蔣維利,申才良,董福龍,章仁杰,汪軍,程晉城
(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱病區(qū)、影像科,安徽 合肥 230032)
頸椎核磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)用來描述脊髓型頸椎病最有價值的檢查工具,它不僅可以量化脊髓受壓的程度,而且可以觀察髓內(nèi)信號的變化情況。頸椎MRI髓內(nèi)信號強度不同類型的改變反映著不同脊髓病理變化,脊髓輕微可逆的變化如膠質(zhì)增生和髓鞘脫失,不可逆轉(zhuǎn)的變化包括脊髓軟化或空洞、壞死等。許多作者已經(jīng)報道了髓T2WI高信號在脊髓型頸椎病患者中的變化情況[1、2、3、4]。然而,伴有髓內(nèi)T2WI高信號的改變及受累部位對于患者的臨床預(yù)后的意義一直存在許多爭議,尤其是在T2WI脊髓的信號強度的變化。對于單純伴有髓內(nèi)T2WI高信號強度變化及不同節(jié)段范圍,是否伴有髓內(nèi)T1WI信號改變和臨床預(yù)后之間是否具有相關(guān)性的研究報道較少[5、6、7]。本研究旨在探討脊髓型頸椎病術(shù)前及術(shù)后髓內(nèi)T2WI高信號強度的變化、T2WI節(jié)段范圍的改變及T2WI高信號是否伴有T1WI信號的變化等不同類型的信號改變與臨床預(yù)后相關(guān)關(guān)系。
1.1 一般資料收集我院脊柱外科2010-06-2013-05住院行手術(shù)治療的268例脊髓型頸椎病患者。所有患者于術(shù)前兩周內(nèi)進行常規(guī)頸椎MRI檢查,其中51例具有T2WI高信號,男32例,女19例;年齡35~69歲,平均52.04歲;病程1~96個月,平均15.90個月。51例患者平均隨訪34.7月(范圍18~54月)。
臨床表現(xiàn)主要為慢性頸肩痛及僵硬感,兩手活動不靈活、四肢肌力減退,四肢感覺異常,行走時有踩棉花感,肌張力增高及肢體肌肉萎縮等典型CSM癥狀和體征。影像學(xué)檢查提示受累椎間盤突出、椎間隙狹窄、椎體后緣骨質(zhì)增生及骨贅形成或椎體不穩(wěn)等。包括頸椎間盤突出37例,后縱韌帶骨化16例,黃韌帶肥厚9例。
排除頸椎手術(shù)外傷史;頸椎感染性疾病;其他類型頸椎?。ㄉ窠?jīng)根型、椎動脈型等);椎管內(nèi)腫瘤占位性病變;術(shù)后脊髓仍受壓迫的患者等?;颊呤中g(shù)方案包括前路減壓內(nèi)固定術(shù)、后路椎板成形及全椎板切除術(shù)、前后聯(lián)合入路減壓術(shù),手術(shù)均由主任醫(yī)師完成,所有患者均達到充分擴充椎管容積目的,手術(shù)后一周常規(guī)行頸椎MRI及X線片檢查,所有患者術(shù)后1周行頸椎MRI及X線片檢查提示減壓后的脊髓于T1WI及T2WI上均可自由漂浮在腦脊液中為脊髓減壓充分,否則為減壓不充分不納入研究。術(shù)后患者接受輔助性營養(yǎng)神經(jīng)藥物治療及佩戴頸托3個月,所有患者術(shù)后第1個月,3個月,6個月,1年各隨訪一次,以后每年隨訪一次,每次隨訪時均行頸椎MRI檢查,并由術(shù)前同一型MRI機器完成,操作程序與術(shù)前完全相同。
1.2 影像學(xué)檢查所有患者術(shù)前及術(shù)后頸椎MRI檢查采用GE1.5 T超導(dǎo)MRI掃描儀。檢查方法:取仰臥位,頸椎掃描使用表面線圈進行頸椎MRI檢查。掃描參數(shù):T1加權(quán)像采用自旋回波序列,T2加權(quán)像采用快速自旋回波序列。層厚3 mm,間隔1 mm,采集矩陣320×192。序列參數(shù):T1加權(quán)像TR2070 ms,TE23.2 ms;T2加權(quán)像TR3300 ms,TE112 ms。獲取最后一次隨訪時的磁共振圖像用于臨床觀察研究,所有最后一次隨訪時間超過1.5年。
