MRI在无骨折脱位型颈脊髓损伤诊断和预后分析中的作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.31.020

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

无骨折脱位型颈脊髓损伤：是一种特殊的颈脊髓损伤，是指X射线、CT等影像学检查提示无骨折脱位，但患者在临床上有脊髓损伤表现，占所有颈脊髓损伤的3%-16%，其临床表现可轻可重，绝大多数为非完全性脊髓损伤，本组51例患者全部为不完全性脊髓损伤。

无骨折脱位型颈脊髓损伤的治疗：目前针对成人无骨折脱位型颈脊髓损伤选择手术与非手术治疗，仍然存在分歧。有学者认为，成人颈脊髓损伤多为不完全性，合理的保守治疗即可不同程度地恢复脊髓神经功能，且手术有可能使原有的脊髓损伤加重。但非手术治疗往往不能取得令人满意的疗效。

摘要

背景：中老年人的颈椎可因不同原因导致不同程度的椎管狭窄，在受伤时发生无骨折脱位颈髓损伤概率也相对较高，有文献报道可占颈段脊髓损伤的3%-16%。

目的：探讨MRI在诊断和预测无骨折脱位型颈脊髓损伤预后中的作用，并分析手术效果的影响因素。

方法：回顾分析2014年8月至2016年6月就诊于淄博市中心医院的51例成人无骨折脱位型颈脊髓损伤患者，根据影像学资料，分别采取前路、后路或前-后路联合手术，将术中所见颈椎骨韧带损伤与MRI表现对比。使用单因素和多因素Logistic回归分析患者的年龄、外伤类别、脊髓损伤MRI类型、受伤到就诊时间、脊髓损伤信号长度、脊髓损伤ASIA分级、颈椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间、手术方式等10个因素对预后的影响。

结果与结论：①颈椎MRI较术中所见更全面显示了脊髓及椎间盘韧带复合体损伤(χ²=5.966，P < 0.05)，且颈脊髓损伤与相应椎间隙平面椎间盘韧带复合体损伤有关(χ²=1.53，P < 0.05)；②单因素分析结果表明，脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号长度、脊髓损伤ASIA分级、颈椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术时间与脊髓神经功能恢复相关(P < 0.1)；③再经多因素Logistic回归分析，脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号长度、颈椎管狭窄程度、受伤至手术时间与脊髓神经功能恢复有明显相关性(P < 0.05)；④结果提示，颈椎MRI因其组织分辨优势，在诊断无骨折脱位型颈脊髓损伤及预测其预后中具有重要作用；脊髓损伤程度、颈椎管狭窄程度及手术时机是影响术后疗效的主要因素。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0003-1495-2187(刘新阁)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 无骨折脱位型颈脊髓损伤, 手术, MRI, 回归分析, 因素分析

Abstract:

BACKGROUND: In the elderly, the cervical vertebrae will appear with different degrees of spinal stenosis caused by various factors. Notably, the incidence of cervical spinal cord injury without fracture or dislocation is high, accounting for 3%-16% of cervical spinal cord injury.

OBJECTIVE: To explore the efficacy of MRI in the diagnosis and prognosis of cervical spinal cord injury without fracture or dislocation, and to analyze the influencing factors for surgical effectiveness.

METHODS: Fifty-one patients with cervical spinal cord injury without fracture or dislocation in Zibo Central Hospital from August 2014 to June 2016 were analyzed retrospectively. All the patients underwent anterior, posteror, or anterior-posterior fusion, respectively, and then the intraoperative ligament injury and MRI images were compared. The age, injury type, spinal cord injury type revealed on MRI, time from injury to hospital, signal length of spinal cord injury, American Spinal injury Association grade, degree of cervical stenosis, whether hormone used or not within 8 hours after injury, time from injury to surgery, and surgical approaches were analyzed based on univariate analysis and multivariate analysis by Logistic regression analysis.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) MRI showed more comprehensive damage of the spinal cord and intervertebral disc ligament complex than the intraoperative findings (χ²=5.966，P < 0.05), and the cervical spinal cord injury was related to the injury of the corresponding intervertebral disc ligament complex (χ²=1.53, P > 0.05). (2) Univariate analysis results showed that the spinal cord injury type revealed on MRI, signal length of spinal cord injury, American Spinal injury Association grade, degrees of cervical stenosis, whether hormone used or not within 8 hours after injury, and time from injury to surgery were related to the functional recovery of spinal cord (P < 0.01). (3) Multivariate analysis results indicated that the type revealed on MRI, signal length of spinal cord injury and degrees of cervical stenosis were significantly related to the functional recovery of spinal cord (P < 0.05). (4) These results suggest that MRI has a high tissue resolution, so it plays an important role in the diagnosis of cervical spinal cord injury without fracture or dislocation. Moreover, the degrees of spinal cord injury and spinal stenosis, as well as operation time are main factors for curative efficacy.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Fractures, Bone, Spinal Cord Injuries, Regression Analysis, Factor Analysis, Statistical, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

刘新阁，李涛，陈方民，韩敦富，时明. MRI在无骨折脱位型颈脊髓损伤诊断和预后分析中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(31): 5036-5041.

