發育性頸椎管狹窄影像學評估的研究現狀

來佳輝，李宗陽，簡磊，張新勝，楊彬，羅建平

(河南大學人民醫院/河南省人民醫院 脊柱脊髓外科，河南 鄭州 450003)

發育性頸椎管狹窄(developmental cervical spinal stenosis，DCS)的概念是Hinck等[1]于1964年首先提出的，以區別于退變性頸椎管狹窄。DCS是指在頸椎的發育過程中，因某些因素導致椎弓發育過短，椎管矢狀徑較正常狹窄，使脊髓及脊神經根受到刺激或壓迫[2]，從而導致相應臨床癥狀的發生。現代醫學認為DCS是頸椎病發病的重要基礎因素，椎管狹窄可能會壓迫脊髓，導致頸椎病的發生[3-4]。Higo[5]的研究表明，脊髓型頸椎病中DCS占82%。Zhang等[6]隨訪了122例頸椎病患者，其中41.0%的患者存在DCS。

目前，DCS在影像學上可以從X線、CT、MRI等方面進行診斷，但在某些情況下，臨床診斷過程仍有困難。本文通過檢索文獻，對DCS的影像學診斷進行綜述。

1 X線

1.1 Murone法Boijsen[7]、Yamahata等[8]認為頸椎管矢狀徑在判斷DCS上有重要意義。在頸椎標準側位X線片上，測量椎體后緣中點與椎板、棘突結合部之間的最小距離[9]。頸椎椎管矢狀徑正常在14 mm左右，絕對值為10～12 mm，屬于相對狹窄，絕對值<10 mm屬于絕對狹窄。頸椎X線側位片上的椎管矢狀徑是反映頸椎管大小的最有價值的指標。劉世杰等[10]測量400例側位片，發現當C3～C7椎管矢狀徑<12 mm時，即可確定為椎管狹窄。這種方法較為簡便，需要輔助工具較少，適用于各級醫院。但由于放大率的變化以及目標距離、物片距離的不同，導致取得的正常值各有差異，在實際應用過程中應考慮到誤差的問題。

1.2 稱重法為了消除投照等諸多因素的影響，Chrispin等[11]于1963年提出用“稱重法”估計椎管的大小。他們將頸椎X線側位片上椎管投影區和椎體投影區分別剪下，然后將二者稱重，發現在正常人之中二者的重量相等，而在椎管狹窄患者中前者與后者的重量之比<85%。稱重法開創了“比值法”的先河，計算投影面積比的方法可以消除X線投影放大率的影響，在消除測量誤差方面有較好的效果。但在實際生活中，這種測量方法對影片產生了破壞，可重復性較低，應用價值不高。

1.3 比值法1987年，Pavlov等[12]提出測量頸椎椎管矢狀徑及其相應椎體的中矢徑比率的方法，即頸椎管率，又稱Torg比率或Pavlov比率，該比率正常時為1∶1，當Torg比率≤0.82即可確診為DCS。具體方法：在頸椎側位X線片上測量椎管矢狀徑和椎體矢狀徑，然后用椎管矢狀徑比椎體矢狀徑得出結果。椎管矢狀徑是從椎體后緣的中點到棘突基底線的最短直線；椎體矢狀徑是由椎體前緣中點至后緣中點的連線。黨耕町等[13]通過大量病例抽樣調查，得出頸椎管狹窄的診斷標準為Torg比率<0.75。當連續三節椎管矢狀徑/椎體矢狀徑的比值<0.75，即可診斷為DCS(適用于C3～C7)。該方法避免了X線照片中常見的不同目標距離、物片距離和放大誤差引起的測量差異。Song等[14]認為Torg比率可能是診斷DCS和預測DCS預后的有效指標。Torg比率對診斷DCS具有很高的敏感性，但特異性較低[15]。且其存在個體差異性，由于男性的椎體矢狀徑通常較大，導致比值較小。此外，種族[16]、年齡[17]都會影響Torg比率的客觀性。Torg比率未考慮不同患者的脊髓大小不同，占據椎管內空間的后縱韌帶等軟組織結構[18]。Blackley等[19]認為椎管與椎體的比值在評估椎管真實直徑方面的價值有限。Yu等[20]應用MRI計算Torg比率來反映椎體與硬膜囊及其周圍軟組織之間關系的參數，以評估椎管內的確切結構，防止盡管椎管相對狹窄，但硬膜囊周圍仍有足夠空間的現象。但MRI對骨性結構顯示不夠敏感，層厚大，測得結果往往不能反映實際情況。與以前的方法相比，Torg比率是診斷DCS的更準確的指標，應用較為簡便，且適用范圍廣[21]，避免了影像資料不全而導致無法測量的情況，提高了精確度和臨床實用價值，具有較強的實用性。但它的低特異性和個體異質性在臨床應用中也不可忽視。

