脊髓型颈椎病患者临床表现与MRI 及DTI 量化值的相关性研究

贺亚男 石向明 赵乐 李泽旭 梁建利 王成健

脊髓型颈椎病（cervical spondylotic mylopathy，CSM）是颈椎病中较为严重的一种类型，为颈椎间盘或椎间关节退变对脊髓部分节段造成压迫，进而导致脊髓功能损伤的一种疾病［1］。CSM 患者临床表现为肢体感觉、运动功能异常，严重者甚至截瘫，该疾病病情呈进行性加重特点，随着病情发展，后期可发展为不可逆损伤，因此早期诊断、准确评估损伤程度对于指导临床治疗、改善预后具有重要意义［2］。目前CSM 的诊断主要依赖临床评估及影像学检查，其中磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）是其诊疗中应用广泛的影像学手段［3］。MRI 常规序列扫描可根据形态及信号特征做出定性评估和诊断，但也存在局限，无法识别病灶的微观结构改变和功能状态，可能会低估或高估脊髓损伤程度［4］。弥散张量成像（diffusion ten⁃sor imaging，DTI）是一种功能MRI 技术，可提供丰富、细微的微观信息，通过多参数值定量评估脊髓损伤情况，反映脊髓功能变化。本研究旨在探讨MRI 常规序列及DTI 量化值与CSM 患者临床表现的关系，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取2020 年1 月至2022 年12 月期间河北中石油中心医院65 例CSM 患者作为研究对象。纳入标准：①符合CSM 诊断标准［5］；②有脊髓损伤的症状体征；③影像学检查可见颈椎退行性改变、颈脊髓压迫征象；④对本研究知情同意且自愿配合相关检查。排除标准：①有MRI 检查禁忌症者；②合并外伤性脊髓损伤者；③合并中枢神经系统疾病者；④颈椎脱位、骨折者；⑤存在颈椎肿瘤、颈椎间盘突出、末梢神经炎、臂丛神经损伤者。⑥存在颈椎肿瘤、颈椎间盘突出、末梢神经炎、臂丛神经损伤者。65 例患者中，男38 例，女27 例；年龄22～64 岁，平均（34.50±9.75）岁；病程1～87 个月，平均（29.27±8.75）月。本研究经医院伦理委员会批准。（伦理批号KYLL⁃2022⁃03）

1.2 日本骨科学会（Japanese orthopaedic associa⁃tion，JOA）评分［6］

评分内容包括上肢运动功能、下肢运动功能、感觉功能、膀胱功能四个维度，总分为17 分。评分为17 分表示无脊髓损伤，13～16 分表示轻度脊髓损伤；9～12 分表示中度脊髓损伤，＜9 分表示重度脊髓损伤。根据JOA 评分结果将CSM 患者分为轻度组（n=28）、中度组（n=24）、重度组（n=13）。

1.3 检查方法

1.3.1 仪器和设备

采用德国Siemens Magnetom Verio 3.0T 超导核磁共振扫描仪，体部线圈作为发射线圈，颈部线圈作为接受线圈。

1.3.2 扫描方法

先行MRI 常规序列扫描，包括横轴位T2WI 及矢状位T1WI、T2WI，扫描参数：横轴位T2WI：TR 3 000 ms，TE 90 ms，层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野180 mm×180 mm，矩阵320×240，带宽284 kHz；矢状位T1WI：TR 550 ms，TE 9 ms，层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野240 mm×240 mm，矩阵320×240；矢状位T2WI：TR 3 800 ms，TE 108 ms，层厚3 mm，层间距0.3 mm，视野240×240，矩阵384×288。再行DTI 扫描，采用自动匀场及脂肪抑制技术，单次激发自选回波平面回波成像序列进行横轴位成像。b 值分别取0、1 000 s/m2，扩散敏感梯度分别选取10 个方向，TR 5 000 ms，TE 95 ms，层厚3 mm，层间距0，视野240 mm×240 mm，矩阵128×128，采集时间3 min 57 s，扫描层数35 层，共获得385 幅图像。

1.3.3 图像后处理

扫描获取的图像传送至Syngo acquisition 工作站，采用neuro 3D 软件进行图像后处理。选取常规扫描矢状位T2WI 异常高信号对应的脊髓节段作为感兴趣区（regions of interest，ROI），若T2WI信号正常，则ROI 取颈椎受压最严重处。测定表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）、各向异性分数（fractional anisotropy，FA）］，以及与颈髓长径、前后径、左右径平行的本征值（λ1 值、λ2 值、λ3 值）。

1.4 观察指标

比较轻度组、中度组、重度组病变节段最狭窄层面脊髓MRI 表现，及DTC 参数（ADC、FA）、本征值（λ1 值、λ2 值、λ3 值），采用Pearson 相关性分析ADC 值、FA 值及本征值与JOA 评分的相关性。

1.5 统计学处理

采用SPSS 22.0 进行数据分析，计量数据符合正态分布以（）描述，两组间用t检验，多组间比较采用单因素方差分析；计数资料采用n（%）表示，组间比较采用χ2检验。相关性分析采用Pearson 相关系数分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组一般临床资料比较比较

三组性别、年龄、病程差异均无统计学意义（P＞0.05），三组JOA 评分比较，重度组＜中度组＜轻度组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 三组一般临床资料比较［n（%），（）］Table 1 Comparison of general clinical data among the three groups of patients［n（%），（）］

表1 三组一般临床资料比较［n（%），（）］Table 1 Comparison of general clinical data among the three groups of patients［n（%），（）］

