MRI 测量脊髓型颈椎病患者矢状位参数相关性分析

Abstract

目的

通过对颈椎矢状位参数的 MRI 测量，分析不同矢状位曲度状态下的脊髓型颈椎病患者各主要颈椎矢状位参数之间的相关性，从而找出具有代表意义的颈椎矢状位参数。

方法

回顾性分析 2015 年 7 月—2016 年 1 月因脊髓型颈椎病就诊的 88 例患者资料，于颈椎矢状位 MRI T2 加权像上测量 C₂～C₇ Cobb 角、T₁ 倾斜角（T₁ slope，T₁S）及 C₂～C₇ 矢状位轴向距离（C₂～C₇ sagittal vertical axis，C₂～C₇ SVA）。根据 C₂～C₇ Cobb 角大小不同将患者分为前凸组（Cobb 角≥10°，48 例）及变直组（Cobb 角 0～10°，40 例）。数据测量可靠性采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）表示，各影像学参数的相关性检验采用 Pearson 相关进行分析。

结果

颈椎各参数的 ICC 为 0.858～0.946，组内测量一致性良好。变直组 C₂～C₇ Cobb 角为（5.6±2.4）°，T₁S 为（22.2±6.7）°，C₂～C₇ SVA 为（10.2±5.4）mm；前凸组 C₂～C₇ Cobb 角为（20.1±8.2）°，T₁S 为（23.4±8.9）°，C₂～C₇ SVA 为（8.2±4.6）mm。变直组 3 个参数间均无相关性，其中 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角（r=0.100，P=0.510）；T₁S 与 C₂～C₇ SVA（r=–0.100，P=0.500）；C₂～C₇ Cobb 角与 C₂～C₇ SVA（r=0.080，P=0.610）。前凸组 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角之间成正相关（r=0.540，P=0.000），T₁S 与 C₂～C₇ SVA 之间成负相关（r=–0.450，P=0.001），C₂～C₇ Cobb 角与 C₂～C₇ SVA 之间无相关性（r=–0.003，P=0.980）。

结论

具有颈椎生理前凸的脊髓型颈椎病患者，可仅以 MRI 测量的 T₁S 值作为评判矢状位曲度的主要参数代表；而对于颈椎生理前凸变直患者，需要 T₁S、C₂～C₇ Cobb 角、C₂～C₇ SVA 进行测量来综合评判。

脊柱矢状位平衡可使人体以最小能量消耗来保持直立姿势及水平视野^[1-2]。矢状位平衡能够提供生物力学稳定性及有效保持肌肉、骨骼系统完整性。许多研究报道骨盆入射角和一系列参数对胸腰椎序列平衡有重要影响，比如腰椎前凸角及胸椎后凸角^[2-4]。而对于颈椎的矢状位平衡相关报道较少，有研究报道 T₁ 倾斜角（T₁ slope，T₁S）可作为评估整个脊柱矢状位平衡的重要参数，并且与骨盆参数及腰椎前凸角具有相关性^[5]。既往对于颈椎矢状位参数观察多采用 X 线片进行分析，但对于肥胖及肩部轮廓不清的患者，X 线片测量有一定难度^[6]；且生物力学研究已证实，颈椎后部的肌肉、筋膜与小关节结构均是对抗畸形、维持生理前凸的重要因素，而 X 线片或 CT 测量仅考虑了骨性结构的相对位置，在矢状面平衡评估中可能忽视了后方软组织因素的影响，且 CT 对人体具有较强的辐射性^[7]；而 MRI 在这一方面具有一定优越性。另外，既往关于颈椎矢状位的研究主要观察对象是无症状成年人，而未对病理状态人群进行相关性分析研究。脊髓型颈椎病主要表现为四肢及运动功能、躯干感觉障碍，严重影响患者生活质量。因此，本研究通过采用MRI测量脊髓型颈椎病患者的颈椎矢状位参数，进而探讨不同颈椎矢状位曲度各参数的相关性并分析其临床意义。报告如下。

1. 资料与方法

1.1. 研究对象

纳入标准：结合患者病史、查体及影像学资料观察，诊断为脊髓型颈椎病者。排除标准：① 有颈部外伤史、脊柱手术史、结核及显著颈部疼痛者；② 先天后凸畸形及颈椎后凸者。选取 2015 年 7 月—2016 年 1 月因脊髓型颈椎病于天津市人民医院就诊，符合选择标准的 88 例患者。其中男 54 例，女 34 例；年龄 32～78 岁，平均 56 岁。常规行颈椎 MRI、颈椎动力位 X 线片及颈椎 CT 检查。