1.3 信號變化的分類將收集的頸椎MRI圖像貯存在計算機系統(tǒng)里,分析術(shù)前及術(shù)后(最后一次隨訪時)頸椎MRI信號的變化。將頸椎MRI信號變化進行三種方式分類,應(yīng)用Yukawa法對T2WI脊髓信號強度進行評分:0分:正常;1分:模糊信號;2分:高亮信號(圖1)[8],與腦脊液信號強度近似的被評定為2分。高信號范圍:單節(jié)段高信號(高信號只出現(xiàn)在一個椎間隙);多節(jié)段高信號(超過一個椎間隙節(jié)段)(圖2)。T2WI高信號是否伴有T1WI低信號:T1WI等信號/T2WI等信號;T1WI等信號/T2WI高信號;T1WI低信號/T2WI高信號(圖3)。磁共振圖像的處理由2位??漆t(yī)師共同完成評估。
1.4 觀察相關(guān)臨床指標記錄不同類型T2WI高信號患者術(shù)前及術(shù)后T2WI信號的變化情況,比較各類型組患者的年齡、病程、脊髓受壓最重節(jié)段的脊髓壓迫率、隨訪時間(t)、術(shù)前及術(shù)后改良JOA評分及術(shù)后改善率(RR)。術(shù)前及術(shù)后病變節(jié)段脊髓的壓迫率的測定:T1WI橫斷面上受壓最重節(jié)段脊髓矢狀徑D1和橫徑D0的比值,即D1/D0x100%(圖4)[9]。術(shù)后改善率(Recovery Rate,RR)=[術(shù)后JOA評分-術(shù)前JOA評分]/[17-術(shù)前JOA評分]×100%。
圖1 a圖中脊髓信號為0分,b圖中脊髓信號為1分,c圖中脊髓信號為2分
圖2 a圖頸椎矢狀位MRIT2WI提示C4-5椎間隙后方的單個節(jié)段高信號,b圖C3-4、C4-5兩個椎間隙的多節(jié)段高信號
圖3 a1示T1WI等信號/a2示T2WI等信號;b1示T1WI示等信號/b2示T2WI高信號;c1示T1WI低信號/c2示T2WI高信號
圖4脊髓壓迫率為D1/D0x100%
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法所有數(shù)據(jù)均用SPSS 16.0軟件處理,術(shù)前術(shù)后數(shù)據(jù)以±s表示,單因素兩樣本比較采用t檢驗,圖像觀察人員相似度采用x2檢驗,運用線性回歸模型建立不同類型信號的變化與臨床預(yù)后的方程,確定何種類型信號的變化可以預(yù)測臨床預(yù)后。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
51例具有MRI T2WI高信號患者,男32例,女19例;年齡35~69歲,平均52.04歲;病程1~96個月,平均15.90個月;51例患者平均隨訪34.7月(范圍18~54月)。取所有隨訪患者術(shù)前及最后一次隨訪時復(fù)查的頸椎MRI圖片及相應(yīng)的臨床資料進行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析。
2.1 手術(shù)前的情況51例患者術(shù)前頸椎MRIT2WI提示脊髓高信號強度分類:0分=無,1分=23例,2分=28例;范圍分類:術(shù)前單節(jié)段32例,多節(jié)段19例;術(shù)前T1WI等信號/T2WI等信號0例,T1WI等信號/T2WI高信號44例,T1WI低信號/T2WI高信號7例;術(shù)前所有患者平均脊髓壓迫率為33.25±9.00%;改良JOA評分平均為10.87±2.01分。
2.2 手術(shù)后的情況51例患者平均隨訪34.7月(范圍1.5~4.5年)。最后一次隨訪時頸椎MRIT2WI提示脊髓高信號強度評分為術(shù)后0分=5例,1分31例,2分15例;術(shù)后單節(jié)段34例,多節(jié)段12例;術(shù)后T1WI等信號/T2WI等信號5例,T1WI等信號/T2WI高信號35例,T1WI低信號/T2WI高信號11例。三種類型信號的變化術(shù)前術(shù)后的情況見表1。術(shù)后所有患者平均脊髓壓迫率為80.95±6.15%;術(shù)后改良JOA評分平均為14.29±1.40分;神經(jīng)功能改善率平均為57.23±13.47%。
