MRI对胸腰椎骨折后周围韧带损伤诊断的鉴别及临床意义

于勃



MRI对胸腰椎骨折后周围韧带损伤诊断的鉴别及临床意义

于勃

目的探讨胸腰椎骨折后纵韧带损伤的MRI影像学分级及其临床应用。方法收集2010年1月至2015年10月65例胸腰椎骨折手术前后MRI影像回顾性分析，对后纵韧带损伤MRI分级，分析手术前后后纵韧带损伤分级与椎管间接减压效率间的关系。手术探查后纵韧带损伤情况，进一步验证后纵韧带MRI分级与术中探查的一致性。结果MRI检查可显示后纵韧带损伤程度，Ⅰ级损伤为韧带走形方向改变，Ⅱ级损伤为韧带部分撕裂，Ⅲ级损伤为韧带完全断裂。后纵韧带术前分级与术中探查具有极高一致性，MRI分级与间接椎管减压效率密切相关。结论MR检查是明确后纵韧带损伤程度的检查技术,后纵韧带损伤MR程度分级有助评价胸腰椎中柱损伤情况，后纵韧带的完整性对评价胸腰椎损伤的间接椎管减压术具有重要意义。

MR；后纵韧带；损伤

脊柱骨折约占全身所有骨折约6%[1]，其中胸腰段骨折占一半以上[2]，椎板切除后方撑开减压是胸腰椎骨折常用术式。后方撑开减压属于间接复位技术，其中通过完整的后纵韧带复位突入椎管内的骨折块是决定手术成功的关键因素之一。后纵韧带不完整时单纯应用后方撑开技术很难复位骨折[3]。因此，认识后纵韧带在胸腰椎骨折中的作用及提高其影像学诊断水平具有重要临床意义。我们通过MRI了解胸腰椎后纵韧带影像学特点及韧带损伤后临床MRI分级，术前通过后纵韧带损伤分级分析胸腰椎骨折患者MRI后纵韧带损伤情况，并与术中所见后纵韧带进行一致性分析，旨在分析后纵韧带分级与椎体后方撑开减压手术效果的临床关系，特报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料本院2010至2015收治的胸腰椎骨折患者，纳入标准：(1)X线片、CT、MR等影像学资料完整;(2)急性胸腰椎骨折患者(伤后时间<14 d);(3)有手术减压指证。排除标准：(1)脊柱严重畸形;(2)高龄患者(年龄≥65岁);(3)患者骨密度低或骨质疏松症;(4)骨肿瘤等病理性胸腰椎骨折患者。复合纳入标准的共65例患者入选，其中男45例，女20例;年龄18～64岁，平均(36.5±8.7)岁。损伤部位第11胸椎1例，第12胸椎19例，第1腰椎25例，第2腰椎17例，第3腰椎3例。患者均行后路间接减压手术。见表1。

1.2影像学评估

1.2.1同一影像科医师X线片上测量术前、 术后伤椎椎体压缩率和CT轴位扫描片上测量椎椎管侵占率，计算手术前后椎体压缩率和椎管侵占率的差值。椎体压缩率=(1-伤椎椎体前高)/伤椎上下椎体前高平均值×100%。椎管侵占率的计算为：1-骨折椎管正中矢状径÷伤椎相邻上下椎管正中矢状径平均值。采用GE1.5磁共振扫描并分级后纵韧带，扫描参数：椎体矢状位T1像WI，TR：587 ms，TE：10 ms，矩阵为：288×384，FOV：280 mm，层厚为：4 mm。矢状位T2像WI和T2像脂肪抑制序列，R：2 700 ms，TE：92 ms，矩阵为：288×384，FOV：280 mm，层厚：4 mm。检查时间共9 min 18 s。

表1　患者基本资料

1.2.2脊柱MRI图像由高年资同一影像诊断医师和高年资同一脊柱外科医师共同分别评估，分析胸腰椎骨折后纵韧带损伤的MRI影像特点，辨别并结论伤椎后纵韧带属于完整、部分断裂或完全断裂, 同时对后纵韧带损伤程度进行分级。脊柱外科医师将后纵韧带术前MRI分级与术中探查的结果进行比较分析。

2　结果

2.1MRI后纵韧带Ⅰ级椎体压缩率差值和椎管侵占率差值与与Ⅱ级、Ⅲ级比较，差异有统计学意义(P<0.05或<0.01)，椎管内骨块间接减压前后椎体压缩率差值和椎管侵占率差值与后纵韧带损伤程度的关联性较密(r=0.59)。见表2。

