腰椎CT定量参数诊断LDH的价值及与退变程度的关系

李 培， 张智鹏

四川省骨科医院， 四川 成都 610000

腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation，LDH)为临床腰腿痛最常见病因之一，以L4～5和L5～S1最为常见，两者病变占总LDH的95%左右，好发于20～40岁青壮年，且随着生活方式及工作的多样化改变，LDH发病人群呈逐渐年轻化趋势，引起社会各阶层的广泛关注[1-3]。采取积极措施早期发现、诊断为临床改善LDH患者治疗效果及预后的关键，以往临床常根据患者身体特征、临床症状进行联合诊断，但上述检查方式受不同节段、病变部位与病变程度等因素影响，存在不足之处。随着医疗技术水平不断发展，腰椎CT等影像学检查逐渐得到推广应用，终板同椎间盘紧密相邻，为椎间盘生物力学直接传导部位，是LDH发生发展重要解剖结构，但现阶段临床对LDH患者终板矢状面形态特点及影像学数据探究尚不充分[4,5]。鉴于此，本研究首次探讨腰椎CT矢状面屈曲角、终板屈曲深度、双侧腰大肌横断面积差值诊断LDH的价值及与退变程度的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2018年1月至2020年5月我院收治130例LDH患者(观察组)的腰椎CT影像学资料，其中79例L4～5、51例L5～S1，主要临床症状为腰痛伴一侧下肢放射痛，病程7天至5年，并选取同期因其他原因行腰椎CT检查的130例患者作为对照组。纳入标准：观察组研究对象符合LDH相关诊断标准[6]；观察组结合影像学检查、体格检查，由至少2位骨科医师诊断为LDH；对照组既往无腰椎疾病史；本研究经我院医学伦理委员会批准，入组者均为自愿参加；具备完整影像学资料。排除标准：伴全身性感染者；合并严重风湿病、脊柱感染、强直性脊柱炎等；伴有脊柱畸形、脊柱结核、脊柱恶性肿瘤、椎体骨折及其他可能影响腰椎终板形态因素；伴有重度骨质疏松、肌营养不良；长期服用激素类药物；既往有脊柱手术史。

1.2 方法

资料收集：收集所有入组研究对象年龄、性别、体质量指数、职业体位状态分布、合并疾病等临床资料。

腰椎CT检查：先进行腰椎CT检查目的及意义讲解，以取得患者配合，并签署知情同意书；选用CETI-FAST型、岛津4500TF型及SIEMENS HQ CT机，患者取仰卧位，扫描范围由L1椎体上缘至S1上终板以下，于CT正中矢状面重建图像测量L4～5、L5～S1的终板形态，包括终板屈曲深度和矢状面屈曲角，测量方法：在CT正中矢状面重建图像上定义终板后缘为P、前缘为A，以1 mm间距作AP连线垂线，与终板间最长线段记为CD，定义CD长度为终板屈曲深度。定义AC和CP组成的夹角为矢状面屈曲角；利用鼠标划出双侧腰大肌兴趣区，测量腰大肌横断面积。所有患者均进行MRI检查，根据结果参照改良Pfirrmann分级系统[7]对椎间盘退变程度进行分级。

1.3 观察指标

(1) 比较两组腰椎CT参数(屈曲角、终板屈曲深度、双侧腰大肌横断面积差值)。

(2) LDH发病的Logistic回归方程分析。

(3) 腰椎CT参数对LDH的诊断价值。

(4) 腰椎CT参数与LDH退变程度的关系。

1.4 统计学分析

采用统计学软件SPSS 19.0处理数据，计数资料以例数描述，计量资料采取Bartlett方差齐性检验与Kolmogorov-Smirnov正态性检验，均确认具备方差齐性且近似服从正态布，以平均数±标准差描述，两组间比较采用独立样本t检验；采用Spearman进行相关性分析；预测效能分析采用受试者操作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲线，获取曲线下面积(area under the curve，AUC)、置信区间、敏感度、特异度及cut-off值，不同预测方案间曲线下面积比较采用DeLong检验，联合诊断实施Logistic二元回归拟合，返回预测概率logit(p)，将其作为独立检验变量。均采用双侧检验，α=0.05。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

两组年龄34～72岁，组间年龄、性别、体质量指数、合并疾病比较，差异无统计学意义(P>0.05)；组间职业体位状态分布(经常坐位、站立和坐位时间基本均等、经常弯腰)比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 两组腰椎CT参数比较

观察组L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲角、L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值均明显大于对照组，L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板的终板屈曲深度均明显小于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 两组腰椎CT参数比较