1.4 C5的LM/CD比值鑒于Torg比率對診斷DCS的特異性較低，Horne等[15]于2016年提供了一個更加客觀、敏感和特異的放射學指標來評估DCS，通過分析150例成人頸椎側位片上的C3～C6節段，測定了側塊-椎體后緣的垂直距離(lateral mass-to-posterior vertebral body distance，LM)、椎管直徑(vertebral canal diameter，CD)。Horne計算了這些測量的比率以消除放大效應。受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析用于確定具有最佳靈敏度和特異度的放射學測量比率，使用真實管徑<12 mm來確定DCS。當C5的LM/CD比值≥0.735時，顯示椎管直徑<12 mm，此時也表明從C3～C6的任何頸椎水平都有DCS。這種方法為診斷DCS提供了一個新的指標，是篩查成年人DCS的最佳放射學測量方法，它為醫生提供了客觀的放射線檢查工具，以檢測DCS，并決定是否需要額外的影像學檢查或手術治療。同時，此法可以消除放大比率的影響，不受年齡、性別、種族差異等因素的影響，較Torg比率有了很大的改善。它在預測小于45歲患者患有DCS方面特別有效。但是這種評估方法依賴于使用二次成像模式的正式計算和測量。

1.5 目測椎管小關節重疊率Iclal等[22]認為Torg比率和C5的LM/CD比值還需要進行數值計算，有一定的局限性，不利于篩查。因此，Iclal提出了一種適用于所有患者群體的廉價、快速應用的篩查方法，即目測椎管小關節重疊率。通過對96例患者的回顧性分析，在頸椎X線的正側位片上，目測估計椎管小關節重疊的視覺百分比，當椎管小關節重疊≥80%可以判斷為DCS。目測椎管小關節重疊率對判斷DCS有很高的特異性，范圍為91%～93%[22]，可以確定潛在的DCS，從而確定高危人群。但是其未評估個人的椎體大小對結果的影響，每位臨床醫生可能因為臨床經驗的不同而判斷不一。

1.6 椎板矢狀徑測量孫鑫等[23]發現DCS的患者多存在椎板發育異常，表現為椎板內聚或增厚，在X線側位片上常表現為椎板矢狀徑較正常人縮短。將椎管矢狀徑以關節突關節后緣為界，分為前后兩部分，后半部分即椎板矢狀徑(即關節突關節后緣至棘突椎板線的距離)。Jenkins等[24]同樣發現在DCS患者中，C3～C6節段椎板矢狀徑較正常人群縮短。椎板矢狀徑測量未定義DCS患者的椎板矢狀徑具體數值，為實現其在臨床上的應用，仍需進行更大規模的人群統計學分析，多中心調查，并進行試驗分析。

2 CT

2.1 椎管及脊髓矢狀徑DCS患者椎管各徑線均小于正常人，椎管呈扁三角形，硬膜囊及頸脊髓呈新月形，頸脊髓矢狀徑<4 mm(正常人為6～8 mm)，蛛網膜下腔細窄，椎管正中矢狀徑<10 mm[27]，此法為CT版本的“Murone法”。測量椎管正中矢狀徑在臨床中應用簡單，不需要進行計算，較為省時，但使用中要注意避免測量的誤差。

2.2 寰椎正中矢狀內徑由于大部分測量方法僅適用于下頸椎(C3～C7)，上頸椎這種特殊的解剖結構一直沒有合適的診斷方法。安巖等[28]通過對958例資料進行回顧性分析，測得我國成人正常寰椎正中矢狀內徑(寰椎正中矢狀內徑為CT的橫斷位和矢狀位上測量從寰椎前弓齒突凹最后方至后弓腹側的最短距離[2])平均為(29.05±1.60)mm，并利用參考區間法定義內徑值≤25.91 mm作為寰椎DCS的診斷標準。目前，有關寰椎DCS的診斷標準的文章有限，此法有利于臨床醫生對寰椎DCS患者的診斷。但是此研究為單中心回顧性研究，納入樣本量少且局限，在實際中應綜合考慮其他方面的因素再加以運用。

