許莫氏結節與腰椎間盤退變分型的相關性研究

李丹丹 張昌政 周澤旺

(1.廣州市第一人民醫院放射科，廣東 廣州 510000；2.廣州中醫藥大學第一附屬醫院放射科，廣東 廣州510000)

許莫氏結節( Schmorl′s nodes，SN)是指當椎體軟骨終板存在薄弱區域時，椎間盤的髓核組織可經薄弱處疝入椎體骨松質內，造成椎體內出現半圓形的缺損陰影，其由Georg Schmorl于1927年首次定義，是行脊柱MRI時較為常見的病變之一，為椎間盤突出的一種特殊類型。但其自命名以來所受到的關注并不多，國內外的教課書對其也僅有一些簡單的描述[1-2]。雖然近年來國內外學者對許莫氏結節進行了較為廣泛地研究，但有關許莫氏結節的病因以及形成機制，尚未形成較為統一的觀點，其是否與椎間盤相關，各文獻報道并不一致。且大多文獻集中于分析許莫氏結節與椎間盤退變分級的關系，對于其與椎間盤退變類型的相關性研究較少。因此有必要對許莫氏結節與腰椎間盤退變分型做一研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年9月1日～2016年12月1日在廣州中醫藥大學第一附屬醫院接受腰椎MRI檢查的患者781例，選出有許莫氏結節的患者93例作為研究對象，其中男性54例，女性39例。所有病例均除外有腰部軟組織的病變、腫瘤、感染、骨折、脊柱側凸畸形、移行椎、椎體滑脫、既往腰椎手術史、精神病史、年齡小于25或大于65周歲的病例。

1.2 MRI檢查 用Philips Achieva 1.5.4.9行腰椎矢狀位T1、T2加權、T2壓脂像以及橫斷面T2加權像掃描，運用脊柱相應掃描參數如下：①腰椎T2WI橫斷面掃描，TR/TE：2890ms/120ms，層厚/層間隔：4mm/0.4mm，矩陣：224/256，NEX：4，FOV：250；②腰椎TlWI矢狀面掃描，TR/TE：497ms/8.3ms，層厚/層間隔：4mm/0.4mm，矩陣：336/512，NEX：4，FOV：370；③腰椎T2WI矢狀面掃描，TR/TE：2766ms/110ms，層厚/層間隔：4mm/0.4mm，矩陣：336/512，NEX：4，FOV：370；④腰椎T2WI壓脂矢狀面掃描，TR/TE：2500ms/150ms，層厚/層間隔：4mm/0.4mm，矩陣：336/512，NEX：3，FOV：370。圖像數據采集為AW4.5工作站。

1.3 許莫氏結節評定 椎體終板的局部凹陷缺損。記錄每個病例的許莫氏結節數目、所在節段、所在椎體終板的上下緣。

1.4 年齡分組 依據WHO提出的新的年齡分段，將研究對象劃分為三組：44歲以下者劃分為青年組，45～59歲者劃分為中年組，60歲以上者劃分為老年組。

1.5 椎間盤退變類型 椎間盤正常：椎間盤形態和信號均正常，未見退變；椎間盤膨出：纖維環向四周彌漫性均勻性超出相鄰椎體邊緣，椎間盤未見局限性突出；椎間盤突出：椎間盤局限性非均勻性超出相鄰椎體邊緣，超出部分仍與原椎間盤相連，其基底連接部分的徑線寬于超出的部分椎間盤組織；椎間盤脫出：指局限性移位的椎間盤組織的徑線寬于基底連接部分，且脫出的椎間盤組織塊大于破裂的椎間盤間隙，穿破纖維環，位于椎管內；Modic改變：MRI上椎間盤相鄰的終板及終板下骨質的信號異常改變，即終板炎；f HIZ：MRI T2WI椎間盤后方的局限性信號增高影；

1.6 許莫氏結節的MRI信號類型 本組病例根據許莫氏結節MRI信號不同，分為3種類型。“無異常改變”表現為許莫氏結節臨近骨髓無明顯異常改變；“脂肪沉積”表現為許莫氏結節T1WI高信號、T2WI高信號，T2WI壓脂序列低信號；“急性炎癥水腫”表現為許莫氏結節T1WI高信號、T2WI低信號改變。