Liu Xin-ge, Li Tao, Chen Fang-min, Han Dun-fu, Shi Ming. Effects of MRI in the diagnosis and prognosis of cervical spinal cord injury without fracture or dislocation [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(31): 5036-5041.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 按意向性处理，纳入成人多节段无骨折脱位型颈脊髓损伤患者51例，全部进入结果分析，无脱落。试验流程图见图1。

2.2 MRI表现与术中所见比较 对本组51例患者的MRI显示均有颈脊髓信号异常，其中44例(86%)1个部位损伤，7例(14%)2个部位损伤，椎间盘韧带复合体损伤39例(77%)56部位，其中单部位25例(64%)，2部位11例(28%)，3部位3例(8%)；术中所见椎间盘韧带复合体损伤38例(75%)53部位，单部位27例(71%)，两部位7例(18%)，三部位4例(11%)，见表1。将MRI图像显示与术中发现椎间盘韧带复合体损伤进行配对设计卡方检验，χ²=5.966，P < 0.05；将颈脊髓损伤部位与对应椎间隙平面椎间盘韧带复合体损伤随机设计两样本率比较的卡方检验，χ²=1.514，P < 0.05。

2.3 疗效判断及统计学处理 所有患者顺利完成手术，术后肺部感染1例，积极对症处理后治愈，无其他并发症。本组51例患者无失访，随访时间6-77个月。术前JOA评分(9.87±1.15)分，末次随访时为(15.87±2.37)分，手术前后JOA评分平均改善率可达(72.67±10.09)%，即说明3种术式均能有效改善无骨折脱位型颈脊髓损伤患者脊髓功能。

以手术治疗后颈脊髓功能恢复是否优良为因变量，以患者的年龄、外伤类别脊髓损伤MRI类型、受伤到就诊时间、脊髓损伤信号范围、脊髓损伤ASIA评分、颈椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间、手术方式等因素为自变量行单因素筛选：脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号范围、脊髓损伤ASIA评分、椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间等因素与脊髓神经功能恢复有相关性(P < 0.1)。见表2，3。

然后以颈脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号范围、脊髓损伤ASIA分级、颈椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间等因素为自变量，术后颈脊髓功能恢复是否优良为因变量，行多因素Logistic回归分析。结果显示，影响术后颈脊髓功能恢复作用最强的因素为脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号长度，其次为颈椎管狭窄程度、脊髓损伤AISA分级和受伤到手术时间(P < 0.05)，伤后8 h是否使用激素暂不作为独立因素起作用(P > 0.05)，见表4。

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引言

材料方法

1.1 设计 因素分析。

1.2 时间及地点 于2014年8月至2016年6月在淄博市中心医院脊柱外科完成。

1.3 材料 文中颈前路术中使用的钢板系统、颈椎椎间融合器及钛网均由山东威高骨科材料股份有限公司提供，型号分别为GB4Z、GB3Z02、GB3Z01，材质分别为钛合金和聚醚醚酮和纯钛，颈后路使用的颈椎后路钉板系统由北京市富乐科技开发有限公司提供，型号为FJH-A05，材料为纯钛，分别通过系统辅助工具置入体内。其中纯钛和钛合金具有较好的耐腐蚀性及较高的强度，该内固定系统具有较好的组织相容性，在人体不会被腐蚀且不会产生毒副反应，比如致癌性、致畸等，较高的强度使植入椎体内的螺钉不容易疲劳断裂；椎间融合器的聚醚醚酮材料弹性模量与皮质骨的弹性模量接近，并且具有良好的生物相容性、放射线透过性，磁共振扫描不会产生伪影等优点，有助于重建并维持椎间高度和生理曲度，促进植骨融合。

1.4 对象 选择2014年8月至2016年6月在淄博市中心医院脊柱外科住院手术治疗的成人多节段无骨折脱位型颈脊髓损伤的患者51例，男28例，女23例；年龄38-78岁，平均(47.1±6.3)岁。

