腰椎黄韧带肥厚骨化的影像学研究现状

孙瑞芬 于静红 李志军

1.内蒙古医科大学第二附属医院影像科，内蒙古呼和浩特 010030；2.内蒙古医科大学解剖教研室，内蒙古呼和浩特 010059

腰椎黄韧带肥厚骨化是黄韧带肥厚及钙盐沉着为特征的退行性改变，是引起椎管狭窄的重要因素，可导致一系列脊髓或马尾神经压迫症状如腰腿痛、间歇性跛行等，给患者带来巨大痛苦[1]，因此对于黄韧带的研究一直不曾间断，分别有黄韧带肥厚的解剖、病理机制、病因以及组织生物力学测定等[2-7]。随着医学影像学的发展，对黄韧带肥厚、骨化的各种影像学研究也不断深入，现对其作一综述。

1 普通影像学研究现状

1.1 普通X线平片与X线脊髓造影

因黄韧带为软组织密度，X线上与椎体骨性密度及椎管内其它软组织影重叠不易区分，普通X线平片对非骨化的黄韧带不能显示，只有当黄韧带外侧部骨化严重或者突入椎管内[8]，可在侧位X线片上看到黄韧带部位有高密度骨性影，传统在腰椎侧位X线片上测量骨性腰椎管矢状径来衡量有无椎管狭窄，一般认为正常18 mm，15～18 mm为相对狭窄，小于15 mm为狭窄[9]，但这种测量方法不能反映非骨性椎管狭窄的致病情况，普通X线平片对黄韧带有无肥厚及程度无法评价。X线脊髓造影（X-ray myelography）可间接反应间盘突出与黄韧带增厚等对椎管内容物的压迫，因黄韧带肥厚程度及侧别不同，椎管造影可显示出不同的形态，如一侧肥厚时造影表现为残根征；双侧肥厚时造影表现为束腰型；局限嵴状增厚造影表现为压迹型；广泛双侧增厚表现为节段充盈缺损；双侧黄韧带增厚伴椎板弥漫增厚表现为长柱型；伴间盘膨出时表现为串珠型[10]。

椎管伸屈动态造影是蛛网膜下腔注入造影剂后，在脊柱侧卧中立位、屈曲位、伸展位三种体位下拍摄X光片，观察硬膜囊矢状面影像的动态变化。因肥厚的黄韧带在脊柱过伸、过屈时分别处于增厚皱缩和拉长变薄状态，通过观察比较不同状态下硬膜囊形态变化及造影剂通过性来间接评价黄韧带肥厚及椎管狭窄的严重程度，当硬膜囊下腔随体位（中立、屈曲、伸展）变化呈现阻断-流通-再阻断的动态影像学表现，是黄韧带肥厚等所致非骨性椎管狭窄的特征性改变，对鉴别如黄韧带肥厚造成的继发性腰椎管狭窄与骨性椎管狭窄具有独特的价值[11-12]。而且椎管伸屈动态造影可以反映出其它静态影像条件下难以发现的病理变化，如动态造影可以发现黄韧带与硬膜囊是否粘连，可以为外科手术计划椎板减压切除骨化的黄韧带提供依据，避免术后脑脊液、神经麻痹等并发症[13]。

1.2 计算机断层扫描及脊髓造影术

由于计算机断层扫描（（computed tomography））的空间分辨率及密度分辨率较X线明显提高，不仅可以显示骨性椎管横断面形状，直接测量其矢径、横径及面积，还可以直接看到软组织密度的椎间盘、硬膜囊、黄韧带，并可测量其厚度[14-16]，而且CT对黄韧带钙化及骨化非常敏感，可以准确显示韧带骨化的类型和大小[17-18]，指导外科医生决定椎板减压范围[17]。CT上正常腰段黄韧带厚为2～4 mm，若＞4～5 mm，则诊断为黄韧带肥 厚[1，6，10，20-21]；但 L2～L5黄 韧带 厚度不同，L4～L5黄韧带最厚[19]。有报道退变性腰椎管狭窄疾病中黄韧带厚度最厚可以达到10 mm[1，10]。用这个标准来衡量黄韧带是否肥厚，绝大多数与临床症状是相符的，但有时由于人体骨性椎管的个体差异，部分黄韧带虽然明显增厚，但椎管有效空间较大，可无临床症状；相反部分黄韧带虽然增厚不明显，由于椎管有效空间较小，可早期出现神经根压迫症状[1，20-21]，于是有人提出采用黄韧带厚度与椎管斜径的比值来反映黄韧带增厚占椎管容积的比例，衡量椎管的有效空间，体现黄韧带肥厚对硬膜囊的压迫态势，可以提高黄韧带肥厚致椎管狭窄的程度与临床诊断的符合率[20-21]。