2.3 平均骨性椎管面積(osseous spinal canal area，OSCA)與硬腦膜囊面積(dural sac area，DSA)雖然臨床出現了多種測量方法，但還沒有專門針對DCS形態學的研究。為了闡明DCS與頸椎形態特征之間的關系，Miyazaki等[29]把患者分為DCS組和NDCS組，通過脊髓造影后CT掃描，收集數據進行統計分析，得出DCS組C3～C7的OSCA和DSA小于NDCS組，其中C3～C5差距較明顯。此法的缺點在于未定義DCS患者OSCA和DSA面積的具體標準，不同人種、不同性別的患者OSCA和DSA的面積會有所不同，且其測量較為復雜，檢測成本較高，臨床應用受到一定的限制。

3 MRI

3.1 脊髓緩沖空間(space available for the spinal cord，SAC)Tierney等[30]應用MRI，報告平均椎管矢狀徑為(13.28±1.47)mm，平均椎體矢狀徑為(17.7±2.18)mm，根據頸椎節段報告的SAC值(2.5～10.4 mm)，在C3和C5處SAC的平均值最小，約為5.3 mm。種族、性別和某些軟組織結構均會導致椎管矢狀徑的結果不同。Matveeva等[31]認為用脊髓緩沖空間來判定有無DCS比較合適。SAC為椎管的矢狀徑減去脊髓的矢狀徑。通過分析數據，當SAC的值小于5 mm時，可以判定為DCS。由于椎管內后縱韌帶和黃韌帶并未構成脊髓緩沖空間，Nell等[32]認為利用硬脊膜囊矢狀徑減去脊髓矢狀徑所得數值更加接近真實的脊髓緩沖空間，更具有臨床意義。脊髓緩沖空間可比較客觀地反映椎管的大小，DCS脊髓緩沖空間的減小主要是由于硬脊膜囊正中矢狀徑減小所致。SAC的測量比Torg比率更依賴于椎管，因此可能是更有效的椎管狹窄指標。且患者的SAC值在臨界值附近可能預示著嚴重狹窄的發生或可能表明神經系統損傷的風險增加。此法對于預防職業運動員或從事面臨更大的頸椎創傷性損傷風險的職業可能存在的風險尤其重要。頸椎椎管的大小及其可供脊髓使用的空間對于決定頸椎創傷、退變和炎癥的治療方案具有重要的臨床意義。脊髓緩沖空間可比較客觀地反映椎管的大小，可以作為DCS好發人群可靠的輔助診斷指標。但是SAC值同樣也存在明顯的個體差異。

3.2 脊髓占位率(spinal cord occupation ratio，SCOR)研究認為測量椎管矢狀徑和Torg比率這兩種方法未考慮個體發育差異，也未考慮占據椎管內空間的后縱韌帶等軟組織結構[18,33]。此外，椎管直徑和脊髓大小隨著年齡的變化而變化，表明單獨測量椎管不是診斷DCS的最佳方法。Nouri等[33]通過測量分析數據，得出SCOR≥70%是診斷DCS的有效指標的結論。SCOR的測量在最上面的參考位點限于C2的下三分之一部分，最下面的參考位點在C7～T1交界處獲得，最常在C3和C7測量。SCOR使用以下公式計算：SCOR=(Cord Above +Cord Below)/(Canal Above +Canal Below)×100%。通過分析Rüegg等[34]的研究結果，認為SCOR測量代表了一種更有用的方法來評估脊髓損傷的風險。SCOR的優點在于它包含了椎管和脊髓的大小，方法足夠簡單，易于應用。但由于Nouri等[33]測量X線片和MRI的DCS的患者數量較少，因此未進行有效的敏感性分析。如果患者在C2和C7區域之間沒有非受壓部位，則無法測量SCOR。

3.3 DCS的三角模型Jenkins等[24]通過測量，在DCS患者中的C3～C7水平上發現了較小LM、LL、LPA和較大的LDA。這些解剖成分形成一個直角三角形。SCD代表PCD加上LM，三角形的斜邊用LL來替代。利用標準的幾何原理，得到公式：Sine(LPA°)=(PCD+LM)/LL。通過分析數據，得出DCS患者的LPA、LL、LM和正常人相比較小，LDA角度大于正常人。而椎管矢狀徑和LPA的角度密切相關，即使LPA角度的微小變化也會導致椎管矢狀徑較大的變化。LPA角越小(越尖銳)，LL越短，SCD就會減少，導致脊髓橫截面積的總體減少。此方法十分新穎，可以較好地評估患者的病情。但可能需要計算的數據較多，較復雜，測量較為不便，在臨床工作中應用的價值不太高。

