牵引对腰椎间盘DTI扩散能力的影响及意义*

陈宣煌，郭庆清，许祖梅，吴 峰，蔡涵华

（莆田学院附属医院骨科/南方医科大学附属莆田医院，福建　莆田　351100）

牵引对腰椎间盘DTI扩散能力的影响及意义*

陈宣煌，郭庆清△，许祖梅，吴 峰，蔡涵华

（莆田学院附属医院骨科/南方医科大学附属莆田医院，福建莆田351100）

目的：观察腰椎间盘突出症患者行牵引治疗前后磁共振扩散张量成像（DTI）的变化，探讨DTI在椎间盘病变诊断及治疗中的应用价值。方法：60例腰椎间盘突出症患者行规范腰椎多功能牵引床牵引治疗3周。分别记录治疗前后椎间盘DTI评价参数ADC、FA值的变化，使用疼痛视觉模拟量表（VAS）评分和日本骨科学会（JOA）腰腿痛评分评价疗效。结果：患者治疗后的ADC值、JOA评分明显高于治疗前，FA值、VAS评分明显低于治疗前（P＜0.01）。结论：DTI是腰椎间盘病情变化及治疗效果的一个良好评价指标，牵引治疗能影响腰椎间盘的DTI扩散能力。

牵引；腰椎间盘突出症；磁共振扩散张量成像（DTI）；评价

磁共振扩散张量成像（DTI）是在弥散加权成像（DWI）的基础上改进和发展起来的一种新成像方法，是利用组织中水分子扩散运动存在各向异性的原理，从多个方向获取扩散加权图像得到每个体素扩散张量的成像过程。DTI可以提供活体组织的扩散方向特性，反应细微结构和功能的改变，主要用于中枢神经系统疾病的研究，而用于观察腰椎间盘的报道较少［1-2］。本研究将DTI技术用于腰椎间盘突出症方面的研究，评价牵引治疗前后椎间盘病情的变化及疗效。

1　资料与方法

1.1临床资料研究对象入选标准：①年龄25-55岁；②诊断为腰椎间盘突出症需要进行腰椎牵引治疗；③自愿参加本研究，均签署知情同意书。研究对象排除标准：①有腰椎外伤及手术史；②有不适宜本研究的其他疾病，如精神病、心脏病等；③容易造成数据缺失者，如外来流动人口。

按以上标准筛选莆田学院附属医院保守治疗的腰椎间盘突出症患者60例，均符合单阶段、单侧腰椎间盘突出症的诊断，其中男34例、女26例，平均年龄37岁。其中L3/4椎间盘突出12例，L4/5椎间盘突出22例，L5/S1椎间盘突出26例。全组病例均经CT或MRI证实病变间隙与临床症状和体征相符。

1.2方法所有患者均使用腰椎多功能牵引床牵引治疗3周，牵引重量为患者体重的1/3-1/2，每天2次，一次60min。治疗期间停用其他物理治疗方法，每次牵引前询问患者上次牵引情况及牵引反应等，以便调整牵引重量、时间，保证有效牵引。牵引前及牵引后均行磁共振DTI检查；评价疼痛情况采用视觉模拟量表（VAS）评分［3］及日本骨科学会（JOA）腰腿痛评分（29分法）［4］。

1.2.1DTI检查方法及数据处理：采用Siemens Verio 3.0T磁共振扫描仪，8通道相阵控头颈联合线圈，扫描序列均行SE或TSE序列和DTI序列。SE序列参数：T1WI（TR 400ms， TE 12ms），T2WI（TR 3200ms，TE 120ms），矢状面层厚3mm，层间距0.5mm， FOV 280mm×280mm，横轴面层厚2mm，层间距0.05mm，FOV 180mm×180mm；DTI序列参数：EPI扫描，常规横轴面与SE序列横轴面一致，扫描层数9层，矩阵176×192，平均采集次数14次，TR 2500ms，TE 89ms，层厚3mm，层距0，扩散敏感梯度取13个不同方向，扩散加权系数b=800s/mm2，激励次数2次，扫描时间约2分30秒。

利用Syngo MultiModality Workplace工作站Neuro3D软件对DTI进行后处理，得到ADC和FA伪彩图，以正中矢状面作为分析层面，在此层面内采用5个相同大小的感兴趣区（ROI），分别测量ADC、FA值，每点重复测量三次，取平均值。

1.2.2VAS评分：分别于治疗前后进行评价。一条长10cm带箭头的直线，分为10个等长的刻度，每个刻度又均分为10个等份。该直线两端分别标有0和10，0代表无疼痛，10代表极度疼痛（难以忍受的疼痛）。患者需在该标尺上寻找最能代表自己疼痛强度的点并标注出来，以0-10分计分。

