MRI显示神经根沉降征在腰椎管狭窄症中的应用价值

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.31.021

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

神经根沉降征：在腰椎MRI扫描横断面T2WI图像中，在腰椎两侧小关节顶点间作一水平直线，除外离开硬膜囊的2条神经根，其余马尾神经束均位于椎管背侧定义为沉降征阴性，部分马尾神经束位于椎管腹侧定义为沉降征阳性。

椎管矢状径：是自椎体的后缘至两椎板联合处内缘的最长距离。一般情况下腰椎管矢状径应大于14 mm，如果腰椎管矢状径为10-13 mm即可划分为相对狭窄，椎管矢状径为10 mm或更小者为绝对椎管狭窄，临床上称为腰椎管狭窄症。

摘要

背景：神经根沉降征在腰椎管狭窄症患者中的应用价值目前仍未有专家共识。

目的：探讨神经根沉降征在腰椎管狭窄症患者中的阳性率及其关系。

方法：收集281例由于腰痛或腰腿痛在复旦大学附属金山医院骨科门诊或病房申请行腰椎MRI检查的患者，其中男119例，女162例。对患者腰椎管横截面积及椎管矢状径进行定量测量，以腰椎管横截面积及椎管矢状径是否狭窄进行分组，比较各组间神经根沉降征阳性率的差异。

结果与结论：①单独以硬膜囊横截面积是否狭窄进行分组：神经根沉降征在重度腰椎管狭窄症患者中的阳性率为91.4%，在非狭窄患者中阳性率为39.6%，在轻度腰椎管狭窄患者中阳性率为53.5%，差异有显著性意义(P < 0.05)，但在轻、中度与中、重度狭窄患者中阳性率差异无显著性意义；②单独以腰椎管矢状径是否狭窄进行分组：非狭窄和狭窄患者的神经根沉降征阳性率差异有显著性意义(44.3%，76.1%，χ²=21.469，P=0.000)；③联合硬膜囊横截面积和腰椎管矢状径两个指标分组：硬膜囊横截面积< 120 mm²或者腰椎管矢状径< 10 mm提示存在腰椎管狭窄，非狭窄和狭窄患者的神经根沉降征阳性率差异有显著性意义(40.6%，80.6%，χ²=30.539，P=0.000)；④结果表明，神经根沉降征是否可以作为诊断腰椎管狭窄症的一项指标仍有待进一步探讨，尽管在重度狭窄患者中阳性率较高，但在非狭窄人群中同样有较高的阳性率，单纯以沉降征诊断腰椎管狭窄存在假阳性，结合硬膜囊横截面积和椎管矢状径及神经根沉降征共同诊断腰椎管狭窄的意义较大。

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: 0000-0003-4017-5705(陈延超)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 腰椎管狭窄症, 神经根沉降征, 硬膜囊横截面积, 矢状径, 阳性率, 假阳性

Abstract:

BACKGROUND: Clinical value of the nerve root sedimentation sign in patients with lumbar spinal stenosis (LSS) is still uncertain.

OBJECTIVE: To investigate the positive rate and correlation of the nerve root sedimentation sign in patients with LSS.

METHODS: Totally 281 patients complaining lumbago or low back pain underwent MRI examination in the Orthopedic Clinic or Ward of Jinshan Hospital of Fudan University, including 119 males and 162 females. The cross-sectional area and sagittal diameter of the spinal canal were measured, and the patients were then divided into two groups according to the presence and absence of LSS. Finally, the positive rate of nerve root sedimentation sign was compared.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Grouping based on the presence and absence dural sac cross-sectional area stenosis: the positive rate of nerve root sedimentation sign in sever, non, and mild LSS patients was 91.4%, 39.6%, and 53.5%, respectively, and the difference was significant (P < 0.05), but the positive rate showed no significant difference between mild and moderate as well as moderate and severe LSS patients. (2) Grouping according to the presence and absence spinal canal sagittal diameter stenosis: there was a significant difference in the positive rate of nerve root sedimentation sign between non-LSS and LSS patients (44.3% vs. 76.1%, χ²=21.469, P=0.000). (3) Grouping based on the dural sac cross-sectional area combined with spinal canal sagittal diameter: the dural sac cross-sectional area < 120 mm² or the spinal canal sagittal diameter < 10 mm indicating LSS, there was a significant difference in the positive rate of nerve root sedimentation sign between non-LSS and LSS patients (40.6% vs. 80.6%,χ²=30.539, P=0.000). (4) These results indicate that the diagnosis value of nerve root sedimentation sign in LSS is still under discussion. Although a positive sedimentation sign exclusively and reliably occurs in patients with severe LSS, it is also higher in patients without LSS. It may be inappropriate to take nerve root sedimentation sign as a diagnostic tool, but when combined with dural sac cross-sectional area and sagittal canal subsidence, it will be of great significance for the diagnosis of LSS.