1.2. 研究方法及测量指标

患者均取平卧中立位，采用 Philips Signa CV/i 型 3.0T MRI 扫描仪（Philips 公司，荷兰）行颈椎矢状位 T1 加权、T2 加权及横断面 T2 加权扫描。所有影像学参数均在颈椎矢状位 T2 加权像上，通过 PACS 系统（沈阳东软集团股份有限公司）测量，测量人员为 1 名脊柱外科医生和 1 名影像科医生（均对研究内容不知情），测量结果取均值。

颈椎矢状位参数：① C₂～C₇ Cobb 角：C₂ 下终板垂线与 C₇ 下终板垂线的夹角；② T₁S：T₁ 上终板延长线与水平线之间的夹角；③ C₂～C₇ 矢状位轴向距离（C₂-C₇ sagittal vertical axis，C₂～C₇ SVA）：C₂ 椎体的几何中心铅垂线至 C₇ 上终板上后角的水平距离。见图 1。根据 C₂～C₇ Cobb 角大小将患者分为前凸组（Cobb 角≥10°）及变直组（Cobb 角 0～10°）。其中，前凸组 48 例，男 31 例，女 17 例；年龄 32～78 岁，平均 57.3 岁。变直组 40 例，男 23 例，女 17 例；年龄 32～74 岁，平均 54.3 岁。

图 1.

Measurement of sagittal parameters of cervical spine on MRI　a. C₂-C₇ Cobb angle; b. T₁S; c. C₂-C₇ SVA

MRI 上测量颈椎矢状位参数　a. C₂～C₇ Cobb 角；b. T₁S；c. C₂～C₇ SVA

1.3. 统计学方法

采用 SPSS17.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，数据测量可靠性采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）表示，ICC<0.4 表示一致性较差，>0.75 表示一致性良好；各影像学参数的相关性检验采用 Pearson 相关进行分析；检验水准α=0.05。

2. 结果

颈椎各参数的 ICC 为 0.858～0.946，组内测量一致性良好。变直组 C₂～C₇ Cobb 角为（5.6±2.4）°，T₁S 为（22.2±6.7）°，C₂～C₇ SVA 为（10.2±5.4）mm；前凸组 C₂～C₇ Cobb 角为（20.1±8.2）°，T₁S 为（23.4±8.9）°，C₂～C₇ SVA 为（8.2±4.6）mm。

矢状位参数相关性分析：变直组 3 个参数间均无相关性，其中 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角（r=0.100，P=0.510）；T₁S 与 C₂～C₇ SVA（r=–0.100，P=0.500）；C₂～C₇ Cobb 角与 C₂～C₇ SVA（r=0.080，P=0.610）。前凸组 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角之间成正相关（r=0.540，P=0.000），T₁S 与 C₂～C₇ SVA 之间成负相关（r=–0.450，P=0.001），C₂～C₇ Cobb 角与 C₂～C₇ SVA 之间无相关性（r=–0.003，P=0.980）。

3. 讨论

正常颈椎序列对于维持颈椎生物力学的稳定性及正常活动起至关重要的作用^[8-9]。Patwardhan 等^[10]研究发现颈椎矢状位失衡会在多节段融合术后加速相邻节段的退变，对于颈椎手术来说恢复颈椎矢状位平衡至关重要。任龙喜等^[11]报道颈椎曲度与颈部疼痛程度有关，颈椎生理前凸的维持通过矢状位椎体空间序列和椎间盘边缘前后高度差之间的相互联系完成，椎体空间序列异常将会导致矢状位曲度改变，从而影响整个颈椎的稳定性，由此可能出现不同程度的临床症状。既往对于评估颈椎矢状位平衡主要是通过 C₂～C₇ Cobb 角及 C₂～C₇ SVA 来衡量，C₂～C₇ SVA 能够避免在测量时胸椎及腰椎前移而造成的误差，其更好地反映了颈椎前凸情况^[12]。Youn 等^[13]研究发现 C₂～C₇ SVA 与术后生活质量存在相关性；Tang 等^[14]报道 C₂～C₇ SVA 与简明健康调查量表（SF-36 量表）成负相关（r=–0.43）和颈椎功能障碍指数（NDI）成正相关（r=0.20），C₂～C₇ SVA 超过 40 mm 即表示手术疗效差。由此说明矢状位失衡与术后生活质量密切相关，并且严重影响患者对手术疗效的满意度。而当颈椎曲度变直时颈椎矢状位处于失衡状态，所以在术前应充分考量矢状位平衡情况。C₂～C₇ Cobb 角是衡量颈椎生理前凸的重要指标，具有较高的可信度及可重复性^[15]。近年 Lee 等^[16]通过对 77 名无症状成年志愿者观察，提出 T₁S 与颈椎矢状位平衡相关，且 T₁S 能够反映整个脊柱矢状位平衡情况，所以 T₁S 可作为评估颈椎矢状位平衡的一个重要参数。福嘉欣等^[17]报道行颈椎后路单开门椎管成形的患者，术前较高 T₁S 值（>26.07°）者术后颈椎生理曲度丢失可能性较较小 T₁S 值（<26.07°）者更大，并且推断术前 T₁S 的大小是预测术后颈椎曲度丢失的一个重要参数。所以颈椎矢状位参数在评价颈椎术后功能方面具有重要作用，具有一定临床意义。

