MRI評估脊柱外傷后脊髓功能損傷的臨床價值研究

馮世波， 王 蔚， 張 力， 鄭 斌

武漢市漢口醫(yī)院骨科， 湖北 武漢 430012

脊柱外傷屬于臨床常見的骨科損傷類型之一，一般是外界暴力造成脊柱受損，而多數(shù)患者伴有脊髓功能的損傷，會增加患者發(fā)生截癱的概率，嚴重地影響了患者生命安全與生活質(zhì)量，目前臨床缺乏客觀功能影響評價指標分析患者脊髓功能狀態(tài)[1]。近年來磁共振成像(MRI)檢查在臨床多種疾病診斷中廣泛應(yīng)用，具有良好的軟組織分辨率和多參數(shù)成像等優(yōu)勢，可以對脊柱與脊髓組織結(jié)構(gòu)進行良好的顯影，但是目前臨床對于合并脊髓功能損傷的脊柱外傷患者采用磁共振成像檢查分析特異性的報道較為少見[2]。本研究以脊柱外傷患者作為研究對象，分析了磁共振多參數(shù)成像在出現(xiàn)脊髓功能損傷患者中的影像特征，為臨床早期評價脊髓功能損傷提供相應(yīng)的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取武漢市漢口醫(yī)院2018年1月至2022年3月收治的50例脊柱外傷且發(fā)生脊髓功能損傷的患者作為觀察組，平均年齡(41.8±8.4)歲，其中男性34例、女性16例；另選取同期脊柱外科受傷后未發(fā)生脊髓損傷的30例患者作為對照組，平均年齡(39.4±8.9)歲，其中男性18例、女性12例。兩組年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、性別、吸煙、飲酒、外傷原因(車禍、摔傷、重物砸傷)情況比較，具有較好可比性(P>0.05)。納入標準：具有明確的脊柱外傷病史；年齡19～65歲；脊髓功能評價標準參考美國脊柱外傷協(xié)會(ASIA)標準[3]；患者入院后48 h內(nèi)完成MRI檢查；患者具有正常的溝通、交流功能。排除標準：惡性腫瘤患者；伴有重癥感染患者；脊髓灰質(zhì)炎、強直性脊柱炎、脊柱結(jié)核等患者；妊娠及哺乳期婦女；癡呆及認知功能障礙等患者。

1.2 方法

1.2.1MRI檢查

使用德國西門子公司提供的超導核磁共振掃描儀(型號MAGNETOM Skyra)進行檢查。線圈為頭頸聯(lián)合線圈。矢狀面T1WI序列參數(shù)：重復時間(TR)/回波時間(TE)：700 ms/10 ms，翻轉(zhuǎn)角度70°，層厚5 mm，視野230 mm×184 mm，矩陣448×358。T2WI序列參數(shù)：TR/TE：3000 ms/107 ms，翻轉(zhuǎn)角度120°，層厚5 mm，視野230 mm×184 mm，矩陣448×358。STIR序列：TR/TE：3000 ms/49 ms，翻轉(zhuǎn)角度15°，層厚2 mm，使用儀器自帶軟件形成磁矩圖像、相位圖像、融合圖像以及最小密度投影。將獲取數(shù)據(jù)錄入醫(yī)學影像工作站處理，對脊髓病理組織開展分析，自動獲取患者的磁共振表觀擴散系數(shù)(ADC值)、各向異性分數(shù)(FA值)，擴散張量2個本征值λ1、λ2，通常借助橢球體進行形象描繪，λ1代表橢球體最長徑的擴散能力，λ2代表橢球體前后徑2個短軸的擴散能力。

1.2.2治療方法

根據(jù)患者情況合理選擇治療方案，常規(guī)治療包括采用護具固定，局部出現(xiàn)腫脹可以采用冰袋冷敷，給予預防性抗生素預防傷口感染。手術(shù)患者采取內(nèi)固定手術(shù)或植骨融合手術(shù)開展治療。其中，21例接受常規(guī)治療，29例接受手術(shù)治療，患者均在治療后1個月、3個月、6個月進行隨訪并接受檢查。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 觀察組和對照組的DTI參數(shù)對比

觀察組患者的ADC值、λ1值、λ2值均顯著高于對照組患者，觀察組患者的FA值顯著低于對照組患者，兩組上述指標差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 觀察組和對照組的DTI參數(shù)對比

2.2 DTI參數(shù)診斷脊柱外傷患者發(fā)生脊髓損傷的價值

以患者是否發(fā)生脊髓損傷作為因變量，以ADC值、λ1值、λ2值、FA值分別繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，F(xiàn)A值、λ1值、ADC值和λ2值診斷脊髓損傷的曲線下面積(AUC)值分別為0.885、0.877、0.834和0.733。詳見表2。

表2 各項DTI參數(shù)診斷脊柱外傷患者發(fā)生脊髓損傷的價值

2.3 不同脊髓損傷程度的患者DTI參數(shù)對比

根據(jù)ASIA分級標準，50例發(fā)生脊髓損傷的患者中，D級患者30例、C級患者14例、B級患者6例、A級患者0例。中重度脊髓損傷患者的ADC值、λ1值、λ2值均顯著高于輕度脊髓損傷患者，F(xiàn)A值顯著低于輕度脊髓損傷患者，兩組上述指標差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表3。