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Key words: Lumbar Vertebrae, Spinal Stenosis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

陈延超，余作冲，曹蓉，尹望平. MRI显示神经根沉降征在腰椎管狭窄症中的应用价值[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(31): 5042-5047.

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图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析 本文共收集到298例就诊者，排除腰部外伤、外周血管病等17例，共纳入患者281例。试验流程图见图2。

2.2 患者术后情况 患者术后一般情况良好，术后患者症状均有明显好转，未出现会阴部感觉麻木、尿便功能障碍等，1例出现患者术后出现发热，继续抗感染治疗后好转，未出现硬脊膜漏的情况。

2.3 男性和女性患者之间的比较 男性119例，女性162例，其中男性腰椎管狭窄患者41例，女性腰椎管狭窄患者71例，神经根沉降征阳性率分别为70.7%和71.8%，男女之间腰椎管狭窄的患病率和神经根沉降征阳性率差异无显著性意义(χ²=0.015，P=1.000)，见表1。

2.4 单独以CSA是否狭窄进行分组比较 按照CSA将存在腰椎管狭窄的患者分为轻中重3组，将狭窄和非狭窄患者进行比较，非狭窄患者169例，狭窄患者112例，神经根沉降征阳性率分别为39.6%和71.4%，非狭窄和狭窄患者的阳性率差异有显著性意义(χ²=27.277，P=0.000)。在狭窄患者中各组间比较，其中轻度与重度狭窄组间比较阳性率差异有显著性意义(χ²=13.358，P=0.000)，但中度和重度、轻度和重度患者之间阳性率差异无显著性意义。非狭窄组和轻中重度狭窄组患者中，阳性率分别为39.6%，53.5%，73.5%和91.4%，阳性率呈逐渐上升趋势，见表1。

2.5 单独以腰椎管矢状径是否狭窄进行分组比较 按照椎管矢状径将患者是否存在腰椎管狭窄分为2组，其中非狭窄患者210例，狭窄患者71例，神经根沉降征阳性率分别为44.3%和76.1%，非狭窄和狭窄患者的阳性率差异有显著性意义(χ²=21.469，P=0.000)，见表1。

2.6 联合CSA和腰椎管矢状径两个指标分组进行比较 CSA< 120 mm²或者腰椎管矢状径< 10 mm提示存在腰椎管狭窄，所以将CSA和椎管矢状径两项指标结合一起，两项指标均非狭窄和同时存在狭窄的患者进行比较，其中非狭窄患者165例，狭窄患者67例，神经根沉降征阳性率分别为40.6%和80.6%，非狭窄和狭窄患者的阳性率差异有显著性意义(χ²=30.539，P=0.000)，见表1。

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性分析。

1.2 时间及地点 于2015年12月至2016年7月在复旦大学附属金山医院骨科完成。

1.3 对象 选择2015年12月至2016年7月在复旦大学附属金山医院骨科门诊因腰腿痛或下腰痛而行腰椎MRI检测的患者。本研究共收集到298例就诊者，排除腰部外伤、外周血管病等17例，共纳入患者281例，其中男119例，女162例；年龄22-89岁，平均49岁；所取影像节段均位于L₄/L₅椎间盘。

