儿童下腰后脊髓损伤的临床表现及MRI特点

刘根林，周红俊，李建军，卫波，王一吉，张缨，蒙倩茹，郑樱，郝春霞，康海琼，逯晓蕾，袁媛

1.首都医科大学康复医学院，北京市 100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院，北京市 100068；3.中国康复科学所，北京市 100068

前期研究显示[1-3]，1992 年至2002 年本院儿童下腰后脊髓损伤占儿童脊髓损伤总数的4.0% (2/50)，2003 年至2014 年占比上升为27.2% (63/232)，2015 年至2019这5年内下腰后脊髓损伤人数75例，超过之前10 年内的病例总数，占同期儿童脊髓损伤总人数的33.9% (75/221)，成为儿童脊髓损伤的主要致伤原因。近年来儿童下腰后脊髓损伤发病人数的增多趋势已经引起越来越多的关注，有关其受伤机制的研究较多，通常认为与脊髓在下腰动作过程中受到过度牵拉和/或脊髓缺血性损伤有关[2-5]。儿童下腰后脊髓损伤的诊断比较困难，容易误诊为急性脊髓炎[5-7]。本文侧重于介绍儿童下腰后脊髓损伤的临床表现和MRI特点，希望有助于儿童下腰后脊髓损伤的鉴别诊断和临床康复治疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料

对2002 年1 月1 日至2020 年8 月31 日北京博爱医院收治的120 例下腰后脊髓损伤儿童的住院病历和MRI检查结果进行回顾性分析。本研究经中国康复研究中心医学伦理委员会批准(No.2019-73-1;No.2019-003-1;No.2020-073-1)。

1.2 方法

因儿童查体困难，部分儿童脊髓损伤无法明确损伤的具体平面，损伤部位粗略分为颈、胸、腰脊髓损伤，损伤程度根据美国脊柱损伤协会残损分级(American Spinal Injury Association Impairment Scale,AIS)[8]分为AIS A级89例，B级13例，C级5例，D级13例。

观察MRI脊髓萎缩情况，采用以下指标。

a是脊髓损伤部位下1 个节段脊髓前后径测量值，b是脊髓损伤部位上1 个节段脊髓前后径测量值，c是脊髓损伤部位下1 个节段脊髓横径测量值，d是脊髓损伤部位上1个节段脊髓横径测量值。

脊髓横截面近似椭圆形，测量脊髓前后径和横径后，根据椭圆面积公式计算。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0 对相关数据进行统计学分析。因数据为非正态分布资料，以中位数表示，采用非参数Kolmogorov-SmirnovZ检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 人口学资料

120 例患儿中，女童119 例(有舞蹈下腰动作史)，男童1 例(有跆拳道下腰动作史)；年龄38～162 个月，中位数76(65,91)个月。

2.2 时间分布

每年7 月和9 月发病人数较多(32 例，26.7%)。见表1。周末发病人数较多(67例，55.8%)。见表2。

2.3 临床主要表现

突发下肢感觉运动障碍120 例，大小便障碍120例。常见首发症状：突发腰疼39 例，下肢无力30 例，腿疼13 例，腿麻10 例，胸腹痛5 例，髋部麻4 例，臀痛2 例，下肢酸痛2 例，双腿抽搐1 例，不详13 例。症状达顶峰(下肢不能站立)时间为下腰后5 min～2 d，中位数50(20,150)min。

2.4 辅助检查

2.4.1 脑脊液检查

7 例接受过腰穿脑脊液检查，其中无异常5 例，白细胞和红细胞计数轻度升高2例。

2.4.2 X线和CT检查

所有病例均接受过腰椎X 线和CT 检查，无骨折脱位或发育方面的异常发现。

2.4.3 MRI检查

有104 例病历详细记录下腰后脊髓损伤儿童伤后1 周内MRI 检查结果。脊髓信号异常涉及下颈段及其以下的所有脊髓节段，信号异常的节段数量2～15 个，中位数7(6,11)个。常见信号异常节段(脊髓水肿)T996例、T1096 例、T1190 例。脊髓水肿可累及整个脊髓，以T9～11常见；脊髓萎缩最高可累及T5水平，T9及以下常见。48 例AIS A 级病例出现不同水平的胸髓及以下萎缩，4 例AIS B 级和2 例AIS C 级病例出现脊髓腰膨大(T11～L1)萎缩。见图1。