表3 不同脊髓損傷程度的患者DTI參數(shù)對比

2.4 觀察組患者治療前后的DTI參數(shù)對比

治療后3個月，觀察組患者的ADC值、λ1值、λ2值均較治療前顯著降低，F(xiàn)A值較治療前顯著升高，上述指標差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表4。

表4 觀察組患者治療前后的DTI參數(shù)對比

3 討論

脊柱外傷是臨床常見的骨科疾病，多數(shù)患者出現(xiàn)脊髓功能損傷，患者發(fā)生損傷平面以下運動、感覺功能障礙，對患者生活質(zhì)量、心理狀態(tài)產(chǎn)生嚴重的影響[3]。目前認為，脊柱外傷對于脊髓功能造成的損傷主要是在損傷的瞬間對韌帶和骨結(jié)構(gòu)完整性造成傷害，脊髓會直接暴露在炎癥因子等有害環(huán)境下，引發(fā)神經(jīng)元細胞的急性功能障礙與死亡[4,5]。早期開展損傷嚴重性評估對指導臨床治療和分析預后具有重要的意義，CT檢查在臨床較為常用，但是在軟組織分析方面效果一般，磁共振成像檢查則具有一定優(yōu)勢，常規(guī)磁共振檢查對脊髓損傷形成的出血、挫傷、水腫顯像清晰，但是容易對微小脊髓損傷易遺漏[6]。

本研究應(yīng)用MRI多模態(tài)成像分析脊髓損傷特點，彌散張量成像技術(shù)利用水分子擴散運動的各向異性原理對組織微觀結(jié)構(gòu)進行分析，對水分子在組織內(nèi)彌散特征進行分析[7]。本研究中觀察組患者的ADC值高于對照組，F(xiàn)A值低于對照組患者，F(xiàn)A值、ADC值對組織微觀結(jié)構(gòu)改變的定量分析以及神經(jīng)纖維束成像具有較高的優(yōu)勢，ADC值主要可以反映出水分子在各方向上的平均彌散能力，F(xiàn)A值大小的主要影響因素有神經(jīng)纖維束直徑、纖維髓鞘化程度、密度等，它在反映神經(jīng)纖維的連接性、完整性及損傷情況等方面表現(xiàn)出了較高的精確性[8]。研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷發(fā)生后早期形成細胞水腫，水分子擴散受阻，血管周圍細胞深處和水腫以及炎癥因子浸潤，會形成血管源性水腫，常規(guī)MRI上表現(xiàn)T2長信號，脊髓束中水分子擴散功能會受到阻礙，因此在ADC值和FA值上出現(xiàn)相應(yīng)的變化，同本研究結(jié)果一致[9]。本研究還發(fā)現(xiàn)觀察組患者λ1值、λ2值均顯著高于對照組，λ1值、λ2值升高提示脊髓損傷程度較重，損傷形成后細胞崩解越多，血管源水腫越嚴重，部分患者纖維軸索損傷導致機體脊髓長軸水分子擴散障礙減低，橫向擴散能力升高，因此表現(xiàn)出λ1值、λ2值升高[10-12]。本研究繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn)FA值診斷脊髓損傷價值最高，λ1值次之，再次為ADC值和λ2值。

本研究對患者脊髓損傷程度分層研究發(fā)現(xiàn)，中重度脊髓損傷患者的ADC值、λ1值、λ2值均顯著高于輕度脊髓損傷患者，F(xiàn)A值低于輕度脊髓損傷患者，對患者開展積極治療后觀察組患者的ADC值、λ1值、λ2值均較治療前顯著降低，F(xiàn)A值較治療前顯著升高。一方面說明積極有效的治療后患者磁共振成像參數(shù)發(fā)生改變，另一方面也說明中重度損傷患者相關(guān)指標變化更顯著，磁共振成像檢查掃描參數(shù)范圍廣泛，通過多參數(shù)聯(lián)合診斷脊髓損傷具有一定的價值，提升診斷準確性[13,14]。有研究表明，磁共振多參數(shù)成像可以利用水分子擴散方向強度受阻情況了解脊髓擴散各向異性變化，評估脊髓白質(zhì)傳導功能完整性，相關(guān)參數(shù)變化反映了損傷、缺氧、缺血的細胞鉀離子外流情況及相鄰神經(jīng)元廣泛去極化情況，損傷越嚴重，越趨于各向同性擴散，擴散變化即可通過相關(guān)參數(shù)直觀體現(xiàn)[15]，同本研究結(jié)果一致。

本研究分析了ADC值、FA值、λ1值、λ2值評估脊柱外傷患者發(fā)生脊髓損傷的價值，并對不同嚴重程度患者和治療前后參數(shù)變化進行了分析，特別是開展了病情程度分層研究，為評價患者病情嚴重性提供了依據(jù)。但是本研究入組病例數(shù)量少，未能對不同節(jié)段脊髓損傷患者進行分層研究，今后還需要擴充樣本量進一步論證。

綜上所述，采用MRI的DTI參數(shù)評估脊柱外傷患者發(fā)生脊髓損傷具有一定的臨床價值，同時可對患者治療前后的功能恢復情況進行評價。