1.2.3JOA评分：分别于治疗前后进行评价。按病情轻重，采用4级评分法，总分29分，得分越低病情越重。

1.3统计分析采用SPSS 21.0统计学软件进行分析，计量资料的比较采用两独立样本的t检验（双侧），检验水准α=0.05。

2　结果

所有研究对象的DTI均得到清晰的ADC图和FA图。患者治疗后的ADC值、JOA评分明显高于治疗前，FA值、VAS评分明显低于治疗前（P＜0.01）。见附表：

附表　患者治疗前后的ADC值、FA值、VAS评分和JOA评分±　s，n=60）

附表　患者治疗前后的ADC值、FA值、VAS评分和JOA评分±　s，n=60）

ADC值（10-3mm2/sec）FA值VAS评分JOA评分治疗前1.12±0.220.62±0.138.31±0.799.41±3.16治疗后2.35±0.270.33±0.082.14±1.3622.90±2.35 t27.35614.71630.38726.534 P＜0.01＜0.01＜0.01＜0.01

3　讨论

MRI是目前椎间盘病变最好的检查手段，鉴于其对组织水含量的轻微增减有很强的敏感性，从形态学上就能对椎间盘退变进行评估。但随着MRI的发展，影像学诊断已不再单纯从形态学变化评价椎间盘退变，而需要更早期、更细微地评价椎间盘退变及病理过程，从而指导临床从椎间盘微结构及其生化功能水平进行治疗和预防。DTI是近年来发展迅速的一种MRI新技术，它利用水分子在生物体各组织内弥散的各向异性进行纤维束走向的追踪，能更精细地显示组织的微结构，可以评价规律排列的组织结构的完整性。DTI已成为当今人体功能成像的研究热点之一，目前被广泛应用于中枢神经系统组织形态学和病理学研究。研究表明，DTI是发现白质纤维束微结构变化最有效的技术方法，能观察白质纤维束在脑外伤及脑肿瘤等病理情况下的完整性，所测得的ADC值往往能显示肉眼阅读MRI图像所不能发现的差异［5］。因DTI能探测自由水分子在三维空间的扩散运动，定量评价物质的扩散特征，而椎间盘髓核水分子弥散能力下降被认为是椎间盘退变的早期标志，因此有可能评价退变椎间盘的功能状态，从而指导治疗［6］。

由于椎间盘体积小，需要较高分辨率和高信噪比的序列，再加上椎间盘血供和解剖结构的特殊性，DTI技术在椎间盘检查中的应用研究起步较晚［7］。Benavides等［8］在动物椎间盘多个区域内计算各向异性分数及平均扩散率，证实DTI可显示椎间盘细微结构和形态之间的关系，并提出椎间盘DTI成像可能是有效展示椎间盘早期退变的一种可行方法。Carballido-Gamio等［9］采用DTI技术分别对动物标本和活体人的腰椎间盘进行研究，得到了清晰的椎间盘纤维环伪彩图和ADC图，证明了活体椎间盘DTI显示纤维环和半定量评价椎间盘髓核扩散功能是可行的。由于常规MRI T2W1不能反映水分于弥散能力的下降，椎间盘造影又是创伤性检查手段，给患者带来痛苦，因此，DTI是常规MRI检查诊断的重要补充，可作为一种无创性检查方法，为临床制定治疗方案和判断预后提供更准确的依据，具有很大的应用价值。

ADC值、FA值是DTI最主要的评价参数，有助于了解椎间盘退变的程度，具有指导意义。ADC值反映水分子在各个方向上的平均扩散能力，与扩散的方向无关，可反映水分子扩散的快慢。FA值是水分子弥散各向异性占整个弥散张量的比例，描述水分子扩散速度和方向的不均匀性。椎间盘退变时，髓核与纤维环均发生形态结构的变化，髓核及纤维环水分子丧失导致弹性下降，水分子弥散受阻，ADC值减低，FA值增高。Kealey等［10］应用DTI对正常与退变腰椎间盘进行了对比研究，结果显示退变椎间盘的ADC值与正常椎间盘相比减低9%。

本研究显示，腰椎间盘突出患者牵引前后，ADC值升高、FA值降低，与既往文献报道的变化趋势一致，结合治疗后VAS评分、JOA评分的变化，说明治疗有效。牵引治疗有利于充血、水肿的消退和吸收，恢复椎间盘的弹性，从而影响腰椎间盘的DTI扩散能力，提示DTI是一个评价腰椎间盘病情变化及治疗效果的良好指标。

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R445.2

A

1004-6879（2015）05-0392-03

2015-01-20）

* 莆田市科技局医学科技课题计划［2012S03（3） ］