4 其他方法

早期Raghavendr等[35]、Cramer等[36]嘗試用B超測定新生兒、嬰兒椎管，因為其椎體、椎弓骨化不完全，超聲檢查可獲得完整、清晰的椎管、脊髓二維圖像。但成人椎體、椎弓骨化，加之前側有較多含氣管道，后側棘突間呈“疊瓦狀”，且相鄰椎體間側面后2/3有鉤椎關節，因而缺少“透聲窗”，故測量誤差大[37]。使用phase-contrast MRI(PC-MRI)評估脊髓運動對診斷DCS有幫助[38]。這些方法的效果、實用性等方面有待商榷。此外，Maier等[39]嘗試應用快速高分辨率T1標測法診斷頸椎管狹窄患者，此法具有時效性和準確性，還能顯示出有無脊髓壓迫，它可能會極大地豐富臨床診斷的方式，但還需要更大規模的研究。

5 總結與展望

X線、CT、MRI在診斷DCS的患者中各有利弊，X線是最常用的影像學檢查，通過頸椎正側位片，可發現頸椎椎弓根短小，椎弓夾角小，棘突基底連線與關節突間連線距離，頸椎生理彎曲縮小或者消失，病變節段相鄰椎體后緣增生及骨贅形成，椎間隙變窄。其優點是耗時短、費用低。然而，X線僅能評估骨性結構，不能觀察軟組織結構有無異常。DCS的CT表現為椎弓發育性短小，骨性椎管正常三角形消失，椎管矢狀徑變小，硬膜外脂肪消失，硬膜囊變形，脊髓變扁。CT與X線片相比具有優勢，因為它可以直接測量尺寸[25]，在檢查時間上較MRI短，費用在X線和MRI之間。CT對鈣化及椎體骨質增生硬化顯示優于MRI，故CT掃描常可估計頸椎管狹窄的原因，可直接顯示椎管的形態、狹窄程度和狹窄范圍，對手術方式的規劃也有一定的指導意義。近年來，CT三維重建技術在醫療中的應用越來越普遍[26]，CT三維重建技術能全面地顯示頸椎復雜的骨結構及其與脊髓、血管、神經的關系，全方位顯示頸椎骨質增生、椎間孔狹窄，顯示椎動脈和頸椎骨質增生的關系，顯示骨性椎管的改變。但CT僅顯示橫斷面顯像，缺乏整體觀，在軟組織等方面的成像不如MRI清晰，且對患者輻射較大。MRI被認為是最好的成像方法，因為它能表現出脊髓受壓的程度，且軟組織分辨率高，消除了輻射風險，并提供了更好的視覺效果。MRI圖像提供了可能導致脊髓壓迫的椎間盤、椎體骨贅和韌帶結構的詳細視圖，以及椎管的寬度和長度，這些都是頸椎管狹窄的潛在原因。

DCS最精確的診斷方法是進行椎管容積的測量，如尸體標本石蠟灌注法[40]和樹脂灌注法[41]，但尚無法用于臨床診斷。目前各種測量方法各有優點與不足，需要臨床醫生根據患者的病情、臨床表現、癥狀、體征和家庭條件等各方面綜合評估，選擇最適合患者的診斷方法。僅X線可行的條件下，推薦使用Horne的“LM/CD”法；僅CT可行的條件下，推薦使用“測量椎管及脊髓矢狀徑”法；僅MRI可行的條件下，推薦使用測量“SAC的值”進行診斷。近年來隨著科技的發展和對DCS認識的不斷加深，影像掃描技術、計算機成像技術的不斷成熟，目前對頸椎椎管的測量已不僅僅局限于椎管徑線、徑線比或椎管橫截面積。相信在不久的將來，可以通過3D手段直接測量脊髓或椎管的容積，甚至可以使用3D-VR技術，這對從立體上理解和分析頸椎管狹窄對頸脊髓的影響，判斷頸脊髓的受壓程度，制定個體化的手術方案，提高預后均具有重要意義。