表2　后纵韧带不同分级对术后椎体压缩率和椎管侵占率的影响　±s

注：与Ⅰ级比较，*P<0.05；与Ⅰ级比较，#P<0.01

2.265例行手术探查，术前伤椎后纵韧带MRI分级：Ⅰ级9例，Ⅱ级34例，Ⅲ级22例。探查术中确认伤椎后纵韧带完整20例，部分断裂23例，完全断裂22例。统计学分析术前伤椎后纵韧带MRI分级与手术探查结果一致性极好。见表3。

表3　MR分级和手术探查的一致性情况　例

注：PA=0.891，Pe=0.391，κ=0.812

2.3后纵韧带的MRI影像学特点及损伤分级

2.3.1后纵韧带的MRI影像学特点:在MRI T1像上，后纵韧带的信号密度较T2像高，同时其密度也高于前方的骨皮质和后方的硬脊膜，低于相邻脊髓和椎体的松质骨。后纵韧带在T2像为细长、纵直、且密度均匀的低信号条带，其前方的椎体后缘骨皮质在相邻椎体松质骨的映衬下呈现出更低、更窄细的不连续低信号带。后方的硬脊膜呈现出窄细的连续低信号带，而且其信号高于骨皮质，低于后纵韧带。后方后纵韧带与硬膜囊的密度分界不清。

2.3.2后纵韧带损伤的MRI影像学特点:信号强度的改变：后纵韧带损伤后在MRI上表现为信号强度改变，特点为低信号带内出现高信号影，可呈斑片状、点状或带状高信号影像，且韧带的损伤程度越重，高信号增强越明显。信号轮廓改变：呈现后纵韧带后缘和椎体层面前缘光滑的轮廓消失，出现不规则梭状或条状。韧带周围结构的改变：由于椎体后壁骨折及椎体出现后凸成角畸形，后纵韧带前方的脂肪影消失，同时韧带后方的硬膜囊高信号影出现不规则改变或中断。

2.3.3后纵韧带损伤的MRI分级:后纵韧带Ⅰ级损伤：后纵韧带连续性良好，前方脂肪影消失，韧带纵直的走形方向可出现改变或呈现迂曲或弧度。后纵韧带Ⅱ级损伤：后纵韧带连续性保持，韧带走行方向发生改变，韧带部分撕裂时，韧带周围或其内部呈现不规则的高信号影。后纵韧带Ⅲ级损伤：韧带形态消失，出现片状高信号影，韧带完全断裂出现韧带连续性中断或形态消失。见图1～5。

图1健康成年志愿者T2加权像正中矢状位，白箭为后纵韧带，黑箭为椎静脉孔内的静脉丛及脂肪

图2后纵韧带损伤的特点(白箭)后纵韧带轮廓的改变、韧带前方的脂肪影消失，韧带后方的硬膜囊高信号影中断

图3 后纵韧带Ⅰ级损伤(黑箭)图4 后纵韧带Ⅱ级损伤(黑箭)图5 后纵韧带Ⅲ级损伤(黑箭)

3　讨论

后纵韧带起于枕骨大孔自枢椎开始与覆盖枢椎椎体后的覆膜相续，位于椎管内椎体和硬膜外前间隙之间，形态窄而质地坚韧，止于骶骨上缘。后纵韧带与相邻椎间盘纤维环及相邻椎体的上下缘紧密连接，与前方椎体结合相对疏松，其生理作用为通过韧带张力限制颈胸腰段脊柱的过度前屈[4]。MRI是目前检查韧带结构的最佳方式，但直接在MRI影像区分后纵韧带较为困难[5]。Goradia等[6]研究了急性颈椎损伤术中探查所见与MRI影像的相关性，结果提示颈椎MRI对后纵韧带损伤有较高敏感性(93%)。后纵韧带的毗邻关系为其MRI影像提供良好的对比，使其在MRI影像上显示成为可能。胸腰椎骨折后局部的出血和韧带水肿提高了后纵韧带在MRI影像上的可见性。胸腰椎椎体骨折后，由于椎体后缘骨折块向后方椎管内突出，同时将伤椎后纵韧带及相邻硬膜囊向后推压移位，造成伤椎后纵韧带的原纵直走行发生改变，伤椎硬膜外间隙的静脉丛和脂肪变薄甚至消失。相应病理改变在MRI影像上表现为韧带低信号走行区出现不规则高信号区。韧带断裂表现为低信号不连续，或韧带扭曲、增粗，正常平行边缘消失韧带断裂呈现波浪状改变。相应MRI显示在椎间盘层面后纵韧带的连续性中断、韧带水肿增厚，出现相应的横行高信号或中等信号带。在椎体层面，韧带断端呈高信号改变，贯穿椎体前后缘，也可以与纵行高信号带并存。

