信号改变,或椎前筋膜增厚伴结构模糊;③椎间盘损伤:在排除椎间盘退变之后,椎间盘形态改变伴 T2WI及ST IR序列上信号增高;④椎体前缘或骨赘骨折:均在CT或平片上得到证实;⑤颈椎不稳:椎节的位移。本组研究对椎体后缘、后纵韧带、颈髓及颈后韧带复合体的损伤不作评估。

结 果

MRI共显示25例患者30个(30/43,69.8%)颈椎前纵韧带断裂平面(表1),其中25个显示前纵韧带完全断裂,在矢状位上连续2～3个层面表现为粗线状异常信号改变(图1),5个显示不完全断裂,在矢状位上仅在一个层面上表现为细线状或斑点状异常信号改变(图2),异常信号在T1WI上呈等信号,T2WI上呈高信号,STIR上呈高信号。全部25例患者颈椎前纵韧带邻近结构均可见异常,其中椎前筋膜出血水肿23例(92%)(图1,2),椎间盘损伤 25例 72个(平均2.88个)((100%)图3),4例患者(16%)可见5处椎体前缘撕脱骨折或骨赘骨折 (图4),颈椎不稳21例(84%)(图2,3)。

表1 颈椎前纵韧带断裂平面分布

图1 前纵韧带完全断裂(红色细箭所示)。矢状位T1FSE(A)显示C4/5椎间盘水平前纵韧带见粗线状等信号,同时可见颈椎椎前筋膜出血水肿(空心箭所示),表现为椎前筋膜增厚模糊,见梭形低信号。矢状位T2FRFSE(B)显示C4/5椎间盘水平前纵韧带见粗线状高信号影,与椎间盘及椎前筋膜相连,椎前筋膜内出血水肿表现为梭形高信号影。矢状位STIR(C)显示C4/5椎间盘水平前纵韧带呈粗线状高信号影,与椎间盘及椎前筋膜相连,椎前筋膜内出血水肿表现为梭形高信号影。手术中所见(D)前纵韧带完全断裂(白色细箭所示)。

图2 前纵韧带不完全断裂 (红色细箭所示)。矢状位T2FRFSE(A)显示C4/5椎间盘水平前纵韧带见斑点状高信号影,椎前筋膜出血水肿呈带形高信号影(空心箭所示),颈椎不稳。矢状位STIR(B)显示C4/5椎间盘水平前纵韧带撕裂见斑点状高信号影,椎前筋膜出血水肿呈带形高信号影,颈椎不稳。

图3 C4/5、C5/6、C6/7椎间盘损伤(红色细箭所示)。形态信号改变,于STIR序列上椎间盘内见斑状高信号。C5/6椎节不稳。图4 C7椎体前上缘骨折伴椎体水肿 (红色细箭所示)。于T2FRFSE序列上C7椎体前上缘见碎骨片,C7椎体呈轻度楔形变,C7椎体内见高、低混杂信号改变。

讨 论

1.前纵韧带的解剖和断裂机制

前纵韧带起于枕骨的咽结节,止于第1或第2骶椎前面,覆盖于椎体和椎间盘的前面,共分为三层。深层纤维跨越椎间盘,将上下椎体缘和椎间盘紧密地连接在一起,中层跨越2～3个椎体,而浅层纤维则可跨越3～5个椎体,其作用是限制颈椎过度后伸,是人体最长的韧带,与椎体前缘形成紧密连接,而与椎间盘的连接比较疏松,颈椎前纵韧带比胸椎、腰椎前纵韧带宽而薄,故在外力作用下最易断裂。

颈椎前纵韧带的断裂机制为过伸性损伤或严重屈曲性损伤,故其断裂平面多发生于椎间盘平面,并且大多伴有椎间盘损伤,本组患者均伴有多发的椎间盘损伤(100%)。本组25例患者中23例伴有椎前筋膜出血水肿(92%),可见前纵韧带断裂与椎前筋膜出血水肿具有明显的相关性,这与Silberstein等[3]的观点是一致的,椎前筋膜分成两层,两层之间分离相对容易,手术中能看到其中混杂的水肿液及血液。本组病例中4例患者(16%)有5处下颈部前纵韧带断裂伴椎体前缘的骨折,椎体前缘的撕脱骨折或骨赘骨折,往往会引起前纵韧带的断裂,这也与Silberstein等[3]的观点是一致的。本组病例中,大多数患者(84%)前纵韧带断裂均不伴有椎体骨折,这也证明了颈椎前纵韧带的断裂机制为过伸性损伤或严重屈曲性损伤,而与椎体的骨折相关性不大。颈椎前纵韧带承受张应力的能力明显较椎体差,在颈椎极度过伸时或严重屈曲前移时,前纵韧带已经断裂,而椎体没有骨折,故患者临床上有明显症状,而X线平片及CT检查往往是阴性,所以MRI在前纵韧带断裂中的作用尤为重要。颈椎前纵韧带下部对张应力的受张能力低于上部[4],所以前纵韧带的断裂主要发生于下颈部,从本组病例的统计中可以看到,以C5/6水平最为多见,这与Stemper等[5]、Kongsted等[6]的研究是符合的。