注：与轻度组比较，aP＜0.05；与中度组比较，bP＜0.05。

2.2 三组病变节段MRI 表现比较

重度组患者MRI T2WI 高信号占比高于中度组和轻度组，差异有统计学意义（P＜0.05），中度组与轻度组MRI 信号表现分布比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 三组病变节段MRI 表现比较［n（%）］Table 2 Comparison of MRI manifestations of lesion segment among the three groups of patients［n（%）］

2.3 三组病变节段DTI 参数比较

三组病变节段ADC 值比较，重度组＞中度组＞轻度组，FA 值比较，重度组＜中度组＜轻度组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 三组病变节段DTI 参数比较（）Table 3 Comparison of DTI parameters of lesion segment among the three groups of patients（）

表3 三组病变节段DTI 参数比较（）Table 3 Comparison of DTI parameters of lesion segment among the three groups of patients（）

注：与轻度组比较，aP＜0.05；与中度组比较，bP＜0.05。

2.4 三组病变节段本征值比较

三组病变节段λ1 值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），λ2 值与λ3 值比较，均重度组＞中度组＞轻度组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4 三组病变节段本征值比较（）Table 4 Comparison of lesion segment eigenvalues among the three groups of patients（）

表4 三组病变节段本征值比较（）Table 4 Comparison of lesion segment eigenvalues among the three groups of patients（）

注：与轻度组比较，aP＜0.05；与中度组比较，bP＜0.05。

2.5 ADC 值、FA 值及本征值与JOA 评分的相关性分析

Pearson 相关性分析显示，ADC 值与JOA 评分呈负相关（r=-0.621，P＜0.05），FA 值与JOA 评分呈正相关（r=0.608，P＜0.05）。

2.6 影像学图片

CSM 患者颈5～6 椎间盘区域的影像学改变，图1A 为矢状位FS⁃T2WI 提示颈5～6 椎间盘突出，脊髓受压，图1B 为矢状位T1WI 提示颈5～6 水平脊髓及双侧神经根受压，图1D 为DTI 提示颈5～6水平脊髓受压。见图1。

图1 CSM 患者的MRI 影像学图片Figure 1 MRI images of CSM patients

3 讨论

CSM 是颈椎病中较为严重的一种类型，为脊髓节段性受压所致，可引起肢体麻木、疼痛、活动功能障碍等，病情呈慢性进行性加重，若未及时予以有效干预，发展至晚期甚至可能引发瘫痪，严重影响生活质量，因此早期诊断、判断病情对于改善预后具有重要意义［7］。

临床常采用常规MRI 扫描进行CMS 诊断和评估，患者颈髓病变节段T2WI 可见高信号改变，且T2WI 高信号强度与患者预后的关系已在既往研究中得到证实［8］。MRI 矢状位可反映脊髓受压情况，明确脊髓压迫原因，轴位可显示椎管内脊髓的压迫情况［9］。本研究显示，重度组患者MRI T2WI 高信号占比高于中度组和轻度组，轻度组与中度组MRI 信号表现分布差异无统计学意义，提示常规MRI 检查并不能准确评估脊髓损伤程度，原因是其对脊髓结构的早期微观改变并不敏感，无法准确反映脊髓的微观功能改变。既往报道显示，常规MRI 常低估脊髓损伤程度，且常出现与临床表现不符的情况［10］。

DTI 是一种功能MRI 技术，可从不同方向弥散敏感梯度量化组织内水分子的扩散情况，进而反映脊髓内部纤维联系及病理生理结构改变等微观信息［11］。在脊髓白质中，神经周围有髓鞘包裹，因此水分子在平行于纤维走行方向的扩散大于垂直于纤维走行方向，因此水分子的扩散表现出了很强各向异性［12］。ADC、FA 为临床常用的两个DTI 量化参数，其中ADC 值反映组织内部水分子的扩散强度，ADC 值越大也即是水分子扩散程度越强，提示纤维髓鞘或细胞膜损伤越严重［13］。FA反映水分子的扩散的各项异性，该参数值反映纤维致密性、髓鞘完整性。本研究结果显示，轻度组、中度组、重度组患者病变节段ADC 值及λ2 值、λ3 值依次升高，FA 值依次降低，组间差异均有统计学意义，提示DTI 量化指标ADC 值、FA 值及λ2 值、λ3值在CSM 不同临床表现严重程度患者中存在显著差异。三组之间的λ1 值差异无统计学意义，表明不同严重程度的CSM 患者在纵向水分子扩散率上没有明显差异。λ2 与λ3 值在三组间表现出有统计学意义的差异，提示随着病情严重程度增加，水分子的径向和横向扩散率也相应增加。进一步的Pearson 相关性分析显示，ADC 值与JOA 评分呈负相关，FA 值与JOA 评分呈正相关，证实了DTI 定量参数与CSM 患者临床症状严重程度的相关性。根据既往报道，ADC 及FA 值可反映脊髓受损程度及损伤修复过程中的再髓鞘化情况，随着患者病情加重，脊髓受压部位发生脱髓鞘、神经纤维撕裂、脊髓组织囊变，故FA 值降低；随着脊髓受压持续、慢性加重，脊髓持续低灌注，导致细胞膜通透性持续增加，纤维数目减少，髓内形成越来越多小噬细胞溶酶，细胞坏死、溶解，水分子外流导致水肿，故ADC值升高［14］。由此可见，DTI 量化参数ADC 值、FA 值可敏感反映CSM 患者脊髓损伤程度。

综上所述，MRI 常规扫描及DTI 量化值可反映CSM 患者脊髓病变节段损伤程度，其中DTI 量化值ADC、FA 值与患者的临床表现严重程度呈线性相关，对CSM 的早期诊断及病情评估具有重要的指导意义。