正常腰神經(jīng)根磁共振神經(jīng)成像臨床影像學特點研究

丁 一 楊晉才 張黎明 楊再松 尹 鵬 劉 暢 許春陽

(首都醫(yī)科大學附屬北京朝陽醫(yī)院骨科，北京 100020)

腰椎退行性疾病是一類常見病、多發(fā)病，發(fā)病率呈逐年上升趨勢。隨著對腰骶椎退行性改變研究的深入，國內外學者已將腰神經(jīng)根受到機械性壓迫作為引起腰骶及下肢放射痛的首要原因[1]。腰骶神經(jīng)根自硬脊膜囊的前外側穿出，在椎管內斜向外下走行，由椎弓根下經(jīng)椎間孔出椎管。突出物可壓迫或刺激神經(jīng)根的起始段，或將離開硬膜囊進入單獨神經(jīng)根鞘的馬尾神經(jīng)。弄清神經(jīng)根的位置以及與椎體的相對關系，不僅有助于解釋臨床癥狀，也對術中保護神經(jīng)根有著實用意義[1-3]。特別是隨著脊柱微創(chuàng)手術的不斷發(fā)展，微創(chuàng)入路過程中的神經(jīng)損傷合并癥日益增多，Jacquot等[4]報道經(jīng)皮內鏡輔助下經(jīng)椎間孔腰椎減壓融合手術的神經(jīng)損傷合并癥發(fā)生率為12.3%。因此，學者們開始圍繞腰骶神經(jīng)根的走行、位置、毗鄰作了大量實驗及觀測，其中利用尸體標本或CT檢查進行腰骶叢參數(shù)測量在國內外已有報道[4-6]，脊柱磁共振成像對軟組織分辨率高，可清晰顯示神經(jīng)走行與毗鄰結構，充分反映骨性椎管、韌帶、軟組織等與神經(jīng)根之間的位置關系。因此，磁共振技術成為顯示神經(jīng)根的最佳技術。但借助腰骶叢磁共振神經(jīng)成像(magnetic resonance neuroimaging，MRN)進行測量的文獻報道較少，特別是針對國人。通過磁共振神經(jīng)顯像對國人的腰骶叢神經(jīng)影像的解剖參數(shù)進行系統(tǒng)、全面的測量和研究顯得尤為重要，為術中避免神經(jīng)根損傷提供重要的解剖學參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取30名健康成人，其中男性15名，女性15名，平均年齡(24.3±2.1)歲，體質量指數(shù)(body mass index， BMI): (21.2±1.3)kg·m-2。納入標準：年齡大于 18 歲；通過影像學檢查排除椎間盤退變、突出但無癥狀者；BMI：(18.5～23.9)kg·m-2。排除標準：脊柱畸形、創(chuàng)傷性腰椎滑脫、有腰腿痛病史、退變性發(fā)育不良性、腰椎退行性病變、腰椎外傷、脊柱手術史、脊柱腫瘤、脊柱結核脊柱感染病史、代謝性骨病及合并無法進行磁共振檢查疾病者。

1.2 掃描圖像處理及參數(shù)測量方法

1.2.1 MRN圖像處理

采用德國西門子公司Magnetic resonance 3.0T機器對被檢者進行磁共振薄層掃描，冠狀位將T2W1 FRFSE-XL序列作為MRN的基本序列，在T2W1的圖像上增加FATSAT脂肪抑制的技術，結合T2W1矢狀位及軸位圖像對其目標區(qū)進行冠狀位的MRN掃描定位，定位線的后緣覆蓋椎管后緣3～4層，定位線的中點位于L4椎體的中點，MRN冠狀位圖像掃描范圍包括T12椎體上緣至S1椎體下緣。

1.2.2 相關參數(shù)及測量方法(以L4為例)

1)神經(jīng)節(jié)上下徑及左右徑:矢狀位上定位L4椎體后緣，軸位上定位神經(jīng)節(jié)截面中點，此時冠狀位可見神經(jīng)節(jié)截面，測出神經(jīng)節(jié)上下水平切線之間的距離(圖1A)。

2)神經(jīng)節(jié)最大徑及最小徑：矢狀位上定位L4椎體后緣，軸位上定位于神經(jīng)節(jié)截面中點，此時冠狀面可見神經(jīng)節(jié)截面，取神經(jīng)節(jié)斜行最長距離及最短距離(圖1B)。