纳入标准：①患者临床病史、体格检查及影像手段均诊为无骨折脱位型颈脊髓损伤；②患者一般情况支持接受手术；③遵从医生医嘱；④随访期间无其他影响观察指标的疾病。

排除标准：①先天发育异常；②颈椎手术史；③明显呼吸道感染史；④颈椎结核、肿瘤及感染性疾病；⑤外伤前有颈脊髓损伤表现；⑥病历资料不完整。

1.5 方法

1.5.1 资料收集方法记录患者的年龄、外伤类别、脊髓损伤MRI类型、受伤到就诊时间、脊髓损伤信号长度、脊髓损伤ASIA分级、颈椎管狭窄度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间、手术方式等。

所有患者都有外伤史，且均为不完全性损伤，其中高能量损伤39例，包括高空坠落伤3例，车祸伤32例，重物砸伤4例；低能量损伤12例，其中行走平地跌倒10例，按摩推拿致伤2 例。

入院时通过日本骨科学会(Japanese orthopedic association，JOA)颈脊髓功能评定标准(17分法)得分5-12分，平均(7.87±1.15)分。

术前在颈托保护下行颈椎X射线片、CT及MRI扫描，观察颈椎曲度，椎体骨质增生、椎间盘变化、黄韧带及后纵韧带骨化情况，测量颈椎管中矢状径、椎体中矢状径及退变椎体矢状径，估算颈椎管狭窄程度，以有效颈椎管率表示，计算方法为(椎管中矢状径+椎体中矢状径-退变椎体矢状径)/退变椎体矢状径：①轻度狭窄：有效椎管率0.5-0.6，②中度狭窄：有效椎管率0.4-0.5，③重度狭窄：有效矢状径≤ 0.4^[4]。

观察T1、T2和Stir图像以了解颈脊髓外形、前后纵韧带及椎间盘有无损伤或水肿的信号改变：脊髓水肿可见T1加权像正常强度信号，或隐约可见条形、灶状略低信号，T2加权像则成高信号；脊髓出血与水肿信号相似，在受损伤后72 h以内，T1、T2像可见灶状低信号，超过72 h时T1高信号，T2低信号^[5]，将脊髓损伤MRI类型分为无损伤、水肿信号和出血信号。

以脊髓损伤信号长度将其分为轻度(损伤信号长度≤1.5 cm)、中度(1.5 cm<损伤信号≤ 4 cm)、重度(损伤信号> 4 cm)^[4]。

损伤信号中段对应的椎间隙确定损伤平面，不相连的 2个部位信号异常算作2个损伤部位。前后纵韧带、椎间盘、关节突关节囊、黄韧带、棘突及棘上韧带作为椎间盘韧带复合体综合判断^[6]，不单独计算，若出现其中之一，即判断为1个节段损伤。

1.5.2 术前处理入院后立即给予颈围领固定，35例患者受伤后8 h内接受甲泼尼龙冲击治疗[用法为：第1小时首次冲击量为30 mg/(kg•h)静脉滴注，在15 min内滴完，间隔45 min之后继之5.4 mg/(kg•h)静脉滴注，维持24 h]，完善术前检查，伤后24 h之内手术者9例，24-72 h内手术者32例，> 72 h手术者10例。

1.5.3 手术方式选择根据患者颈脊髓损伤节段和影像学致压物位置及颈椎的稳定性选择相应手术方式。本组患者中，单节段颈髓损伤选择经前路颈椎间盘切除、植骨融合内固定术者24例，双节段颈脊髓损伤者选择经前路颈椎间盘切除植骨融合内固定或椎体次全切植骨融合内固定术17例，颈椎管狭窄、前纵韧带损伤、椎间盘突出及椎间不稳定者行前路颈椎间盘切除植骨融合联合后路单开门椎管扩大成形术10例。

1.5.4 术后处理及随访术后给予激素、脱水、营养神经、预防感染等相应处理，引流条或引流管一至两天后拔除，下肢功能恢复者戴支具早日下床活动。颈部固定3个月。术后采取定期门诊随访，随访时复查颈椎X射线片和(或)MRI。

1.6 主要观察指标 采用JOA 17分法颈髓损伤判定标准对疗效进行测评，用Hirabyashi法计算，术后改善率的算法用(术后JOA评分-术前JOA评分)/(17-术前JOA评分)×100%表示。根据改善率将疗效等级分为4级：优：改善率≥ 80%；良：50%-79%；有效：5%-49%；< 5%无效、症状加重，分析术后脊髓功能恢复程度。