脊髓异常信号绝大多数表现为长T2信号，部分有等T1或短T1，伴脊髓肿胀，胸腰段脊髓为主，可有腰髓(包含圆锥)软脊膜强化、髓内点状强化和马尾神经强化。分析伤后1 周内做过2 次及以上MRI 检查的40例发现，第二次和第一次检查结果都不相同，脊髓异常信号范围有扩大趋势，其中有5 例在伤后当天的MRI 检查无异常，在此后的1～3 d 内复查MRI 发现脊髓信号异常，最后临床随访均为胸脊髓完全性损伤。脊髓异常信号的演化与AIS分级有关。

2.4.3.1 AIS A级

89 例AIS A 级病例中入院后至少做过1 次MRI 检查的48 例。分析这48 例儿童75 次MRI 结果发现，伤后2～3 周脊髓异常信号达到最大范围(图2a～b)；随后该范围内的异常信号出现分化，近端的异常信号(通常为片状的长T2信号)逐渐减少，脊髓恢复正常信号；远端的异常信号转换为长T2为主的混杂信号，长期存在至伤后1～3 个月，所有AIS A 级病例开始出现损伤节段以下至圆锥的广泛脊髓萎缩(图1)。随着病程延长，脊髓萎缩有加重趋势(图2 c～f)，同时可出现损伤部位以上的脊髓萎缩(图2 g～i)。

进一步分析下腰后AIS A 级儿童不同病程的MRI特点，发现损伤部位以下的脊髓前后径萎缩程度明显大于脊髓横径萎缩程度(P＜0.01)。见图2d、图2f和表3。病程≥3 个月时，90%以上的AIS A 级病例脊髓横截面积萎缩超过50%。见表4。

AIS A级典型脊髓萎缩情况见图3。

表1 不同月份下腰后脊髓损伤儿童发病人数(n= 120)

表2 周内各天下腰后脊髓损伤儿童发病人数(n= 120)

图1 104例脊髓损伤儿童脊髓水肿和萎缩的椎体水平分布

2.4.3.2 AIS B级

分析13 例AIS B 级儿童的14 次MRI 结果发现，伤后7～10 d 脊髓异常信号开始缩小，伤后1 个月左右演变成局灶性异常信号，轴位MRI可见有部分正常脊髓信号(图4a、图4b)。早期脊髓萎缩不明显，随病程延长脊髓腰膨大出现萎缩(图5)。

2.4.3.3 AIS C级

分析5 例AIS C 级儿童的8 次MRI 结果，发现伤后1 个月左右损伤部位脊髓出现局灶性异常信号，比AIS B 级保留更多的正常脊髓信号(图4 c～d)。早期脊髓萎缩不明显(图4f)，随病程延长脊髓腰膨大出现萎缩(图4e～f)。

2.4.3.4 AIS D级

分析13 例AIS D 级儿童的16 次MRI 结果，发现损伤部位的脊髓无明显异常信号，早期脊髓萎缩不明显，随病程延长脊髓腰膨大出现轻度萎缩(图5)。

2.4.3.5 脊髓萎缩随病程变化特点

48 例AIS A 级病例损伤部位上1 个节段的脊髓横截面(中位数)，在伤后超过3 年时从31.0 mm2下降到24.1 mm2，萎缩22.4%；13 例AIS B 级病例脊髓腰膨大横截面(中位数)，在伤后2 年内从58.5 mm2下降到44.3 mm2，萎缩24.2%；5 例AIS C 级病例脊髓腰膨大横截面(中位数)，在伤后超过3 年时从57.1 mm2下降到31.0 mm2，萎缩44.7%(缺伤后超过1 年不足2 年的数据)；13 例AIS D 级病例脊髓腰膨大横截面(中位数)，在伤后3 年内从57.9 mm2下降到51.0 mm2，萎缩11.9%。见图5。

2.5 初次就医诊断与确定诊断

有107 例病历记录了初次就诊医院的诊断，其中诊断脊髓损伤79 例，急性脊髓炎17 例，脊髓水肿3例，脊髓病变3例，脊髓梗死1例，脊髓挫伤1例，脊髓动静脉瘘1例，肌肉拉伤1例，脊髓前动脉综合征1例。所有病例均确诊为无骨折脱位型脊髓损伤，其中胸段脊髓损伤112 例，腰段脊髓损伤8 例。在胸段脊髓损伤病例中，完全性损伤89 例，不完全性损伤23例。腰段脊髓损伤病例均为不完全性脊髓损伤。