3)神經(jīng)節(jié)距上、下位椎弓根：矢狀位上定位L4椎體后緣，軸位上定位神經(jīng)節(jié)截面中點，此時冠狀面可見神經(jīng)節(jié)截面，取神經(jīng)節(jié)上下的切點及上下位椎弓根的切點，測得神經(jīng)節(jié)距上、下位椎弓根的距離(圖1C、圖1D)。

4)神經(jīng)根與矢狀面的夾角：矢狀位上定位L4椎體后緣，軸位橫切雙側神經(jīng)節(jié)，取神經(jīng)根發(fā)出硬膜囊內側緣的切線，該線與硬膜囊外側緣的垂線之間的夾角(圖1E)。

5)上下相鄰神經(jīng)節(jié)距離：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位雙側神經(jīng)節(jié)后，冠狀面取上位的神經(jīng)節(jié)下端的水平切線和下位神經(jīng)節(jié)上端的水平切線，連接兩條切線的垂線即為上下相鄰神經(jīng)節(jié)的距離(圖1F)。

6)神經(jīng)根腋部至神經(jīng)節(jié)距離：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位于神經(jīng)節(jié)截面中點，此時冠狀面可見神經(jīng)節(jié)截面，取神經(jīng)根發(fā)出硬膜囊下端的交點，即神經(jīng)根腋部，至神經(jīng)節(jié)起始部位之間的距離，該距離即為神經(jīng)根腋部至神經(jīng)節(jié)的距離(圖1G)。

7)神經(jīng)根發(fā)出的位置：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位神經(jīng)節(jié)截面中點，此時在冠狀面上可見神經(jīng)節(jié)的截面，取神經(jīng)根腋部至椎體下緣的距離，距椎體下緣的距離即為神經(jīng)根發(fā)出位置(圖1H)。

8)Kambin安全三角的面積：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位神經(jīng)節(jié)截面中點，此時冠狀面可見神經(jīng)節(jié)截面，以下位椎弓根的上緣水平線為底邊，取神經(jīng)根發(fā)出硬膜囊下端的交點沿神經(jīng)根內緣的延長線作為斜邊，硬膜的外緣為第三邊，三線相交形成的直角三角形即為所測的安全三角，據(jù)所測底和高的數(shù)據(jù)即可得出傳統(tǒng)安全三角的面積(圖1I、圖1J)。

數(shù)據(jù)測量由3名經(jīng)驗豐富的本課題組成員完成(1位放射科副主任醫(yī)師、1位脊柱外科主任醫(yī)師、1位脊柱外科主治醫(yī)師)，并在剔除偏差較大數(shù)據(jù)后，對三者測量所得結果取均數(shù)。

圖1 相關參數(shù)及測量方法Fig.1 Relevant parameters and measurement methods

A： the transverse and axial diameters of ganglion；B: the longest and shortest diameters of ganglion；C: the distance from ganglion to the upper pedicle；D: the distance from ganglion to the lower pedicle；E: the angle between nerve root and sagittal plane；F: the distance between the adjacent upper and lower ganglia；G: the distance from the axillary part of the nerve root to the ganglion；H:the distance from the axillary part of the nerve root to the lower margin of the vertebral body；I: the area of Kambin safety triangle；J:the bottom and high of Kambin safety triangle.

1.3 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 一般情況

30名健康成人L1～S1節(jié)段神經(jīng)根通過薄層MRN掃描技術均獲得良好顯像。且各項左右參數(shù)之間比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.2 神經(jīng)節(jié)相關參數(shù)

神經(jīng)節(jié)從L1至L5逐漸增大，左右側參數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，L1神經(jīng)節(jié)的左右徑為(5.38±0.43)mm，上下徑為(5.73±0.34)mm，長徑為(6.34±0.47)mm，短徑為(4.93±0.36)mm，L5神經(jīng)節(jié)的左右徑為(7.09±1.15)mm，上下徑為(7.93±0.95)mm，長徑為(11.25±1.52)mm，短徑為(6.19±0.62)mm，詳見表1，表2。

LumbarTransverse diameters Axial diameters Left95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL15.78±0.345.65-5.905.69±0.245.60-5.775.31±0.435.15-5.465.43±0.345.30-5.55L26.89±0.216.81-6.966.93±0.546.73-7.126.21±0.566.01-6.416.33±0.456.16-6.49L37.15±0.516.96-7.336.95±0.586.74-7.156.41±0.436.25-6.566.14±0.415.99-6.28L47.76±0.907.43-8.087.83±0.707.58-7.587.02±0.876.70-7.337.02±0.626.79-7.24L57.88±0.957.54-8.228.03±0.687.78-8.277.15±1.156.73-7.567.04±0.936.70-7.37

