MR常规矢状位-轴位扫描与冠状位迭代分解水和脂肪的回声不对称与最小二乘法估计技术诊断椎间孔外型腰椎间盘突出症

耿军祖，刘旭林*，常 青，范昌政，宋筱蕾,2，赵红日

(1.滨州医学院烟台附属医院影像科，山东 烟台 264100；2.滨州医学院临床医学院医学影像学系，山东 烟台 264003)

椎间孔外型腰椎间盘突出症(extraforaminal lumbar disc herniation， ELDH)是一种发生于椎间孔外、特殊类型的椎间盘突出，占腰椎间盘突出症的2.6%～11.7%[1]。虽然ELDH的发生率不高，但其具有显著的临床特点一直受到脊柱外科医师的重视[2]。椎间孔外型椎间盘突出多为游离型或脱出型，常向头侧移位[3-5]，常规MR检查易漏诊，Osborn等[6]报道其漏误诊率为30%。术前未发现ELDH或术中仅处理椎管内病变是导致椎间盘再次手术的重要原因之一[7-8]。目前常规MR矢状位-轴位扫描是诊断ELDH的常用方法，虽然能显示多数ELDH，但对神经的受压情况显示较差，对脊柱外科手术治疗的指导作用有限。本研究采用MR冠状位迭代分解水和脂肪的回声不对称与最小二乘法估计(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation, IDEAL)技术与常规MR矢状位-轴位扫描对ELDH患者进行成像，比较2种方法对ELDH患者神经受压程度的显示能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年3月—2016年6月以腰腿痛为主诉、疑似ELDH的患者32例，其中男19例，女13例，年龄22～77岁，平均(58.1±11.5)岁，病程1周～2年。纳入标准：①手术确诊为ELDH；②术前1周内2种MR检查方法的资料完整。

1.2 仪器与方法 所有患者均接受MR矢状位-轴位及冠状位IDEAL成像。采用GE Discovery MR 750 3.0T超导型MR扫描仪，8通道相控阵颈胸腰线圈。患者取仰卧位、头先进，中心定于L3椎体。

1.2.1 MR矢状位-轴位扫描 矢状位：采用FSE T1W(TR 480 ms，TE 8.5 ms)，FRFSE T2W(TR 20 40 ms，TE 104.5 ms)、T2脂肪抑制序列，FOV 32 cm，层厚4 mm，间距5 mm，NEX 3次，矩阵320×224～384×224。从右侧椎间孔外方区域至左侧椎间孔外方区域，约17层。轴位：采用FRFSE T2W序列，TR 3 010 ms，TE 116.5 ms，FOV 32 cm，层厚3 mm，间距3.5 mm，NEX 3次，矩阵320×192，扫描5层。

1.2.2 冠状位IDEAL 采用各向同性的无间隔薄层扫描，TR 3 850 ms，TE 86.1 ms，层厚2 mm，层距2 mm，FOV 32 cm。从椎体前中1/3到硬脊膜囊后缘，13～17层，调整扫描方向和范围使其尽可能多地包括腰骶神经，NEX 3次，回波链12，带宽62.5 kHz，控制扫描时间约5 min。IDEAL后处理：将原始图像发送至GE AW 4.5工作站，分别对其水像、同相位、反相位、脂像进行后处理(包括MIP、MPR、VR)，选取多个感兴趣点为中心进行旋转，观察神经的受压情况。

1.3 图像分析 由3名高年资肌骨影像学专家在不知手术结果和临床资料的情况下，对图像进行独立评估，并达成一致。观察并记录2种技术对椎间盘突出、神经受累、神经成角、神经深压迹、神经变细或截断、神经粘连和毛糙、神经(神经根、神经节及脊神经)肿胀、神经周围脂肪减少或消失的显示情况。神经变细：神经的直径小于对侧正常的2/3。神经截断：神经走行至椎间盘时突然消失[9]。深压迹：深度宽度大于1/2的深度大、宽度小的压迹。神经成角：神经的近、远段夹角<130°。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。采用χ2检验对2种MRI技术的神经受压征象进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

32例ELDH患者均经手术证实，手术证实的神经受压情况与IDEAL吻合。2种MR技术显示ELDH征象比较见表1、图1～4。32例ELDH患者中发现中央型椎间盘突出3例(图2)、椎体滑脱4例(图3)、脊柱侧弯2例(图4)。