1.3.1 纳入标准 ①腰椎管狭窄患者：1)存在间歇性跛行表现；2)影像学表现为中央型或者混合型腰椎管狭窄，硬膜囊横截面积(cross-sectional area，CSA)≤ 120 mm²或者椎管矢状径< 10 mm；②腰椎管非狭窄患者：1)无间歇性跛行、血管性跛行；2)影像学提示无腰椎管狭窄；③患者对治疗方案知情同意。

1.3.2 排除标准 ①既往有腰椎骨折、肿瘤、感染等疾病或者腰椎手术史患者；②外周血管病变患者；③主要病变节段位于L₅/S₁。

1.4 方法

1.4.1 MRI成像方法所有患者均在本院医学影像科进行腰椎MRI(西门子3.0T 磁共振成像系统，德国)扫描，扫描参数：层厚3 mm，层距0.3 mm，平扫：矢状位T1WI、T1WI TRIM、T2WI，横断位：T2WI_TSE_RST。

1.4.2 沉降征定义神经根沉降征首次由Barz等^[4]提出，正常人的脊髓在L₁节段水平及以下延续为马尾神经，在站立位和仰卧位时，马尾神经在椎管内的分布可能有所不同，行平卧位腰椎MRI检查时，在T2加权图像上，可以看见因为重力作用，腰椎管内马尾神经根沉降在硬膜囊的背侧，除外离开硬膜囊的2条神经根。按照Barz等^[4]马尾神经二分法，在腰椎MRI扫描横断面T2WI图像中，在腰椎两侧小关节顶点间作一水平直线，除外离开硬膜囊的两条神经根外，其余马尾神经束均位于椎管背侧定义为马尾沉降征阴性，部分马尾神经束位于椎管腹侧定义为马尾沉降征阳性(见图1)。Barz提出在腰椎MRI扫描图像上，不论是在椎管最狭窄平面还是在该平面附近，至少应有一个层面的MRI横断面图像上表现为沉降征阳性，那么该患者即为神经根沉降征阳性。但需要注意的是，神经根沉降征不适用于L₅/S₁节段，因为S₁和S₂神经根离开硬膜囊的方向是朝向腹侧，因而抑制了该节段神经根的沉降。

1.4.3 狭窄程度分型根据Barz等^[4^，^9]的研究，将腰椎管狭窄症按照CSA大小分为非狭窄、轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄4个分组，CSA > 120 mm²为正常非狭窄，120 mm²> CSA > 100 mm²为轻度狭窄；100 mm²> CSA > 80 mm²为中度狭窄；80 mm²> CSA为重度狭窄。同时，按照腰椎管矢状径的大小，将所有患者分为狭窄和非狭窄，分类标准为：矢状径> 10 mm为非狭窄，矢状径<10 mm为绝对狭窄。联合CSA和矢状径两项指标分组，CSA < 120 mm²或者腰椎管矢状径< 10 mm提示存在腰椎管狭窄。

根据CSA划分狭窄程度分组：非狭窄112例，中度狭窄43例，中度狭窄34例，重度狭窄35例；根据椎管矢状径狭窄程度分组：非狭窄210例，狭窄71例；联合CSA和矢状径两项指标分组：非狭窄165例，狭窄67例。

1.4.4 治疗非腰椎管狭窄和部分轻、中度狭窄患者采用非手术治疗，其中35例重度狭窄患者中7例进行了手术治疗。所有手术患者均采用经后路椎体间融合术，术后3 d内给以患者消肿、抗炎、营养神经、镇痛等治疗，术后1周左右指导患者在支具辅助下逐步下地行走，术后10-12 d切口拆线。

1.5 主要观察指标 各个组间神经根沉降征阳性率的差异。

1.6 统计学分析 采用SPSS 19.0(美国IBM公司)软件进行数据统计与分析，每个图像由2名骨科医师和1名影像科医生共同测量，经过Kappa检验一致性后取平均数进行测量，各组间CSA和椎管矢状径数据以x(_)±s来表示，组间比较采用配对t 检验或者单因素方差分析，计数资料以卡方检验或者行x列表检验来进行比较阳性和阴性差异。检验水准α=0.05。