MRI是目前检查韧带结构的最佳方式，尽管检查设备和技术在不断进步，但韧带结构在影像学上显示较为困难[7]。直接在MRI影像区分后纵韧带尤其困难，一是正常韧带由于含水量少在MRI任何序列上均表现为低信号带，二是后纵韧带本身较薄,后纵韧带厚度约为0.9～1.2 mm。MRI检查中为增强观察韧带效果常采造影剂，通过与周围结构形成密度对比而显影。在MRI影像上后纵韧带为一纵直、细长、均匀的低信号条带，T2像较T1像信号略低。这表明在良好对比条件下，后纵韧带影像在MRI上可以分辨[8]。

后纵韧带的周围不同结构的毗邻关系为其MRI影像提供良好的对比，使其在MRI影像上通过密度差别显示其轮廓成为可能。后纵韧带前方与椎体疏松连接，其与椎体间有丰富的静脉丛及脂肪相隔[9]。椎体后壁皮质骨具有薄而不连续的解剖特点，同时，椎体后壁常因椎基静脉孔的存在而中断，椎基静脉孔内有丰富的静脉丛及脂肪[10]。在核磁共振的成像中，椎体后缘皮质骨由于不含水且较薄在MRI常显示不全或不能显示，而静脉丛及脂肪含水丰富在MRI常表现为高信号带，这与后纵韧带的低信号带形成对比。由于后纵韧带具有中间厚两侧薄而且不规则的解剖特点，与其解剖结构相对应的MRI图像中，通过椎体T2加权像的正中矢状位观察后纵韧带是最佳序列位置[11]。

目前关于后纵韧带MRI影像特点的研究较少。有学者提出衡量后方韧带复合体完整性的直接证据是代表韧带低信号带的连续性存在与否[12]。MR影像上信号连续性的消失，T1或T2加权序列显示低信号带的不连续或不可见，提示韧带断裂。我们根据文献[13]将后纵韧带损伤进行MRI的分级。后纵韧带Ⅰ级损伤为韧带完整，MRI显示韧带与硬膜囊间隙内脂肪影变薄或消失，韧带的纵直走形改变，呈现韧带弧度或迂曲改变。后纵韧带Ⅱ级损伤为韧带部分撕裂，韧带具有连续性，但走行方向发生改变，MRI显示韧带周围或韧带内部出现不规则的高信号影。后纵韧带Ⅲ级损伤为韧带完全断裂，韧带形态消失或韧带连续性中断，MRI可见后纵韧带形态消失，同时由被片状高信号影所替代。

本此研究总结分析了65例胸腰椎骨折患者术前后纵韧带的MRI影像特点，并与术中所见韧带情况进行统计分析，其中κ为0.812，结果显示术前的后纵韧带损伤分级与术中探查所见结果具有极好的一致性，具有统计学意义。本研究发现后纵韧带损伤Ⅱ级的诊断灵敏度较高，特异度一般。本研究MRI诊断Ⅱ级损伤34例，而手术探查后纵韧带部分撕裂23例,其中11例患者术前MRI诊断为Ⅱ级损伤但术中探查韧带完整。在MRI中后纵韧带部分撕裂的表现为后纵韧带纤维的完整性中断或连续性破坏，影像学显示韧带出现低信号带内局限性信号增高区域和/或损伤韧带周围轮廓出现不规则影或波浪状改变。对后纵韧带MRI分级Ⅱ级损伤，不同观察者间的一致性情况尚需系统研究。

复位、固定和减压是胸腰椎骨折手术治疗的三个主要原则，减压的目的是解除神经的压迫[14]。目前对于胸腰椎爆裂骨折间接减压的手术指征尚未统一，间接椎管减压术一直被认为主要依靠韧带，特别是后纵韧带的张力作用，使椎管内骨折块复位[15]。该手术原理是通过脊柱钉棒系统轴向撑开力的作用下伸展伤椎的后纵韧带，通过韧带产生的张力推压骨折块，同时在椎体上的纤维环及其周围的软组织牵引下完成骨折块的复位，其中后纵韧带完整性是间接减压的必备条件。所以，后纵韧带在间接减压中起重要作用，多项研究将后纵韧带完整作为间接减压的必备条件[16]。本研究结果表明，通过术前胸腰椎骨折的MRI分级分析后纵韧带的完整性，同时，术前后纵韧带的分级对于胸腰椎骨折的手术方式提供指导意义。

1DeWald RL．Burst fractures of the thoracic and lumbar spine. Clin Orthop Relat Res,1984,189:150-161．

2Harbrecht BG，Djurasovic M．Thoracolumbar spine trauma：diagnostic and therapeutic considerations for the general surgeon．Am Surg，2009，3：191-196．

3中华外科杂志编辑部，杨子明，郭昭庆，等.胸腰椎骨折诊断与治疗热点问题高峰论坛纪要.中华外科杂志,2006,8:505-508.