3 讨论

常规MR矢状位-轴位的ELDH征象主要有椎间盘轮廓局部偏移、神经周围脂肪减少或消失、神经增粗及移位[1,10-11]。矢状位MRI仅可显示椎间孔外方区域而不易显示单纯椎间孔外型椎间盘突出[1,10-11]。故常规矢状位-轴位MRI多能显示ELDH，但很难清晰显示神经的形态学变化。

表1 2种MR成像技术对ELDH患者各征象的显示情况比较(例)

图1患者男，74岁，L4-5左侧ELDH A.轴位T2WI示椎间盘向椎间孔外方局部突出，呈乳头状，周围脂肪减少； B、C.冠状位IDEAL同相位(B)和反相位(C)均示椎间盘向外侧突出； D.IDEAL水像示椎间盘向左侧椎间孔外上方突出，神经明显受压弧形变细(黑箭)、成角，并形成深压迹，神经节(箭头)及脊神经(白箭)肿胀； E.IDEAL脂像示椎间孔外方见低信号团块，脂肪减少

近年对ELDH神经形态学改变的研究较多。平行于椎间孔的斜状面MR扫描可清晰显示椎间孔外椎间盘压迫神经部分，但不能清晰显示脊柱畸形的椎间孔内、外的解剖结构[12]。Shen等[13]指出，使用Proset技术可清晰显示腰背根神经节的正常解剖和变异。Byun等[14]对神经水肿和神经节压迹进行研究，认为以腰骶神经造影为基础的3D MRI可对ELDH的诊断提供重要信息。

由于腰神经根在椎间盘后方穿出椎间孔时接近横向走行，在神经根管中由内上至外下斜行，故矢状位和轴位只能显示神经的局部，而冠状位可显示神经根从发出到出椎间孔的全长[15]。故对腰神经根的显示，冠状位优于常规矢状位-轴位。

本研究发现，对于ELDH，MR IDEAL冠状位扫描对神经的显示明显优于常规矢状位-轴位。除椎间盘突出、神经受累、神经周围脂肪减少外，在显示神经成角、神经深压迹、神经变细或截断、神经(神经根、神经节及脊神经)肿胀、神经粘连毛糙等方面MR IDEAL冠状位与常规矢状位-轴位成像差异均有统计学意义。

IDEAL是一种基于DIXON原理的水脂分离技术，其成像原理为：①采集3个非对称回波，回波间隔2/3π，中心回波位于1/2π+kπ(k为整数)，如-1/6π+kπ、1/2π+kπ、7/6π+kπ；②使用迭代最小方差去卷积算法优化图像质量，一次采样即可获得水像、脂像、同相位和反相位4组图像[16-17]；其中同相位类似于T2WI，反相位由于化学位移成像出现的勾边效应使神经边缘显示很清楚，水像比传统脂肪抑制像信噪比高、伪影少，脂像可敏感地显示脂肪减少。

冠状位IDEAL较常规矢状位-轴位能提供更多信息，提高诊断准确率，并可清晰、直观、全面地显示受累神经的确切位置(节前段、神经节段、节后段)、走行异常(受压成角)、粗细改变(变细、截断、肿胀)、深压迹、神经粘连毛糙等，易发现神经的解剖变异(联合和分叉的神经[12])及鉴别椎间孔静脉[4]、神经肿瘤[9，11]等。冠状位IDEAL可显示多个神经受压征象，且常同时出现。本研究冠状位IDEAL显示率较高的ELDH征象有：深压迹、受压成角、变细或截断。此外，IDEAL不受脊柱畸形、脊柱滑脱的影响(图4)，可有效地指导临床治疗尤其是手术治疗方案的选择。

图2 患者男，60岁，L5-S1左侧ELDH 冠状位IDEAL水像示椎间盘向外上方局部突出(黑箭)，神经受压成角、截断，形成深压迹，神经节(箭头)及脊神经(白箭)明显肿胀 图3 患者女，57岁，腰椎滑脱并L5-S1左侧ELDH IDEAL水像显示椎间盘突出至椎间孔外方，节后段神经受压粘连、毛糙、不均匀性变细 图4 患者女，60岁，腰椎侧弯并L4-5右侧ELDH IDEAL水像显示椎间盘向外侧突出，神经受压成角