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讨论

腰椎管狭窄症是腰椎周围神经、血管等结构在腰椎管内因机械压迫而引起的一系列症状和体征，典型的临床表现为腰腿痛、间歇性跛行、下肢麻木以及下肢放射痛等症状^[11-12]。腰椎管狭窄的影像学研究起源于对腰椎X射线平片的认识，在标准腰椎侧位片上，腰椎管矢状径小于10 mm为绝对狭窄，这也是国内外学者公认的诊断标准。随着CT的诞生，人们对腰椎管狭窄有了更深层次的认识，CT可显示椎管横断面形状，可直接测量其矢状径及横截面积，为椎管狭窄的诊断提供了直观依据，而且CT对骨组织成像清晰，可以清楚显示因腰椎小关节退变所致的椎管狭窄。但是不论是X射线还是CT，容易在成像过程中造成变异，而MRI具有多方位、多平面成像特点，而且在软组织扫描成像上有CT不可比拟的优势，所以MRI较CT更加清晰的显示狭窄的范围、部位、程度等。Eun等^[13]对比了CT和MRI对腰椎管狭窄的诊断价值，发现MRI对腰椎管狭窄的诊断价值与CT相媲美。Kuittinen等^[14]也建议腰椎管狭窄症患者术前常规行腰椎MRI检查，他们发现腰椎MRI上表现为严重中央型椎管狭窄或者单节段狭窄，术后较中度或者多节段狭窄患者更能获得良好的手术满意度。而且MRI可评估腰椎间盘退变的程度，从而显示椎管中央或者侧隐窝受压情况，在显示神经根受压情况方面，MRI明显比CT更有优势。

Barz等^[4]首次指出阳性神经根沉降征可能对严重的中央型腰椎管狭窄症(椎管横截面积< 80 mm²)具有一定的诊断价值，但是，经过近几年诸多研究，神经根沉降征在临床大宗病例中的特异性和敏感性仍然毫无定论，其应用价值仍待商榷^[9^，^15]。多因为研究对象不同，分组方法不一致，MRI影像资料收集非同一水平等。Tomkins-Lane等^[10]及Macedo等^[16]均特别强调用来评估神经根沉降征的MRI横断面最好截取MRI矢状位上的椎体中间水平。为了避免造成差别，本文按照最初Barz提出的分组方法进行分组，但由于技术原因，该实验未能获取患者MRI椎体中间水平图像，故在收集MRI影像资料时，所有图片均截取矢状位上L₄椎体下缘，即L₄椎体下终板水平。该影像资料选取方法同样符合沉降征诊断条件之一，即在最狭窄水平或者最狭窄节段的邻近水平^[4]。

关于神经根沉降征的发生机制，Barz等^[4]首先提出可能与椎管内外的压力相关，又有学者报道，在退变性腰椎滑脱症的病程中，神经根受压导致局部缺血、损伤，而神经损伤修复过程中逐渐出现炎性反应，可能引起神经根粘连，从而进一步影响了神经根下沉^[17]。近期有学者提出神经根沉降征可能与其在椎管内张力相关。作者在搜集病例资料时同样发现，当患者腰背部过伸时，部分患者有症状加重，可能是由于过伸位置时，椎管容积进一步下降，神经根张力增高相关。这些因素可能单独或者共同存在从而导致了神经根沉降征，但具体机制及其他相关因素并未完全阐明，仍待进一步的探讨。同样，有学者提出腰椎管狭窄程度与腰椎管狭窄患者的症状并不是绝对相关^[18-20]，而在本文所搜集的病例当中，同样也有相当部分患者的影像学表现为轻中度腰椎管狭窄，但这些患者并未完全表现出腰椎管狭窄症的典型症状。而轻中度腰椎管狭窄患者中神经根沉降征的阳性率亦低于重度狭窄患者，提示神经根沉降征的阳性率与腰椎管狭窄程度存在相关性。张楠等^[21]研究同样认为神经根沉降征的阳性率与狭窄节段硬膜囊受压程度有关。