2.6 手术探查结果

有6例接受手术探查，其中探查部位以T10为中心4 例，以T5、T6为中心1 例，因怀疑脊髓栓系而行脊髓终丝切断术1 例。6 例病例术后均无功能恢复，接受终丝切断术的病例，术后脊髓损伤感觉平面从L2上升至剑突水平。有2例详细记录探查结果。

探查病例1：5 岁女孩，诊断T6AIS A 级，伤后30 d 探查术中见T10、T11间盘水平张力高波动差，沿脊髓后正中切开1 cm，见米黄色豆渣样组织膨出，质地疏松。

探查病例2：7 岁女孩，诊断T10AIS A 级，伤后35 d探查术中见T9-10一段脊髓横贯性损伤约10 cm，呈青灰色，表面血管稀疏，上方脊髓血管正常，下方脊髓中央动脉迂曲。

2.7 预后观察

在89 例AIS A 级病例中，由AIS A 级转化为AIS B 级1例，为4岁11个月女孩，下腰后5 min出现下肢不能活动，次日MRI 提示T3～L1长T2信号，诊断为胸段AIS A 级；3 年后损伤水平由剑突下降至脐水平，10 年后下降至T11水平，14 年后下降至L1水平(肛门检查有深压觉，下肢运动无恢复)，诊断为L1AIS B 级。有5例感觉平面下降1～3个节段；有4例感觉平面上升1～4 个节段；其余79 例，随访6 个月～9 年，中位数1年(10 个月，4 年)，随访过程中，44 例神经功能无变化，35例缺少随访资料。

图2 下腰后AIS A儿童不同病程的MRI特点

在13 例AIS B 级病例中，由AIS B 级转化为AIS A 级1 例，为9 岁女孩，下腰后30 min 出现下肢不能活动，半个月后下肢感觉运动开始恢复，9 个月时检查感觉平面位于L3，双下肢屈髋肌力2 级，伸膝肌力1 级，肛门检查有深压觉，诊断为T12AIS B 级。2 年后复查下肢肌力0 级，肛门深压觉消失，诊断为T12AIS A 级。另外，由AIS B 级转化为AIS C 级3 例，由AIS B级转化为AIS D级7例。

在5 例AIS C 级病例中，由AIS C 级转化为AIS D级4 例。在13 例AIS D 级病例中，由AIS D 级转化为AIS E级1例。

表3 不同病程下腰后AIS A儿童的脊髓前后经与横径萎缩程度比较(%)

表4 不同病程下腰后AIS A儿童的脊髓横截面积萎缩比例(%)

图3 儿童AIS A典型病例的脊髓萎缩随病程变化特点

在31 例不完全性儿童脊髓损伤中，有25 例记录了由下肢不能活动恢复到能够独立站立，其恢复时间为1～90 d，中位数30(14,75)d。

2.8 并发症

出院后半年以上获得随访的脊髓损伤儿童共有54例，其中完全性脊髓损伤44 例，不完全性脊髓损伤10 例。在完全性脊髓损伤病例中，脊柱发育异常43例，其中脊柱侧弯42 例，脊柱前凸1 例；髋关节脱位或半脱位43 例；泌尿系感染21 例；肾积水13 例；骨质疏松5例；下肢病理性骨折4例；膝外翻4例；泌尿系结石2 例；压疮2 例。在不完全性脊髓损伤病例中，脊柱发育异常4例；髋关节半脱位5例。

3 讨论

人们对儿童下腰后脊髓损伤的认识有一个发展过程。在较早阶段，儿童下腰后突然出现下肢不能活动常常被诊断为急性脊髓炎(本组病例占15.9%)。儿童下腰后出现的症状与急性脊髓炎的症状确实非常相似[9]，但从流行病学的角度来看，如果具有某些相似突发症状的人群有同一种暴露因素(下腰动作)，应考虑该因素引起这些症状的可能性。