1.7 統計學分析 運用SPSS22.0統計軟件對所有的數據資料進行處理、分析，采用2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 許莫氏結節的性別、年齡、位置分布特點 781例患者中許莫氏結節患者93例，男性54例，女性39例，男性許莫氏結節的檢出率高于女性(2=4.162，P<0.05)，見表1；781例患者中許莫氏結節病人93例，青年組48例，中年組34例，老年組11例，許莫氏結節與年齡無相關性(2=0.705，P>0.05)，見表2； 781例患者共計7810個終板，發生許莫氏結節改變者225個，上終板130個，下終板95個，上終板許莫氏結節的檢出率高于下終板(2=5.606，P<0.05)，見表3。

表1 許莫氏結節的性別分布Table 1 The sex distribution of SN

2.2 許莫氏結節與腰椎間盤退變的相關性 93例許莫氏結節患者共計465個腰椎間盤節段，根據腰椎間盤鄰近終板是否有許莫氏結節改變，分為有許莫氏結節改變組及無許莫氏結節改變組。255個腰椎間盤退變節段，其中有許莫氏結節改變者122例，陽性率為47.8%。剩余節段許莫氏結節改變陽性者55例，陽性率為26.2%(2=22.902，P<0.05)，見表4。

表2 許莫氏結節的年齡分布Table 2 The age distribution of SN

表3 許莫氏結節的位置分布Table 3 The position distribution of SN

表4許莫氏結節合并腰椎間盤退變的分布

Table4ThedistributionofSNcombinedwithlumbardiscsdegeneration

組別有許莫氏結節改變組無許莫氏結節改變組2P退變組12213322.9020.000正常組55155合計177288

2.3 另465個腰椎間盤節段中，177個椎間盤節段鄰近終板發生許莫氏結節改變，根據許莫氏結節MRI信號類型的不同分為無異常改變組、脂肪沉積組及急性炎癥水腫組。無異常改變組122例，其中腰椎間盤退變者69例，陽性率56.6%。脂肪沉積組46例，其中腰椎間盤退變45例，陽性率97.8%。急性炎癥水腫組9例，其中腰椎間盤退變9例，陽性率100%。許莫氏結節MRI信號類型與腰椎間盤退變有關(P<0.05)，見表5。

表5許莫氏結節MRI信號不同類型合并腰椎間盤退變的分布

Table5ThedistributionofSN’sMRIsignalscombinedwithlumbardiscsdegeneration

信號椎間盤正常組椎間盤退變組合計陽性率(×10-2)無異常改變組536912256.6脂肪沉積組1454697.8急性炎癥水腫組099100

注：無異常改變組與脂肪沉積組比較，2=24.226，P=0.000<0.05/3，差異有統計學意義；無異常改變組與急性炎癥水腫組比較，fisher確切檢驗P=0.011<0.05/3，差異有統計學意義；脂肪沉積組與急性炎癥水腫組比較，fisher確切檢驗P=1.000>0.05/3，差異無統計學意義

2.4 許莫氏結節與腰椎間盤膨出的相關性 127個腰椎間盤膨出節段，其中有許莫氏結節改變者61例，陽性率為48.0%。剩余節段許莫氏結節改變陽性者116例，陽性率為34.3%(2=7.362，P<0.05)，見表6。

表6許莫氏結節合并腰椎間盤膨出的分布

Table6ThedistributionofSNcombinedwithlumbardiscsbulging

椎間盤膨出有許莫氏結節改變組無許莫氏結節改變組2P陽性組61667.3620.007陰性組116222合計177288

2.5 根據腰椎間盤鄰近終板發生許莫氏結節的情況 腰椎間盤膨出節段中有許莫氏結節改變者61個，其中累及單側終板者47例，雙側終板者14例，單側終板許莫氏結節改變或雙側終板許莫氏結節改變與其鄰近腰椎間盤膨出的發生率無相關性(2=0.300，P>0.05)。

2.6 許莫氏結節與腰椎間盤突出的相關性 87個腰椎間盤突出節段，其中有許莫氏結節改變者35例，剩余節段許莫氏結節改變陽性者142例，許莫氏結節與腰椎間盤突出無相關性(2=0.213，P>0.05)，見表7。