文章数据收集时应用了硬膜囊横截面积和矢状径两项指标来协助判定是否存在腰椎管狭窄，对比了采用硬膜囊横截面积和椎管矢状径单独和同时诊断腰椎管狭窄时神经根沉降征的阳性率，在统计数据时发现，尽管通常认为椎管矢状径介于10-14 mm时提示存在狭窄，小于10 mm提示腰椎管绝对狭窄^[22]，但有4例患者在矢状径小于10 mm的情况下，其硬膜囊面积平均为145 mm²，而这4例患者并未完全表现出腰椎管狭窄症的典型症状和体征，说明人群中可能存在一些变异，单独采用矢状径来诊断腰椎管狭窄可能会存在一定的假阳性。

Barz等^[4]首先发现重度腰椎管狭窄症患者中神经根沉降征的阳性率为94%，与本研究中所得结果91.4%较为接近，提示在重度腰椎管狭窄患者中，神经根沉降征可作为一项诊断的参考指标，但在非狭窄患者中的阳性率有较大差异，Barz等^[4]发现在非狭窄的非特异性腰腿痛患者中阳性率为0，而本研究中非狭窄人群中仍有39.6%的就诊者表现为神经根沉降征阳性，可能是由于本研究纳入了较多非狭窄的年轻就诊者，所以，神经根沉降征作为诊断腰椎管狭窄的假阳性率较高。有国外学者提出女性腰椎管狭窄症患者腰痛表现较男性患者更为严重^[23]，本研究中女性患者较男性多，且神经根沉降征阳性率较男性高，究其原因可能是由于女性患者就诊欲望较强烈，或是因为男性普遍比女性腰背肌更为发达，具体的原因需要更大量的病例数进行调查验证。

腰椎管狭窄症患者是否需要手术介入，目前暂无明确的指标可独立指导治疗方案的选择，需要结合多种因素共同考虑，即患者的性别、年龄、疼痛评分、影像学狭窄程度以及躯体功能障碍程度等^[24]，临床医生应该更多的关注于患者的症状及体征等因素，而不能单独以影像学表现来下结论^[25]。目前暂没有明确的证据表明神经根沉降征单独作为腰椎管狭窄症患者的手术指征^[26]。本研究7例患者接受了经后路椎体间融合术，术后恢复良好，术后随访6个月ODI较术前明显改善。综上所述，尽管神经根沉降征可为诊断腰椎管狭窄症提供帮助，但神经根沉降征只能作为一个有效的辅助工具，神经根沉降征提高了对腰椎管狭窄症的影像学认识，其特异性和敏感性以及对临床治疗腰椎管狭窄症的指导意义以及预后的判定仍然有很多争论^[27-30]，并且目前关于神经根沉降征的诸多研究仅局限于在中央型腰椎管狭窄症患者中，对于其他类型的腰椎管狭窄症患者研究较少，而且神经根沉降征在腰椎间盘突出症^[17]、腰椎滑脱以及胸腰段骨折患者中的应用也逐步展开^[31]，其临床意义及应用价值也未有定论。所以，神经根沉降征在临床上的应用价值仍待后续更深入的探讨。

本研究同样存在一定的局限性，虽然采用了大部分学者认可的分组方法，但是因为侧隐窝型腰椎管狭窄患者的病例数目较少，未能证实神经根沉降征的阳性率在侧隐窝型腰椎管狭窄和中央型腰椎管狭窄中的差异性。尽管神经根沉降征在中央型腰椎管狭窄症中的诊断具有一定的敏感性和特异性，但相比传统的结合病史、体检及影像学检查，神经根沉降征未能体现出绝对的优势，同时本文主要影像学表现方面进行了对比，由于样本量小，未能将影像学病变节段与临床体征关联节段相结合，下一步需要收集更大量、更详细的病例信息进行分析比较。

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