计算机断层扫描脊髓造影术（computed tomography myelography，CTM）是椎管内注入造影剂后，进行 CT扫描来观察硬膜囊形态，测量硬膜囊面积来评价椎管内黄韧带等结构对椎管容积的影响，在造影剂衬托下，硬膜囊与黄韧带分界清晰，测量黄韧带厚度更准确[22]。CTM综合了CT扫描与脊髓造影的优点，可使诊断准确率提高5%～10%，尤其在CT扫描模棱两可，或脊髓造影难以确诊时，CTM非常有助于诊断。虽然CTM与动态脊髓造影，在椎管狭窄的诊断上优于X线平片与CT，可以提供动态的、容积的显像，有利于辨认狭窄部位椎管纵向结构，并准确测量硬膜囊前后径，但当严重椎管狭窄时CTM测量的椎管横截面积及黄韧带前内侧边界不如MRI准确[22]，且因其为侵入性检查需做腰穿及放射线照射，因此逐渐被MRI代替，只有当MRI扫描有禁忌症，或因金属植入物不适宜CT扫描时使用[22-25]。

2 多层螺旋CT三维重建

现有影像学检查方法中，多层螺旋CT三维重建（multislice spiral computed tomography threedime，MSCT 3D）具有不可替代的优势，可以一次性对兴趣区进行连续扫描，收集到扫描范围内的全部容积数据，可在连续层面上清晰显示黄韧带肥厚骨化程度，并可显示不同程度的椎管狭窄，然后利用容积重建椎管三维模型，在任意位置上切割，可以任意角度、多方位观察观察不同阶段黄韧带形态、大小、面积或体积及与椎板、硬膜囊的关系等。近年有学者利用3D CT对椎管内后纵韧带骨化的类型及术前术后骨化生长速度、容积变化等进行了研究，还有学者提出椎管容积的测量及评估能进一步体现椎管的真实变化，减少人为操作误差及椎管形态不规则、脊柱体位、运动方式等对椎管容积的显著性影响，可以弥补单纯测量椎管内径线、面积的局限性[26-31]，同时对手术的减压程度及范围的判断具有重要的临床指导意义。

3 磁共振成像

MRI由于其非侵入性、软组织分辨力高，可以多角度成像，成为现今黄韧带肥厚、椎管狭窄最常用的检查手段。MRI上低信号的黄韧带与其前方的脂肪及脑脊液在T1、T2上形成良好对比，能够清晰显示黄韧带的大小、形态。当黄韧带增生肥厚时，可清楚显示肥厚的程度、形态及相应硬膜囊、马尾受压变形情况，同样也可测量黄韧带厚度。轴位上增生肥厚的黄韧带呈“V”形影增厚，在硬膜囊侧后方形成明显局限性压迹，使椎管前后径、左右径变小，严重时硬膜囊呈狭小三角状，矢状位旁正中层面黄韧带呈局限、连续或多节段跳跃式低信号[8，24]。临床常用MR矢状面对黄韧带肥厚骨化等造成的整体椎管形态的改变进行术前评估，并制定手术方案。Tadanori等[31]使用NIH（国立卫生研究院）图像软件测量关节突水平MR的T1轴位加权像上L2～S1各水平黄韧带的厚度和年龄的相关性，发现随年龄增加，L3～L4、L4～L5水平黄韧带厚度增加更常见[32-33]，且增厚量大于L2～L3、L5～S1水平；若多水平黄韧带肥厚，L2～3水平黄韧带常大于3 mm，并以L2～L3水平黄韧带厚度大于3 mm作为椎管多段狭窄的提示。但由于黄韧带的低信号与其附着处椎板的低信号在MRI的任何序列上均不能区分，因此MR对黄韧带肥厚的评估并不完全准确；另外，因MR对钙化和骨化不敏感，不能区分黄韧带有无骨化。因此临床医生更习惯用核磁联合矢状位CT影像重建来建立一个准确的诊断和术前计划去指导手术减压操作范围[34]。

