椎间盘源性下腰部疼痛患者腰椎间盘MRI高信号区发生特点

目的 探讨椎间盘源性下腰部疼痛(LBP)患者腰椎间盘MRI高信号区(HIZ)发生特点与规律。方法 对72例椎间盘源性LBP患者(LBP组)、30例无LBP病史患者(对照组)行1.5T腰椎MRI, 评价所有节段腰椎间盘退变程度及HIZ, 并对采集数据进行统计学分析。结果 两组患者HIZ均发生于Ⅲ-Ⅴ级退变椎间盘, 以L_3-4、L_4-5、L₅-S₁腰椎间盘最易受累。LBP组HIZ阳性34例, 共累及99个腰椎间盘, 25例为多发HIZ(HIZ累及≥2个腰椎间盘);对照组HIZ阳性11例, 共累及21个腰椎间盘, 4例为多发HIZ。两组患者椎间盘HIZ发生率(LBP组:99/360, 27.50%;对照组:21/150, 14.00%)、多发HIZ患者数差异均有统计学意义(χ ²=10.725、5.010, P=0.001、0.025)。结论 HIZ是Ⅲ级以上椎间盘退变的表现, 并不是椎间盘源性LBP的特异性征象, 但LBP患者椎间盘HIZ发生率增高, 多椎间盘受累对提示椎间盘源性LBP诊断有重要意义。     

磁共振常规图像诊断腰椎间盘突出的不足:与手术结果对比研究

目的通过与手术结果比较,找出目前腰椎MR横轴位及矢状位图像诊断腰椎间盘突出的缺陷与不足,并提出解决方法。材料与方法回顾100例经手术证实存在腰椎间盘突出并术前有MR平扫资料的病例,观察MR常规序列(包括矢状位T1WI、T2WI及压脂序列,横轴位T2WI),分别以手术结果为标准,计算矢状位与横轴位图像诊断腰椎间盘突出的准确率及对腰椎间盘突出特殊征象的检出率,并分析横轴位及矢状位图像的漏诊原因。结果 MR横轴位图像对腰椎间盘突出总体诊断准确率为93.6%,矢状位为84.8%,前者高于后者(χ~2=5.02,P0.05);横轴位图像对腰椎间盘向上下方突出或脱出和髓核游离的检出率低(36.00%、45.45%),矢状位检出率高(96.00%、100.00%),前者检出率明显低于后者(χ~2=20.05、8.25,P0.05)。横轴位对椎间孔型及椎间孔外侧型椎间盘突出的检出率高(96.30%、88.89%),矢状位上分别为74.07%、38.89%,前者检出率明显高于后者(χ~2=5.28、9.75,P0.05)。横轴位局限于椎间隙层面的扫描范围和矢状位缺乏参照是MR常规图像漏诊椎间盘突出的主要原因。结论 MR常规图像对特殊类型椎间盘突出的漏诊,可以通过密切结合MR矢状位图像,根据需要局部增加横轴位扫描层面或结合三维电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)检查来解决。     

椎间盘源性腰痛与MRI表现的相关性分析

目的探讨MRI影像学表现对椎间盘源性腰痛的诊断价值。方法对我院2002年5月—2007年5月诊断椎间盘源性腰痛207例（393个椎间盘）的MRI影像学资料进行汇总,观察椎间盘异常信号改变并进行综合分析。结果本组393个椎间盘行椎间盘造影,诊断为椎间盘源性疼痛221个,其中120个椎间盘显示椎间盘后纤维环存在高信号区（high in-tensity zone,HIZ）改变,出现一致性疼痛114个（95%）,非一致性疼痛6个（5%）;116个椎间盘出现椎间盘退变改变,出现一致性疼痛26个（22%）,非一致性疼痛90个（78%）;53个椎间盘出现Modic征改变,出现一致性疼痛36个（68%）,非一致性疼痛17例（32%）。上述三种情况组内一致性疼痛发生率与非一致性疼痛的发生率比较差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论 MRI表现为椎间盘HIZ高信号区改变与腰椎间盘源性疼痛密切相关。     

腰椎间盘MRIT2高信号区在射频治疗椎间盘源性下背痛中的应用

目的：探讨腰椎间盘MRI高信号区与椎间盘源性下背痛的相关性。方法：下背痛患者47例．根据腰椎间盘MRIT2信号强弱进行腰椎间盘退变程度评估分级，对具有MRIT2高信号区的椎间盘进行造影及射频热凝治疗，并分别于治疗前24h内，治疗后7、15及90d时采用VAs疼痛评分法进行疗效评定。结果：具有MRIT2高信号区的椎间盘造影显示所有纤维环均为2-3级破裂，且高信号区均出现在退变椎间盘内，高信号区与纤维环破裂程度及椎间盘退变程度呈正相关（r=0．7859、0．8135，P=0．025、0．01）；射频治疗后VAS评分较治疗前有显著降低（P〈0．05），治疗后90d随访时疗效评定优良率85％，有效率95．7％，与治疗前比较有显著改善（P〈0．01）。结论：具有MRI高信号区的椎间盘是引起椎间盘源性下背痛的责任椎间盘，对其进行射频治疗，可取得良好效果。     