LumbarLongest diametersShortest diametersLeft95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL16.57±0.476.40-6.736.61±0.446.45-6.764.92±0.364.79-5.044.95±0.564.75-5.15L27.23±0.557.03-7.427.27±0.467.10-7.435.46±0.445.30-5.615.45±0.665.21-5.68L38.88±1.148.47-9.288.99±1.188.56-9.415.81±0.345.68-5.935.64±0.535.45-5.83L410.47±2.149.70-11.2310.93±2.2510.12-11.736.11±0.715.85-6.365.95±0.575.74-6.15L511.20±1.600.62-11.7711.39±1.5210.84-11.936.21±0.625.98-6.435.99±0.605.77-6.20

2.3 神經(jīng)根與毗鄰結構的位置關系

神經(jīng)根腋部至神經(jīng)節(jié)的距離隨腰椎節(jié)段的下移逐漸增大，左右側參數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，L1節(jié)段距離最小為(7.43±2.34)mm，L5節(jié)段距離最大為(12.98±3.31)mm；神經(jīng)根自硬膜囊發(fā)出點距椎體下緣的距離亦隨腰椎節(jié)段下移而逐漸增大，即神經(jīng)根自硬膜囊的發(fā)出位置逐漸遠離椎體下緣，L1節(jié)段距離最小為(8.89±2.89)mm，L5節(jié)段距離最大為(19.96±3.70)mm，詳見表3，表4。

2.4 Kambin安全三角的面積

在測量Kambin安全三角時發(fā)現(xiàn)，L5神經(jīng)根節(jié)段即L5/S1椎間孔內，由于人體解剖結構骶骨的傾斜，使S1椎體的椎弓根上緣水平線無法顯示，因此無法計算L5節(jié)段的Kambin安全三角面積。L1～L4節(jié)段，Kambin安全三角的面積逐漸增大，左右側參數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，L1節(jié)段Kambin三角面積最小為(153.73±37.34)mm2，L4節(jié)段Kambin三角面積最大為(193.19±36.15)mm2，詳見表5。

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL17.45±2.346.61-8.287.41±2.316.58-8.23L27.89±3.126.77-9.007.92±3.156.79-9.04L38.94±2.468.06-9.828.77±2.537.86-9.67L410.47±1.959.77-11.169.86±2.019.14-10.57L512.86±3.3111.67-14.0413.01±3.1611.87-14.14

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL18.87±2.897.83-9.908.93±3.137.81-10.05L29.34±3.198.19-10.489.43±3.188.29-8.29L310.61±2.469.73-11.4910.61±2.499.71-11.50L414.71±2.9013.67-15.7414.09±2.0613.35-14.82L519.99±3.8118.62-21.3519.94±3.7018.61-21.26

LumbarLeftRightArea95%CIArea95%CIL1/2155.78±37.34142.41-169.14150.67±38.92136.74-164.59L2/3163.73±35.67150.96-176.49158.73±36.73145.58-171.87L3/4170.65±31.36159.42-181.87165.40±36.65152.28-178.51L4/5194.14±36.15181.20-207.07188.67±40.23174.27-203.06

2.5 神經(jīng)節(jié)與上下位椎弓根的距離

L1～L5神經(jīng)節(jié)距上下位椎弓根的距離隨腰椎節(jié)段下移而逐漸減小，左右側參數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。L1節(jié)段神經(jīng)節(jié)距上下位椎弓根的距離最大，分別為(7.91±1.94)mm、(9.41±1.87)mm。在L5節(jié)段即L5/S1椎間孔內，神經(jīng)節(jié)距上位椎弓根下緣的距離為(-3.13±2.54)mm，即表示該神經(jīng)節(jié)的上緣處于L5椎弓根下緣的上方；神經(jīng)節(jié)距下位椎弓根上緣的距離亦由于骶骨前傾變化而未能測量。L1～L5神經(jīng)節(jié)隨腰椎節(jié)段下移，逐漸靠近上位椎弓根，并在L5/S1節(jié)段緊貼L5椎弓根，進行操作或手術時要密切注意二者關系，避免損傷神經(jīng)節(jié)，詳見表6。