2.3 療效評價
2.3.1 根據(jù)信號強度的分值變化情況對評分為1分及2分的患者進行年齡、病程、術(shù)前術(shù)后脊髓壓迫率、隨訪時間(t)、術(shù)前術(shù)后JOA評分及臨床改善率統(tǒng)計學(xué)比較。(表2)。T2WI高信號1分組與2分組術(shù)后臨床改善率比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.056),說明T2WI高信號強度的變化不能作為預(yù)測臨床預(yù)后的指標。圖5示T2WI高信號強度的變化與臨床改善率的相關(guān)關(guān)系。
2.3.2 根據(jù)T2WI高信號發(fā)生的節(jié)段對單價段組及多節(jié)段組進行年齡、病程、術(shù)前術(shù)后脊髓壓迫率、隨訪時間(t)、術(shù)前術(shù)后JOA評分及臨床改善率統(tǒng)計學(xué)比較。(表3)。單節(jié)段高信號組與多節(jié)段高信號組臨床改善率比較具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),進一步行線性回歸分析,T2WI高信號的節(jié)段情況作為自變量與臨床改善率作為因變量之間具有線性回歸關(guān)系(P<0.001),說明多節(jié)段T2WI高信號的變化是臨床預(yù)后差的表現(xiàn)。圖6示T2WI高信號節(jié)段情況與臨床改善率的相關(guān)關(guān)系。
表1術(shù)前及術(shù)后MRI T2WI高信號不同類型變化的例數(shù)及比率
表2髓內(nèi)T2W I高信號評分為1分及2分的臨床指標的比較(±s)
表2髓內(nèi)T2W I高信號評分為1分及2分的臨床指標的比較(±s)
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表3髓內(nèi)T2W I高信號單節(jié)段及多節(jié)段的臨床指標的比較(±s)
表3髓內(nèi)T2W I高信號單節(jié)段及多節(jié)段的臨床指標的比較(±s)
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表4術(shù)后不同類型髓內(nèi)T1WI信號的病例的臨床指標的比較(±s)
表4術(shù)后不同類型髓內(nèi)T1WI信號的病例的臨床指標的比較(±s)
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圖5柱狀誤差圖表顯示臨床改善率與T2WI高信號強度評分患者的相關(guān)關(guān)系
圖6柱狀誤差圖表顯示臨床改善率與不同階段T2WI高信號患者的相關(guān)關(guān)系
圖7柱狀誤差圖表顯示臨床改善率與伴有T1WI低信號及無T1WI低信號患者的相關(guān)關(guān)系
2.3.3 根據(jù)T2WI高信號是否伴有T1WI低信號對T1WI等信號/T2WI高信號及T1WI低信號/T2WI高信號進行年齡、病程、術(shù)前術(shù)后脊髓壓迫率、隨訪時間(t)、術(shù)前術(shù)后JOA評分及臨床改善率統(tǒng)計學(xué)比較,(表4)。伴有髓內(nèi)T1WI低信號組與伴有髓內(nèi)T1WI等信號組臨床改善率比較具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),進一步行線性回歸分析,T1WI低信號/T2WI高信號作為自變量與臨床改善率作為因變量之間具有線性回顧關(guān)系(P<0.001),說明T2WI高信號伴T1WI低信號的變化提示臨床預(yù)后較差。圖7示伴有T1WI信號/T2WI高信號的變化與臨床改善率的相關(guān)關(guān)系。