表7 許莫氏結節合并腰椎間盤突出的分布Table 7 The distribution of SN combined with lumbar discs protrusion

2.7 許莫氏結節與腰椎間盤脫出的相關性 10個腰椎間盤脫出節段，其中有許莫氏結節改變者6例，剩余節段許莫氏結節改變陽性者171例，許莫氏結節與腰椎間盤脫出無相關性(2=1.243，P>0.05)，見表8。

表8許莫氏結節合并腰椎間盤脫出的分布

Table8ThedistributionofSNcombinedwithlumbardiscsherniation

椎間盤脫出有許莫氏結節改變組無許莫氏結節改變組2P陽性組641.2430.265陰性組171284合計177288

2.8 許莫氏結節與HIZ的相關性 26個HIZ節段，其中有許莫氏結節改變者5例，剩余節段許莫氏結節改變陽性者172例，許莫氏結節與HIZ無相關性(2=3.856，P>0.05)，見表9。

表9 許莫氏結節合并HIZ的分布Table 9 The distribution of SN combined with HIZ

2.9 許莫氏結節與modic改變的相關性 64個腰椎modic改變，其中有許莫氏結節改變者47例，陽性率為73.4%。剩余節段許莫氏結節改變陽性者130例，陽性率為32.4%(2=39.389，P<0.05)，見表10。

表10 許莫氏結節合并modic改變的分布Table 10 The distribution of SN combined with modic changes

3 討論

關于許莫氏結節的發生率，文獻報道差異較大，究其原因，可能與納入研究人群的病史、種族、年齡、性別等不同，與對許莫氏結節的評估手段和判定標準不同，以及與研究節段范圍的不同等因素相關。Schmorl等[3]于1971年在尸檢中發現Schmorl的發生率為38%，隨后的解剖學研究中許莫氏結節的發生率明顯升高，達56%～76%[4-5]。MRI技術的發展對大規模人口普查創造了有利條件，目前很多學者認為MRI是一種較為理想的在體評估手段，其敏感又可靠。國外MRI研究報道的普通人群中許莫氏結節發生率約為17%～38%[6-7]，郭炯炯等[8]以中國南方普通人群為對象的研究所獲得的發生率為16.4%。祖偉等[9]報道其發生率為37.61%，本研究結果示許莫氏結節的發生率為11.9%，相對較低。可能與所選研究對象的年齡范圍不同有關，本組病例排除了年齡小于25或大于65周歲的人群，這樣就相對減少了部分因先天因素及嚴重退變所致的許莫氏結節患者的人數，造成許莫氏結節的發生率相對降低。本組病例資料顯示，上終板的許莫氏結節發生率較下終板高，這可能是因為許莫氏結節的發生與生物力學因素相關所引起。

許莫氏結節的男女發病率不同，男性大于女性，本組資料結果顯示許莫氏結節在男性中的發病率(14.4%)高于女性(9.6%)。原因可能為男性在身高、體重、工作強度上通常比女性要高、重，因此男性承受的壓力負荷相對較重，隨之會影響到終板結構的完整性與強度。Adams等[10]研究表明已經受損的椎間盤終板在受到反復壓力負荷下會導致機械應力的改變。此外，可能也是由于不同性別之間椎體與椎間盤的高度存在差異，從而男性終板在較高的壓力下更易遭受破壞[11]。

對于許莫氏結節的發生與年齡的相關性，文獻報道不一。有文獻表明許莫氏結節的發病率與年齡呈顯著正相關，即年齡越大，許莫氏結節的發病率越高[12]。但Takatalo等[13]學者認為除了老年時期，青少年時期亦是許莫氏結節的高發時期。本研究發現許莫氏結節的發生率在不同年齡分組的差異無顯著性意義，此結果與文獻研究不同，其原因可能是本研究納入對象為25～65周歲的人群，未將青少年及65歲以上的老年人納入研究。另一原因可能與本研究是針對許莫氏結節患者的不同年齡段(青年、中年、老年)的發生率所致。