1.7 统计学分析 对统计学数据用SPSS 18.0统计学软件进行统计分析：①将颈椎MRI图像显示及术中发现椎间盘韧带复合体损伤进行配对，设计卡方检验，比较两者差异，P < 0.05为差异有显著性意义；②将患者年龄、性别、外伤类别、脊髓损伤MRI类型、受伤到就诊时间、脊髓损伤信号长度、脊髓损伤ASIA分级、椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间、手术方式等进行单因素分析，筛选标准定为P ≤ 0.1，筛选出的结果纳入Logistic回归方程进行多因素分析，P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

3.1 成人无骨折脱位型颈脊髓损伤发病机制与MRI表现特点 成人无骨折脱位型颈脊髓损伤作为一种特殊的颈脊髓损伤，最早由Pang^[7]和Wilberger在1982年提出，在临床上较为常见，亦被称为过伸伤，相关流行病学研究发现跌倒是此类损伤的主要致病因素，男性多于女性^[8]。党耕町等^[9]认为椎管狭窄、椎管储备空间狭小(如颈椎间盘突出、增生骨赘形成、后纵韧带及黄韧带肥厚骨化、颈椎失稳)导致椎管内脊髓移动余地减少，是其发病的病理基础，缓冲空间不足的颈脊髓极易受损，引起中央型脊髓损伤^[10]。尹飞等^[11]发现颈椎过伸时突入椎管的黄韧带与其前方的基础病变形成“钳夹效应”，进而形成脊髓损伤。脊髓受损伤后出现髓内充血、脊髓血管痉挛、进而缺血、脊髓细胞水肿等改变^[12]。总之，各种原因导致颈椎管储备间隙减少的基础上，较小的外力就可能造成颈脊髓损伤。

MRI是目前诊断无骨折脱位型颈脊髓损伤最可靠的检查方法，能显示损伤不同时期的脊髓信号改变，还能直观显示损伤的节段和范围。在脊髓损伤早期，局部脊髓因血循环障碍导致水肿，T1图像可见条状或灶性略低信号，有时呈正常信号，T2图像呈高强度信号。随着损伤加重，局部脊髓内出血，此时血红蛋白的变化直接影响信号强度：受伤72 h之内，出血主要为去氧血红蛋白，T1、T2图像均为灶性低信号改变，若超过72 h脊髓出血以正铁血红蛋白为主时，T1图像高信号、T2图像为低信号改变。脊髓损伤后期的MRI表现则为脊髓内囊肿，脊髓软化，脊髓萎缩变细。此外MRI更能显示椎间盘韧带复合体有无水肿、出血等损伤信号改变。纳入本组的51例患者颈椎MRI均有颈脊髓信号异常，有39例(77%)椎间盘韧带复合体损伤，术中所见椎间盘韧带复合体损伤37例(73%)，MRI在诊断无骨折脱位型颈脊髓损伤颈椎间盘及前后韧带损伤时比手术过程中的直接发现准确性更高(χ²=5.966，P < 0.05)，且颈脊髓损伤与相应椎间隙平面椎间盘韧带复合体损伤有关(χ²= 1.53，P < 0.05)。可见MRI能为颈椎软组织、韧带结构和脊髓损伤的诊断提供丰富的信息，有利于临床的治疗，特别是手术方式及减压范围的确定，并为神经功能恢复的预测提供依据，故Miyanji等^[13]认为条件允许时应该对所有无骨折脱位型颈脊髓损伤患者行颈椎MRI扫描。有研究认为，颈椎过伸位MRI可以更好的发现脊髓内的高信号^[14]，故颈椎动力位MRI可以较常规中立位MRI进一步揭示颈脊髓的动态压迫，对颈椎无骨折脱位型颈髓损伤的治疗方案的制定有重要意义^[15]。