本研究的局限性：①ELDH是一种特殊类型椎间盘突出，明显少于常见的中央型和旁中央型突出，故本组患者数量少；②对于严重的腰腿痛患者，IDEAL扫描时间较长，必要时可用镇疼药物或修改扫描参数来缩短扫描时间，还需深入探讨。

总之，常规MR矢状位-轴位和冠状位IDEAL均能诊断ELDH，但对神经受压程度的显示能力不同，冠状位IDEAL明显优于常规矢状位-轴位，可提供更多信息，清晰、直观、全面地显示神经的受压情况，特别对于合并脊柱畸形、脊柱滑脱患者，可有效指导临床治疗尤其是手术治疗方案的选择，是一种有效的影像学检查方法。

[1] Moon KP, Suh KT, Lee JS, et al. Reliability of MRI findings for symptomatic extraforaminal disc herniation in lumbar spine. Asian Spine J, 2009,3(1):16-20.

[2] 李放， 张志成，赵广民，等.极外侧腰椎间盘突出症的临床分型及手术方式选择.中华外科杂志,2009，47(20)：1553-1556.

[3] 陈仲强,党耕町.椎间孔与椎间孔外腰椎间盘突出的分型及治疗.中华外科杂志，1997，35(4)：226-228.

[4] Grenier N, Grselle JF, Douws C, et al.MR imaging of foraminal and extraforaminal lumbar disc herniations. J Comput Assist Tomogr, 1990,14(2):243-249.

[5] Kim KS, Chin DK, Park JY. Herniated nucleus pulposus in isthmic spondylolisthesis: Higher incidence of foraminal and extraforaminal types. Acta Neurochir (Wien)， 2009,151(11):1445-1450.

[6] Osborn AG, Hood RS, Sherry RG, et al. CT/MR spectrum of far lateral and anterior lumbosacral disk herniations. AJNR Am J Neuroradiol, 1990,9(4):775-778.

[7] 刘淼，张长明，董硕文.腰椎间盘突出症再手术原因分析.中华外科杂志，1988，26(3)：153.

[8] 刘兴炎，付晨，甄平，等.椎间盘突出症再次手术的原因分析.中国骨伤，2003，16(1)：3-5.

[9] Montinaro A. The microsurgical approach to extraforaminal lumbar disc herniations. An analysis of 15 cases. J Neurosurg Sci, 2004，48(1):23-28.

[10] Lee IS, Kim HJ, Lee JS, et al. Extraforaminal with or without foraminal disk herniation: Reliable MRI findings. AJR Am J Roentgenol, 2009,192(5):1392-1396.

[11] 唐剑华，刘旭林，张国伟，等.MR冠状面迭代分解水和脂肪的回声不对称与最小二乘法估计技术水像对极外侧型腰椎问盘突出症的诊断价值.中华放射学杂志，2014，48(7)：572-576.

[12] Heo DH, Lee MS, Sheen SH, et al. Simple oblique lumbar magnetic resonance imaging technique and its diagnostic value for extraforaminal disc herniation. Spine (Phila Pa 1976), 2009,34(22):2419-2423.

[13] Shen J, Wang HY, Chen JY, et al. Morphologic analysis of normal human lumbar dorsal root ganglion by 3D MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol, 2006,27(10):2098-2103.

[14] Byun WM, Jang HW, Kim SW. Three-dimensional magnetic resonance rendering imaging of lumbosacral radiculography in the diagnosis of symptomatic extraforaminal disc herniation with or without foraminal extension. Spine (Phila Pa 1976), 2012,37(10):840-844.

[15] 赵定麟，侯铁胜，陈德玉，等.现代脊柱外科学.北京：世界图书出版公司,2006：703-704.

[16] Reeder SB, Pineda AR, Wen Z, et al. Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation (IDEAL): Application with fast spin-echo imaging. Magn Reson Med, 2005,54(3):636-644.

[17] Reeder SB, Wen Z, Yu H, et al. Multicoil Dixon chemical species separation with an iterative least-squares estimation method. Magn Reson Med, 2004,51(1):35-45.