MRI是診斷脊髓型頸椎病最具有價值的方法之一,即能清晰的顯示脊髓受壓程度,還能有效地顯示脊髓的細微病理變化。如脊髓信號強度的變化可以反映脊髓內(nèi)一系列病理變化,包括水腫、缺血、炎癥、脫髓鞘化、膠質(zhì)樣變、空洞形成等[10、11]。脊髓型頸椎病臨床預(yù)后的影響因素比較多,如手術(shù)時患者的年齡、病程,術(shù)前病情的嚴重程度,脊髓本身損傷后的恢復(fù)能力,最大壓迫處脊髓壓迫率及在MRIT2加權(quán)像中脊髓高信號的變化等。Takahashi等[1、3]首先提出了臨床預(yù)后與高信號之間相關(guān)關(guān)系,認為高信號和臨床病情、脊髓受壓迫程度成正比,在脊髓受損嚴重的患者中多見,是臨床預(yù)后差的表現(xiàn)。此后關(guān)于信號改變與患者預(yù)后之間的關(guān)系研究一直不斷,并存在許多爭議。
很多學(xué)者從T2WI信號強度的變化進行研究,Morio Y等[12]的研究中發(fā)現(xiàn)術(shù)后T2WI高信號減退者具有較好的臨床預(yù)后。Sarkar S[13]對56例脊髓型頸椎病手術(shù)前、后相關(guān)臨床指標進行分析,也發(fā)現(xiàn)術(shù)后脊髓信號強度較術(shù)前有逆轉(zhuǎn)的患者,T2WI高信號的減弱預(yù)示臨床預(yù)后良好。一些學(xué)者認為T2WI高信號是一種可逆性的髓內(nèi)信號變化,手術(shù)充分減壓后能夠得到一定程度的恢復(fù),與臨床預(yù)后沒有明顯的相關(guān)性[14、15、16],并不能表示臨床預(yù)后較差。本研究結(jié)果得出術(shù)前具有T2WI高信號的患者術(shù)后大都有一定的信號改變,但高信號的強度評分與術(shù)后的患者功能的改善并不存在一定的相關(guān)性,與部分報道結(jié)果相同。與部分學(xué)者觀點不同可能與其納入例數(shù)較少、隨訪時間較短及納入研究的患者MRI檢查不是由同一型機器完成,單獨的參數(shù)序列核磁共振信號強度是不相同的等諸多原因有關(guān)。且核磁共振成像雖然提供了高度特異性形態(tài)學(xué)變化的評估和脊髓髓內(nèi)的狀態(tài),但術(shù)前及術(shù)后MRI T2WI高信號的定量分析很難準確的評估臨床恢復(fù)情況。一些學(xué)者對術(shù)前T2WI高信號強度進行分析發(fā)現(xiàn)術(shù)前髓內(nèi)T2WI高信號強度變化與術(shù)前脊髓壓迫率及術(shù)后功能的改善無明顯相關(guān)性[7、14、15],這也都支持筆者的研究結(jié)果。
我們進一步對51例T2WI高信號的范圍進行分類分析研究,發(fā)現(xiàn)多節(jié)段高信號及短節(jié)段高信號的患者術(shù)后均有不同程度的信號范圍減少或增加,且發(fā)現(xiàn)多節(jié)段高信號較單節(jié)段高信號臨床預(yù)后具有統(tǒng)計學(xué)差異,提示預(yù)后較差。Wada等[14]研究表明,脊髓高信號在MRI上可表現(xiàn)為單節(jié)段型和多節(jié)段型。其中多節(jié)段高信號患者的手術(shù)效果較差,術(shù)后恢復(fù)較局部高信號或無信號的患者慢,并且認為其與上肢肌肉的萎縮密切相關(guān)。其病理是脊髓前角細胞的廣泛受損及脊髓灰質(zhì)空洞化,是一種不可逆的改變。Papadopoulos等[17]通過對MRIT2WI高信號發(fā)生節(jié)段數(shù)目不同的研究發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)單節(jié)段高信號比多節(jié)段高信號的患者術(shù)后高信號強度更易減弱且預(yù)后更佳,這都與我們的研究結(jié)果相同。