4柏树令主编.系统解剖学(七年制).北京：人民卫生出版社，2001.44.

5Yang H, Shi JH, Ebraheim M, et al. Outcome of thoracolumbar burst fractures treated with indirect reduction and fixation without fusion. Eur Spine J,2011,3:380-386.

6Goradia D, Linnau KF, Cohen WA, et al. Correlation of MR imaging findings with ntraoperative findings after cervical spine trauma. AJNR American journal of neuroradiology,2007,2:209-215.

7刘东华,方长海,钱银峰,等.颈椎病的MRI诊断与分型. 中国医学计算机成像杂志,2015,3:273-277.

8吕晓波,刘起旺,李仕臣,等.膝关节损伤MRI表现与关节镜检查对照研究. 实用医学影像杂志,2007,6:385-387.

9杜心如,赵玲秀,刘春生,等.T12～L5椎体软组织夹板的解剖学研究及其临床意义.解剖与临床，2008,2：75-77.

10王怀经(主译). 奈特人体解剖彩色图谱. 第3版. 北京：人民卫生出版社，2005.56.

11薛峰,陈霞,丁永生.腰椎间盘脱出症中后纵韧带破裂的MRI诊断.中国脊柱脊髓杂志，2007,10:744-747.

12Emery SE,Pathria MN,Wilber RG,et al.Magnetic resonance imaging of posttraumatic spinal ligament injury.Journal of spinal disorders,1989,4:229-33.

13孙兆云,李士光,陈伯华,等. 胸腰椎骨折后纵韧带损伤的MR影像特点.中国矫形外科杂志,2015,10:882-886.

14中国康复医学会脊柱脊髓损伤专业委员会. 《新鲜胸腰段脊柱脊髓损伤评估与治疗》的专家共识.中国脊柱脊髓杂志,2011,11:963-968.

15Jeong WJ, Kim JW, Seo DK, et al．Efficiency of ligamentotaxis using PLL for thoracic and lumbar burst fractures in the load-sharing classification.Orthopedics,2013,5:567-574.

16曹磊,刘记存,吝娜,等.急性颈椎创伤磁敏感加权成像及STIR扫描序列的应用价值.河北医科大学学报,2014,34:650-653.

Clinical application of MRI in the diagnosis of peripheral ligament injury after thoracolumbar fractures

YUBo.

DepartmentofImage,People’sHospitalofWeiCounty,Hebei,WeiCounty054700,China

ObjectiveTo investigate the magnetic resonance imaging (MRI) characteristics in posterior longitudinal ligament (PLL) injury after thoracolumbar fracture and its significance in clinical practice.MethodsThe MRI image data about 65 patients with thoracolumbar fractures before and after treatment in our hospital from January 2010 to October 2015 were retrospectively analyzed. The MRI grading for PLL injury was performed,moreover, the correlation between MRI grading for PLL injury and efficiency of indirect spinal canal decompression before and after surgery was analyzed. The concordance between MRI grading of PLL injury and intraoperative examination results was identified further by exploring the severity of PLL injury during operation.ResultsMRI examination could show the severity of PLL injury, which could be classified into 3 grades,grade Ⅰ:ligament contusion; grade Ⅱ:ligament partial tearing; grade Ⅲ:ligament complete tearing.The gading of PLL injury before operation was highly consistent with the results of intraoperative exploration,moreover, MRI gading of PLL injury was closely correlated to the efficiency of indirect spinal canal decompression.ConclusionMRI examination plays an important role in definite diagnosis of the severity of PLL injury,moreover, the MRI grading of PLL injury degree is helpful to evaluate the severity of thoracolumbar injury, besides, the integrity of posterior longitudinal ligament is quite important in evaluating the efficiency of indirect spinal canal decompression in thoracolumbar fractures.

MRI; posterior longitudinal ligament; injury

054700河北省威县人民医院影像科

R 445

A

1002-7386(2016)16-2428-04

2016-02-17)

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2016.16.008