2.3 LDH发病的Logistic回归方程分析

以LDH发生与否为因变量(否为0，是为1)，纳入职业体位状态、屈曲角、终板屈曲深度、双侧腰大肌横断面积差值作为自变量进行Logistic回归方程分析，结果显示L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板的屈曲角及终板屈曲深度，以及L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值均与LDH发生有关(P<0.05)。见表3。

表3 LDH发病影响因素的Logistic回归方程分析

图1 屈曲角诊断LDH的ROC图2 终板屈曲深度诊断LDH的ROC图3 双侧腰大肌横断面积差值诊断LDH的ROC

2.4 腰椎CT参数诊断LDH的价值

采用ROC分析获取各参数的AUC、截断值及对应的敏感度和特异度发现，各屈曲角中，L4上终板屈曲角诊断LDH的AUC最大(0.845)，其次是L5上终板屈曲角、L4下终板屈曲角、S1上终板屈曲角、L5下终板屈曲角；各终板屈曲深度中，L5上终板屈曲深度诊断LDH的AUC最大(0.831)，再次是S1上终板屈曲深度、L5下终板屈曲深度、L4下终板屈曲深度、L4上终板屈曲深度；双侧腰大肌横断面积差值L4～5诊断LDH的AUC为0.827，双侧腰大肌横断面积差值L5～S1诊断LDH的AUC为0.853。见图1～3。

2.5 腰椎CT参数与LDH退变程度的关系

130例LDH患者中，改良Pfirrmann分级2、3、4、5、6、7、8级患者分别有13、24、35、25、17、11、5例。相关性分析发现，L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲角，L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值与LDH改良Pfirrmann分级呈正相关；L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板的终板屈曲深度与LDH改良Pfirrmann分级呈负相关(P<0.05)。见表4。

表4 腰椎CT参数与LDH退变程度的关系

3 讨论

查阅既往研究文献发现，多数研究中并未区分腰椎退变进程中的终板本身形态学特征、终板扁平化改变因素[8,9]。鉴于此，本研究选择L4～5和L5～S1两个椎间盘突出较常见节段患者作为观察组，排除椎间盘退变所造成终板平坦化改变，与对照组比较腰椎CT参数，结果发现观察组L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲角、L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值均大于对照组，L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板的终板屈曲深度均低于对照组，究其原因，LDH患者椎间盘退行性改变伴随纤维环、髓核和终板的结构改变，椎体终板作为椎间盘关键构成部分，对腰椎正常生理状态、病理改变进程具有显著影响，龚静山等[10]研究认为，终板退变后发生形态学变化，进而失去缓冲作用，可能参与或加重椎间盘退变过程。王成伟等[11]提出，腰大肌萎缩变细、疏松或双侧不对称，导致腰椎支持系统力量减弱或受力不均匀，日常劳动或轻微外伤即可导致腰椎间盘承受剪力增大而突出，故腰大肌横断面积可能是腰椎间盘突出的解剖因素之一。本研究结果证实，L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲角及终板屈曲深度、L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值均与LDH发生有关，表明上述腰椎CT参数可在一定程度上判断LDH的组织学改变。经ROC分析发现，屈曲角、终板屈曲深度、双侧腰大肌横断面积差值截断值敏感度均在70%以上，可为临床诊断LDH提供重要参考依据。

磁共振成像检查中椎间盘不同阶段Pfirrmann分级有所差别，这一分级体系可凸显出椎间盘相关情况，已被大量地运用于椎间盘退变程度评定[12,13]。本研究将改良Pfirrmann分级用于腰椎CT矢状面与腰椎间盘突出退变程度的关系探究中，结果显示，L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲角、L4～5和L5～S1双侧腰大肌横断面积差值与LDH改良Pfirrmann分级呈正相关，推测其原因，突出节段L4～5和L5～S1的椎间盘对神经根造成压迫，引起躯体腰腿酸痛，机体为缓解疼痛感，可产生姿势性侧凸，引起脊柱中生物力学发生改变，屈曲角、双侧腰大肌横断面积差值增大，纤维环应力增多、椎间盘压力上升，椎间盘退变越严重。生物力学研究发现[14]，腰椎运动节段应力分布受椎间盘退变程度影响，若椎间盘退变加重其相邻椎体周缘应力增加。本研究数据显示L4上终板和下终板、L5上终板和下终板、S1上终板屈曲深度与LDH改良Pfirrmann分级呈负相关，蔡凯文等[15]研究指出，终板屈曲深度对载荷传递具有一定影响，终板屈曲深度增大则相邻椎体应变减小。故作者认为终板屈曲深度增大对椎间盘退变具有一定保护作用。

综上可知，腰椎CT矢状面屈曲角、终板屈曲深度、双侧腰大肌横断面积差值在LDH诊断中具有重要价值，且与LDH退变程度显著相关，可为临床医师制订个体化治疗方案提供有效价值信息。