LumbarDistance from ganglion to the upper pedicleDistance from ganglion to the lower pedicleLeft95%CIRight95%CILeft95%CIRight95%CIL1 7.89±1.947.19-8.587.93±1.897.25-8.609.34±1.948.64-10.039.45±1.878.78-10.11L26.53±1.735.91-7.146.65±1.566.09-7.208.56±1.847.90-9.218.78±1.568.22-9.33L35.01±1.814.36-5.655.04±1.384.54-5.537.68±2.686.72-8.637.86±2.027.13-8.58L42.50±1.411.99-3.002.35±0.962.00-2.696.61±1.676.01-7.207.30±1.796.65-7.94L5-2.96±2.542.05-3.86-3.49±2.062.75-4.22

2.6 上下相鄰神經(jīng)節(jié)的距離及神經(jīng)根與硬膜囊外緣的夾角

L1～L5節(jié)段上下相鄰神經(jīng)節(jié)的距離逐漸減小，神經(jīng)根與矢狀面的夾角逐漸減小，并且左右側參數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。L1節(jié)段上下相鄰神經(jīng)節(jié)距離最大為(27.84±1.98)mm，L5節(jié)段上下相鄰神經(jīng)節(jié)距離最小為(11.94±5.51)mm。L1神經(jīng)根起始部內側緣與硬膜囊外側緣垂線的夾角為(39.53±3.97)°，L5神經(jīng)根起始部內側緣與硬膜囊外側緣垂線的夾角為(27.56±4.45)°。隨腰椎節(jié)段下移，上下神經(jīng)節(jié)間距逐漸減小，神經(jīng)根與硬膜囊內側緣夾角減小，表明神經(jīng)根走行漸陡，安全三角變得狹長。詳見表7，表8。

LumbarLeftRightDistance95%CIDistance95%CIL127.58±1.9826.87-28.2828.34±1.9427.64-29.03L223.47±2.7922.47-24.4624.54±2.6123.60-25.47L321.32±3.0920.21-22.4221.18±2.8820.14-22.21L417.88±2.9316.83-18.9219.26±3.3518.06-20.45L512.15±5.5110.17-14.1211.64±4.1310.16-10.16

LumbarLeftRightAngle 95%CIAngle 95%CIL139.43±3.9738.00-40.8539.56±4.4537.96-41.15L236.32±4.2134.81-37.8236.89±3.7835.53-38.24L334.25±4.3732.68-35.8135.00±2.7634.01-35.98L431.88±4.0430.43-33.3232.25±3.3631.04-33.45L527.25±4.0525.80-28.6927.75±4.6826.07-29.42

3 討論

3.1 腰骶叢神經(jīng)參數(shù)的測量意義

根據(jù)病因機制、病理類型和癥狀的差異，有人形象地將腰椎疾患稱為“hypermarket”。因此也衍生出非手術治療、傳統(tǒng)開放手術以及微創(chuàng)手術等治療方式。自1964年微創(chuàng)入路首次被應用于治療腰椎間盤疾病，隨著對脊柱結構認識的不斷深化、創(chuàng)新術式的不斷涌現(xiàn)、以及器械工藝的不斷提升，脊柱微創(chuàng)治療方法日新月異，微創(chuàng)能觸及的“領域”也更加寬廣、深入。但是，“椎間孔”目前仍是進行脊柱微創(chuàng)操作的主要入路通道。1987年Kambin等[7]為此提出的椎間孔鏡手術的安全三角區(qū)“Kambin三角”這一概念，隨著椎間孔入路微創(chuàng)術式的不斷推廣，Kambin安全三角也一直沿用至今并得到越來越多醫(yī)師學者的重視，同時各國學者也對這一椎間盤后外側安全工作區(qū)域有了不同的認識[8-10]?！癒ambin安全三角”這一概念的提出為經(jīng)椎間孔安全建立通道與髓核摘除減壓提供了參考。

降低腰椎術后合并癥的發(fā)生率是各國學者面臨的共同問題。腰椎手術術后可發(fā)生神經(jīng)損傷、腦脊液漏、腰椎手術失敗綜合征等一系列合并癥。這不僅導致了大量的醫(yī)療資源的浪費和加重了社會的經(jīng)濟負擔，也給患者的身心造成巨大的痛苦甚至是災難[11]。Ma等[12]在對腰椎后路融合手術進行報道時,其神經(jīng)根的損傷發(fā)生率在1.5%～4%；Okuyama等[13]經(jīng)過長期的回顧性研究，發(fā)現(xiàn)后入路腰椎椎間融合術術后神經(jīng)根的損傷率高達8%，包括神經(jīng)根的一過性損傷；而國內對于腰椎后路融合手術術后神經(jīng)根損傷的報道比國外更高(3.4%～11.1%)[14-16]。因此，為了減少常規(guī)手術的合并癥發(fā)生、降低手術風險、提高手術的療效，更多的腰椎相關的基礎解剖研究極為必要。