3.2 成人无骨折脱位型颈脊髓损伤手术的必要性 目前针对成人无骨折脱位型颈脊髓损伤选择手术与非手术治疗，仍然存在分歧。有学者认为，成人颈脊髓损伤多为不完全性，合理的保守治疗即可不同程度地恢复脊髓神经功能，且手术有可能使原有的脊髓损伤加重^[16]。但非手术治疗往往不能取得令人满意的疗效^[17]。孙宇等^[18]通过研究发现，无骨折脱位型颈脊髓损伤患者接受保守治疗1.9个月后脊髓功能的恢复出现停滞，有个例甚至出现倒退现象。而李家顺等^[19]认为颈椎受到暴力作用后，颈椎前后韧带结构的损伤致使颈椎不稳，使受损伤运动节段的退变加速。如果仅采用保守治疗，退变越进展，退变椎间盘越容易经过损伤甚至破裂的后纵韧带进入椎管压迫脊髓。高明勇等^[20]比较了非手术治疗与早期外科干预在治疗成人颈段无骨折脱位型脊髓损伤中的疗效，结果发现非手术治疗并发症相对较多，早期外科干预疗效明显优于非手术治疗。本组51例患者虽均为不完全性脊髓损伤，但存在不同退变原因导致的颈椎管狭窄，且椎间盘韧带复合体损伤者共26例(79%)，其颈椎的稳定性已经被破坏，必须通过手术解除脊髓受压因素，改善脊髓血供，终止其病理改变，重建颈椎的稳定性，给神经功能的恢复创造条件，且术后脊髓功能恢复优良。

3.3 手术治疗颈脊髓功能恢复的影响因素 本文选择可能影响无骨折脱位型颈脊髓损伤患者术后颈脊髓功能恢复的11个相关因素，行单因素分析提示颈髓损伤形式、脊髓损伤信号范围、脊髓损伤ASIA分级、椎管狭窄程度、伤后8 h内是否使用激素治疗、受伤至手术的时间等因素与术后脊髓功能恢复有相关性。多因素Logistic回归分析后显示，脊髓损伤MRI类型、脊髓损伤信号长度及颈椎管狭窄程度与脊髓功能改善的相伴率最小，分别为0.006，0.017，0.021，说明此3种因素在所有相关因素中与颈脊髓损伤功能恢复关系最密切：脊髓损伤水肿或出血，脊髓损伤信号长或短，均反映了脊髓损伤的程度，脊髓损伤越重，其预后越差。关于手术时机对无骨折脱位型颈脊髓损伤患者术后颈脊髓功能恢复的影响，目前尚无一致说法。关于手术时机对预后的影响，目前越来越多的文献支持早期手术，尤其是72 h内手术减压可以改善脊髓内血液循环，减轻对脊髓的继发损害，为脊髓功能更好恢复创造条件^[21-22]。也有学者通过临床研究认为，对颈髓的不全损伤患者适宜在72 h内手术，24 h内手术效果更好^[23]。早期进行减压手术可有效挽救濒临缺血坏死的脊髓组织，促进神经功能特别是灰质功能的恢复^[24-25]。相应地，夏新雷等^[26]通过回顾性研究发现术前病程较长(> 1周)的患者预后较差，可能因为脊髓受压因素持续存在限制了其功能的恢复。本研究结果也显示，受伤至手术的时间是影响术后颈脊髓功能恢复的重要因素之一(P < 0.05)，与以上文献结果一致。因此患者受伤确诊后，如一般情况可以耐受手术，建议尽早确定手术方案接受手术治疗^[27]。颈脊髓损伤ASIA分级也反映了颈脊髓损伤的程度，但Pang^[28]认为，其仅能反映当前的脊髓损伤表现，MRI检查结果的客观表现在预测患者预后方面更准确，本次分析也显示AISA分级对脊髓损伤术后恢复重要性相对较轻。早在1990年，Bracken等^[29]就报道甲基强的松龙可以稳定细胞膜、维持血脑屏障，减轻炎症反应，能有效促进脊髓损伤患者神经功能恢复。孙天胜等^[30]临床研究认为，甲基强的松龙结合外科减压对感觉和运动功能的恢复、对完全性和不完全性脊髓损伤患者都比单纯外科减压组效果更好。本组病例单因素分析受伤后8 h内行大剂量激素冲击治疗与脊髓功能恢复有相关性，但多因素回归分析示其作用并无统计学意义(P > 0.05)，可能由于本组病例均为不完全脊髓损伤有关。本组病例根据颈脊髓损伤节段和影像学致压物位置及颈椎的稳定性选择相应手术方式，手术难度无明显差异^[31]，均彻底去除了致压物，使脊髓功能良好恢复，JOA评分改善率超过70%，单因素分析也提示手术方式与术后脊髓功能恢复并无相关性。

综上所述，颈椎MRI因其组织分辨优势，在诊断无骨折脱位型颈脊髓损伤及预测其预后中具有极其重要的作用。脊髓损伤程度、颈椎管狭窄程度及手术时机是影响术后疗效的主要因素。本研究样本量偏小，且仅选取了不完全性颈脊髓损伤患者，结果具有一定局限性，有待进行更大样本量、更全面的研究，以期获得更有普遍价值和意义的结论。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程