經典許莫氏結節的形成過程：當椎體終板退變時會破壞椎間盤的營養通路，引起椎間盤退變,退變的椎間盤對鄰近終板進行機械壓迫變薄,椎體終板的薄弱區域會導致終板面生物力學發生改變,當應力達到臨界值時,終板開始向下塌陷進入松質骨內。隨著應力的進一步發展,薄弱的椎體終板將無法承受突入的髓核的壓迫而發生斷裂,應力學改變致使終板進一步損傷,椎間盤向應力學方向突出,即椎間盤髓核組織經破裂的軟骨終板突入相鄰的椎體松質骨內。許莫氏結節的形成過程表明了其與腰椎間盤退行性變的關系密切。大多文獻研究報道也證實了這一點，Pir-rmann等[4]對胸、腰椎脊柱標本進行解剖觀察和X線檢查，發現許莫氏結節與中等程度的脊柱退變相關。Mok等[14]通過對2449例腰椎退行性變的橫向研究中發現許莫氏結節與椎間盤退變明顯相關。曹勝等[15]對頸椎許莫氏結節與椎間盤退變的關系研究中，表明鄰近終板發生許莫氏結節的椎間盤退變分級較鄰近終板未發生許莫氏結節的椎間盤退變分級高，而且雙側鄰近終板均發生許莫氏結節的椎間盤退變分級較僅單側鄰近終板發生許莫氏結節的椎間盤高。

根據Modic等[16]以及Peng等[17]的描述，將腰椎間盤退變分為正常、膨出、突出、脫出、Modic改變(Modic changes，MC)、高信號區(high intensityzone，HIZ)。本研究結果顯示許莫氏結節的發生與腰椎間盤退變相關，許莫氏結節在腰椎間盤退變中的發生率(47.8%)高于許莫氏結節在腰椎間盤正常中的發生率(26.2%)，且許莫氏結節的MRI信號類型不同，相鄰腰椎間盤退變的發生率也不同，許莫氏結節MRI信號無異常改變組的相應椎間盤退變發生率低于脂肪沉積組及急性炎癥水腫組，該研究結果提示當許莫氏結節臨近骨髓信號無異常改變時，可能處于許莫氏結節的初級階段，鄰近腰椎間盤尚未發生退變，隨著病情進一步進展，臨近骨髓水腫、脂肪沉積，便可能引起腰椎間盤退變的發生。研究還發現許莫氏結節與腰椎間盤膨出相關，許莫氏結節在腰椎間盤膨出中的發病率(48.0%)高于許莫氏結節在無腰椎間盤膨出中的發病率(34.3%)，提示其和輕中度的椎間盤退變關系密切。但是雙側或單側終板發生許莫氏結節在腰椎間盤膨出中的發病率差異無統計學意義。

文獻報道許莫氏結節在腰椎間盤突出、脫出、HIZ中的發生率較低，這可能因為許莫氏結節為椎間盤突出的一種特殊形式，表現為向終板松質骨內突出，相應的就降低了椎間盤內的壓力，在許莫氏結節患者中椎間盤壓力相對不高，從而減少了發生椎間盤突出、脫出或HIZ的可能性。HIZ患者表現為外層纖維環撕裂，相應椎間盤內壓力減小[17]。Modic改變與終板受到的異常應力和局部生化免疫反應密切相關[18-19]，而這些因素同樣可能在許莫氏結節的發生、發展過程中起重要作用[1，20]，從而解釋了許莫氏結節在Modic改變中的多發現象。本研究結果示許莫氏結節與腰椎modic改變關系密切，與文獻報道基本一致。另外，本研究結果還表明許莫氏結節的發生與腰椎間盤突出、脫出、HIZ相關性，與文獻報道不盡一致，考慮可能與納入研究的對象、研究方法等不同有關。但本研究為橫斷面研究，尚不能確定許莫氏結節與腰椎間盤退變類型兩者之間的關系，要想更深入地了解、確定兩者之間的聯系，必須進行長期、有效的病例隨訪研究。

4 結論

本研究結果顯示腰椎許莫氏結節的發生率男性大于女性，上終板大于下終板；許莫氏結節的發生與腰椎間盤退變、膨出有明顯關系，并與modic改變密切相關；許莫氏結節的MRI信號類型不同，相鄰腰椎間盤退變的發生率也不同。