同時我們發(fā)現(xiàn),在T2加權(quán)像上表現(xiàn)為多節(jié)段高信號的患者,其T1加權(quán)像往往呈低信號,且患者預(yù)后較差。Avadhani A等[6]對35例伴有髓內(nèi)MRI T2WI高信號脊髓型頸椎病患者的研究發(fā)現(xiàn),單節(jié)段高信號與多節(jié)段高信號術(shù)后部分患者發(fā)生高信號變化,但臨床預(yù)后無差異性,與筆者結(jié)果不一致可能因為研究者納入樣本量較少及臨床評價標準不同。我們研究采用改良JOA評分法及其臨床改善率(RR),具有更系統(tǒng)性、客觀性與研究者應(yīng)用的Nurick評分及其臨床改善率(RR)相比。
部分學(xué)者將術(shù)前脊髓MRI T2WI高信號分為:T1WI等信號/T2WI等信號、T1WI等信號/T2WI高信號、T1WI低信號/T2WI高信號,并認為T1WI低信號/T2WI高信號患者愈后較差[10、18、19],Alafifi T等[10]進一步發(fā)現(xiàn)T1WI等信號/T2WI高信號不伴有肌張力增高、肌肉萎縮或痙攣者術(shù)后可以有較好的恢復(fù)。Arvin B等[20]進一步對T1WI低信號強度的意義進行了研究,已經(jīng)證實伴有髓內(nèi)T1WI降低信號強度是預(yù)后不良的一個標志。且基礎(chǔ)研究已經(jīng)報道,一個高強度的T2WI信號在脊髓受壓早期顯示水腫和神經(jīng)膠質(zhì)過多癥(可能是可逆的),而低強度信號T1WI代表脊髓軟化和壞死(被認為是不可逆的)。筆者對術(shù)后1.5年以后的MRI圖像觀察發(fā)現(xiàn)伴有T1WI低信號的T2WI信號改變的患者術(shù)后神經(jīng)功能改善率與病程、脊髓壓迫率均呈明顯的負相關(guān)性,且這類患者神經(jīng)功能改善率較T1WI等信號患者差。因此,伴有T1WI低信號變化是臨床預(yù)后差的表現(xiàn),這也證明了脊髓的不可逆性損傷的存在。
總結(jié),伴有MRI T2WI髓內(nèi)高信號改變的脊髓型頸椎病的患者行相應(yīng)的頸椎手術(shù),通過充分減壓術(shù)后,術(shù)后平均隨訪34.7個月時發(fā)現(xiàn)髓內(nèi)高信號強度有不同類型的改變。T2WI高信號強度的變化與其術(shù)后臨床功能的改善不具有相關(guān)性。多節(jié)段高信號較單節(jié)段高信號臨床預(yù)后差。術(shù)后MRI T2WI高信號伴有T1WI低信號變化的患者較伴有T1WI等信號變化的患者臨床預(yù)后差。
[1] Takahashi M,Yamashita Y,Sakamoto Y,et al.Chronic cervical cord compression:clinical significance of increased signal intensity on MR images[J].Radiology,1989,173:219-224.
[2]Mehalic TF,Pezzuti RT,Applebaum BI.Magnetic resonance imaging and cervical spondylotic myelopathy[J].Neurosurgery,1990,26:217-226.226-227.
[3] Takahashi M,Sakamoto Y,Miyawaki M,et al.Increased MR signal intensity secondary to chronic cervical cord compression[J].Neuroradiology,1987,29:550-556.