4 计算机辅助三维重建软件技术

随着计算机软件技术的发展，计算机辅助三维重建软件技术正广泛应用于医学领域，它可以借助CT或MRI连续二维薄层图像取值的基础上进行三维重建，并可从任意角度、方向上观察三维立体解剖结构，为临床提供立体直观的解剖学诊断依据，极大地促进了临床诊疗技术的发展，特别在骨关节、脊柱领域的应用已经非常多，尤其对脊柱颈段、腰段主要结构及其毗邻关系进行的三维可视化研究[34]。有学者用计算机软件重建骨性椎管容积来反应椎管体积变化[28]，还有学者利用 CT、MRI图像将椎管内韧带利用计算机软件在计算机中重建出来观察其体积变化，来评价骨化的韧带对椎管体积的影响[27，37]。鉴于以上研究，黄韧带也属于椎管内韧带的一部分，当其肥厚骨化时是否也可以用体积增长速度来形容其对椎管容积的影响。 但是由于黄韧带CT阈值低，在计算机后重建软件中采用阈值法提取困难，所以尚未见详细报道研究黄韧带肥厚骨化导致椎管体积变化的三维可视化研究。

5 展望

综上所述，普通X线平片由于密度分辨率及结构重叠，对黄韧带有无肥厚及程度无法评价；脊髓造影对鉴别如黄韧带肥厚造成的继发性腰椎管狭窄与骨性椎管狭窄具有独特的价值，但因其为侵入性检查，逐渐被CT和MRI取代。因此目前评价黄韧带的手段主要还是CT和MRI。随着计算机辅助三维重建软件技术的发展，对黄韧带的三维可视化研究又将是一种新的尝试。

[1]Stephane G，Steven JA.Lumbar Spinal Stenosis[J].Best Pract Res Clin Rheumatol，2010，24（2）：253-265.

[2]高文超，陈尔瑜.黄韧带的应用解剖学[J].四川解剖学杂志，1996，4（1）：32-35.

[3]Sairyo K，Biyani A，Goel V，et al.Pathomechanism of ligamentum flavum hypertrophy：a multidisciplinary investigation based on clinical biomechanical histologic and biologic assessments[J].Spine，2005，30（23）：2649-2656.

[4]Kosaka H，Sairyo K，Biyani A，et al.Pathomechanism of loss of elasticity and hypertrophy of lumbar ligamentum flavum in elderly patients with lumbar spinal canal stenosis [J].Spine，2007，25 （4）：2805-2811.

[5]Zhong ZM，Chen JT.Phenotypic characterization of ligamentum flavum cells from patients with ossification of ligamentum flavum [J].Yonsei Med J，2009，50（3）：375-379.

[6]上官磊，樊星仲，霄鹏.腰椎退变黄韧带的生物力学测定[J].中国脊柱脊髓杂志，2009，19（10）：749-750.

[7]Kenzo U，Takafumi Y，Cai HX，et al.Ossification process involving the human thoracic ligamentum flavum：role of transcription factors[J].Arthritis Research&Therapy，2011，13（1）：144.

[8]Wang K，Chen X.Thoracic cord compression caused by contiguous multilevel ossification of ligamentum flavum in Chinese patients[J].Chinese Journal of Traumatology，2007，10（4）：213-217.

[9]吴恩惠.医学影像诊断学[M].北京：人民卫生出版社，2000：435-436.

[10]郑正安.黄韧带增厚所致腰椎管狭窄脊髓造影的X线诊断（附30例分析）[J].中国医学影像技术，1996，12（4）：303-304.

[11]连平，孙荣华，贾连顺，等.椎管动态造影对非骨性腰椎管狭窄的诊断意义[J].中国脊柱脊髓杂志，1993，3（3）：97-100.

[12]Marek S，Robert G.Lumbar spinal stenosis in the elderly：an overview[J].Eur Spine J，2003，12（2）：S170-S175.

[13]Yuichiro O，Koichi I，Kazuhiro Y，et al.Incarcerated herniation of the cervical spinal cord after laminectomy for an ossification of the yellow ligament[J].Eur Spine J，2010，19（2）：S140-S143.

[14]杜晓东，牛广明，韩晓东.腰椎管狭窄磁共振研究的现状与进展[J].内蒙古医学院学报，2008，30（3）：209-212.