前纵韧带断裂中老年多见,本组患者年龄35～75岁,平均54岁,这是由于前纵韧带的力学强度随着年龄的增长而降低,同时吸收能量的能力也下降,所以随着年龄的增长,前纵韧带断裂的可能性也增加[7]。颈椎前纵韧带的断裂容易导致颈椎不稳,本组25例中颈椎不稳患者21例(84%),MRI矢状位上能明确显示椎节的位移,Weisskopf等[8]认为外伤性颈椎纵韧带不稳,MRI价值有限,所以我们不同意Weisskopf等[8]的观点。

2.前纵韧带断裂的MRI诊断

前纵韧带断裂的MRI表现为在T1WI上断裂处线状、斑点状等信号,T2WI或ST IR序列上高信号,与前方的椎前筋膜或后方的椎间盘相连,其信号改变与出血水肿的椎前筋膜或碎裂的椎间盘信号一致,我们推测这信号改变是因为前纵韧带断裂处有液体的渗入,而非断裂本身的表现,渗液来源于椎前筋膜出血水肿及椎间盘碎裂,椎间盘髓核内富有水分,碎裂后水分流入前纵韧带断裂处。手术中,前纵韧带断裂表现为线状撕裂或破裂孔,对应的MRI表现为线状、斑点状高信号。在MRI上表现为假阴性者,可能与两方面的因素有关,一方面与MRI检查技术有关,如层厚较厚,激励次数少,对小孔状的不完全断裂显示不清;另一方面与前纵韧带断裂后有无液体渗入有关,即使是完全断裂,断裂处无液体渗入,在MRI上也是无明显信号改变,创伤早期液体渗入的概率较高,故而阳性率较高,本组前纵韧带断裂MRI阳性率达到70%,高于Malham等[9]的报道,这可能与我们所选择的病例均为创伤早期有关。笔者认为颈椎创伤早期MRI检查很重要,能明显提高前纵韧带断裂的检出率。

总之,对于疑诊前纵韧带断裂的患者早期进行MRI检查具有良好的显示效果,有助于临床处理,是一种值得推荐的无创显示技术。

1.Steigelman M,Lopez P,Dent D,et al.Screeningcervical spine MRI after normal cervical spine CT scans in patients in whom cervical spine injury cannot be excluded by physical examination.The American Journal of Surgery,2008,196:857-863

2.Tins BJ,Cassar-Pullicino VN.Imaging of acute cervical spine injuries:review and outlook.Clinical Radiology,2004,59:865-880

3.Silberstein M,Tress BM,HennessyO.Prevertebral swellingin cervical spine injury:Identification of ligament injury with magnetic resonance imaging.Clinical Radiology,1992,46:318-323

4.程杰平,马洪顺,褚怀德.人颈椎前纵韧带生物力学特性实验研究.医用生物力学,2004,4:221-223

5.Stempera BD,Yoganandana N,Pintara FA,et al.Anterior longitudinal ligament injuries in whiplash maylead to cervical instability.Medical Engineering＆Physics,2006,28:515-524

6.Kongsted A,Sorensen JS,Andersen H,et al.Are early MRI finding scorrelated with long-lastingsymptoms following whiplash injury?Aprospective trial with 1-year follow-up.Eur Spine J,2008,17:996-1005

7.赵定麟 .现代脊柱外科学.第1版.上海:世界图书出版公司,2006:36

8.Weisskopf M,Bail H,Mack M,et al.Value of MRI in traumatic disco-ligament instability of the lower cervical spine.Unfallchirurg,1999,102:942-948

9.Malham GM,Ackl and HM,Varma DK,et al.Traumatic cervical discoligamentousinjuries:correlation of magnetic resonance imaging and operative findings.Spine,2009,34:2754-2759