而目前对于颈椎矢状位参数的测量主要局限于 X 线片上，又因 X 线片对测量颈椎序列参数具有其本身的局限性，例如对于肥胖患者及肩部轮廓不清患者无法定位于 T₁ 椎体及胸骨上端，X 线片难以进行测量。Jun 等^[18]通过对 50 位无症状成年志愿者进行颈椎 CT 和颈椎 X 线片对比研究发现，CT 中的胸廓入口角和 T₁S 可代替颈椎 X 线片中的测量值来评价颈椎矢状位平衡情况。Qiao 等^[19]通过对 437 例青少年特发性脊柱侧弯患者行 MRI 及 X 线片研究发现，只有 21% 患者在 X 线片能够显现 T₁ 椎体及胸骨上端，而 MRI 中均能显现并测量，并且论证了 MRI 可替代 X 线片测量颈椎矢状位参数且具有较高可靠性，同时 MRI 比 X 线片考虑了更多肌肉等软组织因素的影响。MRI 与 CT 均采用平卧位测量，且 MRI 与 CT 相比具有辐射小的优势，进一步论证了用颈椎 MRI 来测量颈椎矢状位平衡的可行性。既往研究中发现，T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角存在正相关，而与 C₂～C₇ SVA 存在负相关。而这些研究对象大部分是无症状的成年人，并未对病理状态下的各个矢状位参数间的相关性进行讨论，又因既往研究发现 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角之间存在正相关关系，且 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角的变化对患者术后生活质量的改善具有重要影响。脊髓型颈椎病是一种严重的颈椎病类型，严重影响患者的生活质量，大部分患者需要进行手术治疗，而颈椎生理曲度是否存在后凸畸形及变直也会影响手术方案的制定。为此，本研究通过对颈椎不同生理曲度进行分类性探讨，得出各个参数之间是否存在一定相关性，由此分析用颈椎 MRI 测量颈椎矢状位参数是否具有一致性。

本研究结果发现，前凸组中 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角存在正相关，而与 C₂～C₇ SVA 存在负相关，而赵文奎等^[20]通过对 132 名无症状国人研究发现，T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角及 C₂～C₇ SVA 存在正相关关系，其差异可能是因二者测量工具的不一致及患者人群的选择差异所致，因此并不能完全反映平卧位矢状位参数的状态。而 Park 等^[21]通过 CT 对 80 名无症状韩国人研究发现，T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角存在正相关（r=0.83），且与 C₂～C₇ SVA 存在负相关（r=–0.35），并阐述了脊柱外科医生可通过各个参数相关性的关系对颈胸交界处畸形患者做适当的融合角度。此结果与本研究结果一致，且 CT 与 MRI 同采用平卧位，从而论证平卧位矢状位参数的相关性及结果的可靠性，由此得出，前凸组更能反映颈椎矢状位参数之间的相关性。变直组中 T₁S 与 C₂～C₇ Cobb 角及 C₂～C₇ SVA 均不存在相关性，可能因为颈椎曲度变直，头部重心发生改变，从而导致矢状位失衡。由此推测颈椎矢状位参数的相关性在不同矢状位曲度下存在差异，当颈椎生理曲度变直（Cobb 角 0～10°）时，不能反映各个参数之间的相关性。

综上述，不同矢状位曲度下的矢状位参数的相关性存在差异，具有颈椎生理前凸的脊髓型颈椎病患者可仅以 T₁S 的 MRI 测量值作为评判矢状位曲度的主要参数代表。对于颈椎生理前凸变直的脊髓型颈椎病患者，因 T₁S、C₂～C₇ Cobb 角与 C₂～C₇ SVA 之间不存在相关性，所以 3 个参数都需要进行测量来综合评判颈椎矢状位曲度。本研究也有局限性，如未纳入正常对照组进行对照分析，同时未对颈椎退变的严重程度及年龄等因素纳入分析，有待进一步研究明确。