图4 不同病程儿童AIS B级和AIS C级病例的MRI特点

下腰动作与下腰后脊髓损伤的相关性，主要表现为两个方面。①时间相关性。下腰后脊髓损伤发病的临床主要症状是突发的腰部疼痛、下肢无力和排尿困难，常常伴有腹部、背部疼痛，下肢麻木等症状。这些症状都是在舞蹈下腰动作后即刻或短时间内(本组病例及类似病例[5]多数在50 min 内)发生，有明显的时间相关性。②部位相关性。6 岁左右儿童生长发育的特点是，身体中心(身高的一半)位于脐与腹股沟之间相当于脊柱T11椎体水平[10]，由于该年龄段儿童上身体质量略大于下身，因此，为维持身体在下腰动作过程中的平衡状态，下腰动作中脊柱椎体过伸展的中心部位位于靠近T11的T11以上部位，即T9、T10部位。本组下腰后脊髓损伤儿童的MRI检查特点显示，脊髓损伤信号异常最多见的部位是T9、T10、T11(图1)，说明下腰后儿童脊髓的损伤部位与下腰动作的最受力部位有部位相关性。程华等[6]、刘会等[11]也持此观点。

儿童下腰后脊髓损伤的MRI影像特点如下。①异常信号变化快。2019年刘明刚等[12]报告12例无骨折脱位型脊髓损伤患儿中，有4 例为下腰后脊髓损伤，其中1 例最初脊髓MRI 检查无异常，随后出现胸脊髓完全性损伤、脊髓萎缩。本组病例中有5 例出现类似情况。其原因可能是由于脊髓细胞的水肿、变性、坏死需要一个过程[12]，早期MRI检查可无异常(8 h 内)，在随后的复查中可出现异常信号。刘明刚等[12]建议进行弥散张量成像检查，可在早期(伤后24 h)发现脊髓白质的轴突损伤。②异常信号范围广。本组病例发现，脊髓异常信号可累及从下颈髓至圆锥和马尾神经(图1)。③萎缩发生早。在完全性损伤病例，伤后1 个月左右就开始出现脊髓萎缩，伤后3 个月时大多数AIS A级病例出现脊髓明显萎缩(表4)。④萎缩程度重。在完全性损伤病例，不但出现损伤部位以下的脊髓严重萎缩(可接近90%)(表4)，还可出现损伤部位以上的脊髓萎缩(图3、图5)，提示有远期脊髓功能下降的风险。不完全性损伤病例大部分会出现腰膨大萎缩(图4、图5)，提示步态异常和大小便控制难以完全恢复。⑤萎缩的脊髓扁平化。在本组病例，脊髓前后径的萎缩程度明显大于横径的萎缩程度(表3)，推测脊髓曾受到前后方向的挤压伤。上述MRI检查特点提示，早期MRI检查无异常，不能排除脊髓损伤，如下肢活动无恢复，建议在伤后1 周内复查；如3 个月内出现脊髓明显萎缩，预后不佳。

图5 儿童AIS A、B、C、D级病例的脊髓萎缩随病程变化特点

儿童脊髓炎早期的MRI检查也有多节段长T2信号异常的特点，但其部位与儿童下腰后脊髓损伤有所不同。本组病例的人口学资料和发病时间特点(表1、表2)也异于文献报告[13-15]的儿童脊髓炎病例。本研究试将两者的鉴别要点总结于表5。

鉴别儿童下腰后脊髓损伤和儿童脊髓炎的关键是有无下腰动作史。儿童脊髓炎的部分病例可有腰穿脑脊液检查异常，因本组病例行腰穿检查的人数少，故未做这方面的进一步分析。

儿童下腰后脊髓损伤目前缺乏有效的治疗方法。本组病例中有6 例尝试进行手术减压治疗，均无治疗效果，有1 例还出现感觉平面上升。由于手术减压对椎管解剖结构的破坏，可降低脊柱稳定性，增加脊柱后突风险，故不建议临床进行手术减压治疗。

初步随访结果显示，大多数下腰后脊髓损伤儿童预后差。脊髓炎儿童的预后是，1/3 病例无恢复，1/3病例部分恢复，1/3病例能够基本或完全恢复[13]。在本组病例，超过2/3的病例是完全性损伤，伤后不足3个月即出现明显脊髓萎缩(多数萎缩超过50%)，预示很难有功能恢复。在89 例AIS A 级病例中，仅有1 例由AIS A 级转化为B 级，随访到伤后14 年，下肢仍无运动功能恢复；另有5 例感觉平面下降1～3 个节段，但有4 例感觉平面上升1～4 个节段。在31 例AIS B、C、D 级病例中，多数有感觉运动功能的部分恢复。总的来说，下腰后脊髓损伤儿童的AIS A 级病例(占总数74.2%)预后不佳。