3.2 基于MRN技術及影像學測量的臨床意義

通過磁共振腰骶叢神經(jīng)影像學參數(shù)的測量，得到了大量L1～S1節(jié)段相關參數(shù)，通過統(tǒng)計學檢驗分析，建立健康志愿者的磁共振腰骶叢神經(jīng)影像參數(shù)參照基線，有助于判斷我國國人腰骶叢與椎體間的毗鄰關系是否存在異常。同時，與疑似腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation, LDH)人群進行比較，有利于病變部位的明確，進一步提高診斷的準確性，可有效提高腰椎相關疾患的診斷。

對測量參數(shù)進行統(tǒng)計學分析后發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)根發(fā)出的位置位于對應椎體下緣的上方，隨著腰椎節(jié)段的下移，腋部距椎體下緣的距離逐漸增大，距椎間盤越來越遠，位置逐漸增高；神經(jīng)根與矢狀面的夾角逐漸變小，發(fā)出點逐漸變高，這些結構與位置上的變化使得神經(jīng)根走行漸陡，手術時切勿過度牽拉。由于角度較小，若發(fā)生過度牽拉，可導致神經(jīng)根損傷而出現(xiàn)術后嚴重的感覺運動障礙。

同時本研究顯示，隨著節(jié)段的下移，“Kambin安全三角”的面積呈逐漸增大趨勢，椎間孔內建立通道、操作空間增大。但與此同時，神經(jīng)節(jié)也會逐漸增大，并逐漸遠離神經(jīng)根發(fā)出位置，而距椎弓根的距離逐漸減小。在L5～S1節(jié)段處，神經(jīng)節(jié)的上緣甚至緊貼上位椎體椎弓根下緣，使手術操作對神經(jīng)根損傷風險升高。因此，謹防對神經(jīng)節(jié)的意外牽拉也是不可忽視的。國外多項研究[17-21]顯示，脊神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)的水腫是腰椎間盤突出時根性神經(jīng)疼痛的病理學基礎，也是下腰痛及坐骨神經(jīng)痛的主要致痛原因，而神經(jīng)內膜水腫的主要原因是突出椎間盤對腰骶神經(jīng)根(節(jié))的機械性壓迫作用和髓核突出物質的致炎作用。梁慧等[22]通過對65例診斷為LDH的患者和30例健康志愿者的神經(jīng)節(jié)直徑進行測量分析，發(fā)現(xiàn)LDH患者突出節(jié)段神經(jīng)節(jié)的直徑明顯大于正常志愿者神經(jīng)節(jié)的直徑，且兩者差異有統(tǒng)計學意義；在進行健側和突出側比較時，LDH患者突出側神經(jīng)節(jié)的直徑明顯大于健側，兩者之間差異有統(tǒng)計學意義。該研究表明，當腰椎間盤突出時，突出節(jié)段神經(jīng)節(jié)直徑會發(fā)生相應變化。經(jīng)椎間孔手術時尤其應注意，防止因神經(jīng)節(jié)損傷而導致術后反復的下腰痛。

在疾病治療方面，椎間孔內包含神經(jīng)根、血管以及大量脂肪組織，可操作空間相對狹窄[23-24]。若操作不當，極易對神經(jīng)根造成機械牽拉壓迫甚至離斷損害。長期存在腰腿痛的人群術前進行腰骶叢磁共振神經(jīng)成像檢查與圖像分析后，根據(jù)個體化治療原則，確定責任節(jié)段安全三角范圍，并對其模擬操作及選取適合的手術器械、椎間融合器型號，具有指導意義，可為手術的選擇提供理論依據(jù)，減少手術創(chuàng)傷及術后合并癥，提升手術預后，以達到精準、微創(chuàng)、高效的目的。

因此，在臨床實際操作中MRN可為手術醫(yī)生確定安全區(qū)域及手術減壓范圍提供影像學參考?；贛RN技術對腰神經(jīng)根及毗鄰結構進行測量及解剖學研究，通過操作通道在其安全三角區(qū)域內行減壓操作具較為重要的臨床意義。