[15]Schulte TL，Heidenreich JO，Schilling AM，et al.Comparison of metric analysis of spinal structures，exemplarily of the ligamentum flavum，obtained with CT and MRI[J].European Journal of Radiology，2004，52（3）：224-228.

[16]李豪刚，郭学军，张昊，等.CT与MRI在胸椎黄韧带骨化症的诊断价值[J].临床放射学杂志，2013，32（7）：1008-1011.

[17]Lieser A，Irena W，Dorit S，et al.Computed tomographic demonstration of calcification of the ligamenta flava of the lumbosacral spine in ankylosing spondylitis [J].Annals of the Rheumatic Diseases，1988，47（1）：62-64.

[18]Byung WC，Kyung JS，Han C.Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament：A Review of Literature [J].Asian Spine Journal，2011，5（4）：267-276.

[19]柯文坤，杜区成，刘亚云.黄韧带退变与腰椎管狭窄症椎管形态的变化[J].中国组织工程研究，2012，16（17）：3041-3044.

[20]殷好治，周万军，孙西河，等.腰椎黄韧带厚度与椎管斜径比值对黄韧带肥厚对椎管狭窄的诊断意义[J].中华放射学杂志，2007，41（8）：851-854.

[21]阚敏慧，程爱国，杜宁.CT横断面测量分析腰椎管狭窄症与黄韧带肥厚的关系[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14（52）：9756-9759.

[22]Hiroyasu O，Kei M，Shoji F，et al.Comparison of magnetic resonance imaging and computedtomography-myelography for quantitative evaluation of lumbar intracanalar cross-section [J].Yonsei Med J，2011，52（1）：137-144.

[23]Bartlett RJ，Rowland H，Rigby AS，et al.MRI of the cervical spine with neck extension：is it useful？ [J].British Journal of Radiology，2012，85（3）：1044-1051.

[24]Eun SM，Hak SK，Jin OP，et al.Comparison of the predictive value of myelography，computed tomography and mri on the treadmill test in lumbar spinal stenosis[J].Yonsei Medical Journal，2005，46（6）：806-811.

[25]Green C，Butler J，Eustace S，et al.Imaging modalities for cervical spondylotic stenosis and myelopathy[J].Hindawi Publishing Corporation Advances in Orthopedics，2012，30（2）：908-924.

[26]Han C，Chae GK，Ho YW.Inter-and intra-observer variability of a cervical OPLL classification using reconstructed CT images[J].Clinics in Orthopedic Surgery，2010，2（1）：8-12.

[27]TakahiTo F，MoToki I，Yuki TN，et al.Three-dimensional measurement of growth of ossification of the posterior longitudinal ligament[J].J Neurosurg Spine，2012，16（1）：289-295.

[28]马若凡，顾洪生，肖建德，等.下腰椎椎管容积螺旋CT与铸型测量及其临床意义[J].中国临床解剖学杂志，2003，21（5）：464-466.

[29]Tobias LS，Tim S，Corinna W，et al.Step activity monitoring in lumbar stenosis patients undergoing decompressive surgery [J].Eur Spine J，2010，19（2）：1855-1864.

[30]Tommy H，Nobuyuki S，Hanna H，et al.The narrowing of the lumbar spinal canal during loaded MRI：the effects of the disc and ligamentum flavum[J].Eur Spine J，2009，189（2）：679-686.

[31]Tadanori S，Koichi S，Toshinori S，et al.Measurements of ligament flavum thickening at lumbar spine using MRI [J].Arch Orthop Trauma Surg，2009，129（10）：1415-1419.

[32]Hamit SK，Ahmet Y，Elmas KA，et al.Effect of ligamenta flava hypertrophy on lumbar disc herniation with contralateral symptoms and signs：a clinical and morphometric study [J].Arch Med Sci，2010，8（4）：617-621.

[33]Junseok WH，Junho KH，Taek HK，et al.Radiological Significance of ligamentum flavum hypertrophy in the occurrence of redundant nerve roots of central lumbar spinal stenosis[J].J Korean Neurosurg Soc，2012，52（1）：215-220.

[34]Hyuk H，Jung KL，Jae HL，et al.Thoracic myelopathy caused by ossification of the ligamentum flavum [J].J Korean Neurosurg Soc，2009，40（1）：189-194.