[4] Ma Lei,Zhang Di,Chen Wei,et al.Correlation between magnetic resonance T2image signal intensity ratio and cell apoptosis in a rabbit spinal cord cervicalmyelopathymodel[J].Chin Med J,2014,127(2):305-313.
[5] Uchida K,Nakajima H,Takeura N,et al.Prognostic value of changes in spinal cord signal intensity on magnetic resonance imaging in patients with cervical compressive myelopathy[J].Spine J,2014,14(8):1601-1610.
[6] Avadhani A,Rajasekaran,Ajoy P,Shetty,et al.Comparison of prognostic value of different MRI classifications of signal intensity change in cervical spondylotic myelopathy[J].The Spine Journal,2010,10:475-485.
[7] Fernández de Rota JJ,Meschian S,F(xiàn)ernández de Rota A,et al.Cervical spondylotic myelopathy due to chronic compression:the role of signal intensity changes in magnetic resonance images[J].J Neurosurg Spine,2007,6(1):17-22.
[8] Yukawa Y,Kato F,Ito K,et al.Postoperative changes in spinal cord signal intensity in patients with cervical compression myelopathy:comparison between preoperative and postoperative magnetic resonance images[J].Neurosurg Spine,2008,8(6):524-528.
[9] Okada Y,Ikata T,Yamada H,Sakamoto R,Katoh S.Magnetic resonance imaging study on the results of surgery for cervical compression myelopathy[J].Spine,1993,18:2024-2029.
[10]Alafifi T,Kerm R,F(xiàn)ehlings M.Clinical and MRI predictors of outcome after surgical intervention for cervical spondylotic myelopathy[J].J Neuroimaging,2007,17(4):315-322.
[11]Matsuda Y,Miyazaki K,Tada K,et al.Increased MR signal intensity due to cervicalmyelopathy:analysis of 29 surgical Cases[J].JNeurosurg,1991,74(6):887-892.
[12]Morio Y,Teshima R,Nagashima H,et al.Correlation between operative outcomes of cervical compression myelopathy and MRI of the spinal cord[J]. Spine,2001,26(11):1238-1245.
[13]Sarkar S,Turel MK,Jacob KS,Chacko AG,et al.The evolution of T2-weighted intramedullary signal changes following ventral decompressive surgery for cervical spondylotic myelopathy[J].Neurosurg Spine,2014,21(4):538-546.
[14]Wada E,0hmura M,Yonenobu K.Intramedullary changes of the spinal cord in cervical spondylotic myelopathy[J].spine,1995,20(20):2226-2232.
[15]Chatley A,Kumar R,Vijendra K,et al.Effect of spinal cord signal intensity changes on clinical outcome after surgery for cervical spondylotic myelopathy[J].J Neurosurg Spine,2009,11(11):562-567.
[16]Vedantam A,Rajshekhar V,et al.Change in morphology of intramedullary T2-weighted increased signal intensity following an terior decompressive surgery for cervical spondylotic myelopathy[J].Spine,2014,39(18):1458-1462.
[17]Papadopoulos CA,Katonis P,Papagelopoulos PJ,et al.Surgical decompression for cervical spondylotic myelopathy:correlation between operative outcomes and MRI of the spinal cord[J].Orthopedics,2004,27(10):1087-1091.
[18]Babak Arvin,Sukhvinder Kalsi-Ryan,David Mercier,et al.Preoperative magnetic resonance imaging is associated with baseline neurological status and can predict postoperative recovery in patients with cervical spondylotic myelopathy[J].Spine J,2013,14(6):1170-1176.
[19]Vedantam A,Jonathan A,hekhar VR,et al.Association of magnetic resonance imaging signal changes and outcome prediction after surgery for cervical spondylotic myelopathy[J].J Neurosurg Spine,2011,15(12):660-666.
[20]Arvin B,Kalsi-Ryan S,Mercier D,et al.Preoperative magnetic resonance imaging is associated with baseline neurological status and can predict postoperative recovery in patients with cervical spondylotic myelopathy[J].Spine,2013,38:1170-1176.