下腰后脊髓损伤儿童正处在身体发育阶段，除了脊髓损伤的常见并发症如泌尿系感染、肾积水、膀胱结石、骨质疏松之外，常出现骨骼系统发育异常。国外资料显示[13]，5 岁以下脊髓损伤儿童的髋关节发育异常可达100%，10 岁以下脊髓损伤儿童的髋关节发育异常达93%。本组病例获得随访的44例完全性脊髓损伤儿童病例中，脊柱发育异常43 例(97.7%)、髋关节脱位或半脱位43 例(97.7%)；在10 例不完全性脊髓损伤病例中，脊柱发育异常4 例(40.0%)；髋关节半脱位5 例(50.0%)。与国外报道一致。预防脊柱和髋关节发育异常的关键是儿童脊髓损伤后坚持戴腰围保护脊柱，日常生活站、坐和卧位注意保持髋关节外展[3]。

儿童下腰后脊髓损伤受伤机制已有多种说法。①由于儿童脊髓顺应性小于脊柱，当下腰动作致脊柱过度伸展时，脊髓像绳子一样被拽断[2]，这一说法可解释大多数下腰后脊髓损伤为完全性损伤。②下腰动作致脊柱过度伸展时，可引起脊髓的血管损伤，继发脊髓缺血坏死[5]，这一说法可解释本组多个AIS C 级病例MRI 检查发现鹰眼征表现(图3)。③下腰动作可损伤椎间盘及幼童的椎间盘内尚存的血管，导致黏液状的纤维软骨栓子进入脊髓中央动脉逆行扩散引起脊髓缺血[16]。但这3 种说法似乎不能解释本组病例存在的脊髓扁平萎缩现象(表4)。这一脊髓萎缩特点提示，下腰儿童损伤的脊髓曾经遭受过来自前后方向的挤压伤，结合8 岁以下儿童椎体关节突的关节面浅屈伸过程中易出现一过性脱位的发育特点[16-17]，推测受伤机制如下：下腰动作过程中，从颈胸段、胸椎到胸腰段的所有椎体和椎间盘依次受到下垂的头颈部重力产生的剪切力的冲击(图6)，随着腰部位置的降低，身体下垂的部位增多，下垂身体的体质量逐步增加，该冲击力可逐步增大，导致多个椎体间依次出现不同程度一过性脱位和复位，同时因脊柱过度伸展引起多个棘突间韧带突入椎管(图7)，造成脊髓多处前后受压而损伤(可伴有脊髓牵拉伤和脊髓血管损伤)，导致MRI 检查出现自下颈椎以下整个脊髓的广泛水肿信号。

表5 儿童下腰后脊髓损伤和儿童脊髓炎的鉴别要点

不同程度的椎体间一过性脱位，可解释不同的临床表现及脊髓的不同萎缩特点。儿童脊柱过度屈伸时出现一过性脱位，既有8 岁以下儿童的脊柱发育尚未成熟这一理论依据[17-18]，也有这方面的直接证据：Alexander 等[19]在1958 年提出X 线检查无骨折脱位的颈椎过伸损伤病例，在慢性期行手术探查可发现损伤部位的软脊膜增厚，并建议不必做椎管减压手术。Cheshire[20]在1977 年提出了如下推测：脊柱过度伸展后突发(立刻或数分钟内)下肢瘫痪可用脊髓受牵拉、截断(急性压迫)解释，延迟一段时间后发生下肢瘫痪可用脊髓缺血解释，脊柱过伸损伤的受伤机制可能与脊髓受牵拉、急性压迫和血管损伤等多种复杂因素有关。简而言之，探讨受伤机制的目的是为预防下腰后儿童脊髓损伤提供依据。虽然目前尚无儿童脊柱正常活动范围的标准数据，但儿童下腰动作显然超出儿童脊柱正常活动范围的生理限度，其危险性需要引起舞蹈培训学校教师和儿童家长的警惕。2020 年Tong 等[5]发现，88例儿童下腰后脊髓损伤病例中，大多数病例在出现腰疼和下肢无力后仍然继续进行训练，说明目前对儿童下腰后脊髓损伤风险的认识还非常不足[21]。

图6 儿童下腰动作过程示意图

图7 儿童下腰动作过程中脊髓受压示意图

综上所述，儿童下腰后脊髓损伤，对于儿童的健康造成非常大的危害，对个人、家庭和社会都将产生非常不利的后果。同时儿童下腰后脊髓损伤完全可以预防，希望全社会更加关注下腰后儿童脊髓损伤，提高预防和风险意识。