MR扩散张量成像在腰椎间盘病变中的临床价值

目的：应用扩散张量成像（DTI）纤维示踪技术（FT）观察腰椎间盘纤维环的形态和完整性,评价其在椎间盘纤维环病变中的应用价值。方法：分别对正常志愿组（n=10）,椎间盘突出组（n=10）,椎间盘脱出组（n=8）共28例受检者的腰椎间盘行常规MR矢状位T1WI、T2WI以及轴位PDWI、T2WI扫描和轴位扩散张量成像。图像在工作站后处理成纤维环示踪图和DCavg图、FA图。观察纤维环的形态和完整性,测量正常纤维环和断裂处的DCavg值和FA值。结果：所有被检者均可获得FA图和DCavg图,并能利用fiber tracking软件获得被检椎间盘纤维环的三维图像。正常组纤维环在DCavg图和FA图上呈一连续完整的环形结构,DCavg值和FA值均匀,FT图显示纤维环形态完整。突出组病例中平扫仅见椎间盘向后突出而FT图发现其纤维环断裂不连续者3例（30％）。脱出组病例的FT图发现纤维环断裂不连续者5例（62.5％）。断裂处的DCavg值升高,FA值降低。结论：DTI-FT技术能够无创的显示腰椎间盘纤维环的形态和完整性,发现纤维环是否断裂和断裂的位置,是常规MR检查的有效补充。     

中国人腰椎间盘结构与人工椎间盘置换相关的参数测量

背景：全椎间盘置换已应用多年,但国内鲜见对人腰椎间盘结构测量的大样本系统研究。目的：为中国人腰椎间盘假体置换手术和设计提供参考数据。方法：选取中国成年尸体41具（男22例,女19例）,解剖获得完整的腰椎标本。测量椎体软骨板断面厚度。随机抽取正常成年人标准腰椎正侧位X射线片157例（男89例,女68例）。测量椎体上/下横径、上/下矢状径和椎间隙高度。结果与结论：成年尸体及正常成年人标准腰椎正侧位X射线片显示腰椎间盘软骨板厚度、椎体上/下横径、矢状径和椎间隙高度均不存在性别差异（P〉0.05）。除L1/2相邻椎体矢状径、L3/4相邻椎体横径和L4/5相邻椎体矢状径外,其余椎间盘相邻椎体横径或矢状径的差异有显著性意义（P〈0.05）,但各径线实测数值之间差距均较小。腰椎间隙自L1/2至L4/5逐渐增宽,前缘高度大于后缘高度。L5/S1椎间隙与其他腰椎间隙存在较大差异,其相邻终板间夹角明显增大。     

年轻患者腰椎间盘Pfirrmann分级与椎间盘膨出及突出的相关性研究

目的通过磁共振成像,观察30岁以下腰痛患者腰椎间盘退行性改变的Pfirrmann分级特征以及相关的其他改变,并评价Pfirrmann分级与椎间盘膨出及突出的相关性。材料与方法回顾性分析83例30岁以下因腰痛行腰椎MRI检查的患者,其中男50例,女33例,平均年龄25岁。由2名影像科医师对MR图像进行分析,观察L1~S1椎间盘信号、椎间盘形态、纤维环撕裂、椎间盘膨出、椎间盘突出、椎体终板及许莫氏结节的改变。椎间盘退行性改变采用Pfirrmann分级。观察指标的相关性分析采用Pearson多元相关分析。结果纳入研究的椎间盘共415个,其中Pfirrmann分级Ⅰ~Ⅱ级退变322个(77.6%),Ⅲ级退变56个(13.5%),Ⅳ级退变33个(7.9%),Ⅴ级退变4个(1.0%);103个椎间盘出现膨出或突出;椎间盘膨出以L4~5椎间盘最多(42.2%),且多合并Ⅲ级退变(51.1%);椎间盘突出以L5~S1椎间盘最多(51.7%),且多合并Ⅳ级退变(46.6%);17例患者出现椎间盘后方高信号区(HIZ),且均位于L4~5、L5~S1椎间盘水平;3例患者出现终板退变。多元相关分析结果显示PfirrmannⅢ级退变与椎间盘膨出有明显相关性(r=0.972;P=0.006),与椎间盘突出无明显相关性(r=0.639;P=0.245);PfirrmannⅣ级退变与椎间盘突出(r=0.999,P=0.000)及HIZ(r=0.919,P=0.028)有明显相关性,与椎间盘膨出无明显相关性(r=0.769,P=0.128)。HIZ与椎间盘膨出(r=0.919,P=0.027)及突出(r=0.935,P=0.020)均有相关性。结论腰椎MRI成像能够清晰显示年轻患者椎间盘早期退行性改变的不同病理阶段;PfirrmannⅢ退变与PfirrmannⅣ级退变分别与椎间盘膨出和椎间盘突出有相关性;年轻患者应及早发现椎间盘早期退变,以对临床评价提供更有价值信息。     

多层螺旋CT多平面容积重建诊断腰椎峡部裂的价值

目的探讨多层螺旋CT诊断腰椎峡部裂的检查合理方案及其价值。方法对连续540例无明确外伤史的腰腿痛患者行多层螺旋CT腰椎容积扫描,范围从胸12至骶1。所有病例均利用容积数据重建腰椎间盘横断位、全腰椎横断位、矢状位及冠状位图像。观察有无明确的椎弓峡部裂。结果540例中,5.37%(29/540)能明确显示共54处峡部裂。20例伴相应椎体滑脱。矢状位清晰、直观显示了所有裂隙的特征及伴随改变。全腰椎横断位亦显示了所有裂隙,但效果较矢状位差。冠状位、椎间盘横断位分别显示51.85%、7.41%的裂隙。结论多层螺旋CT全腰椎矢状位容积重建是显示腰椎峡部裂的最好方法,应将其列为腰腿痛患者腰椎多层螺旋CT检查的常规重建项目。     

与人工髓核置换相关的国人腰椎间盘结构测量

背景:临床多根据影像资料中腰椎间盘径线尺寸来选择假体型号和预计置入数量。目的:以X射线片和MRI测量分析正常人腰椎间隙高度、腰椎间盘及髓核径线,获取与人工髓核假体相关的椎间盘基础数据。方法:随机抽取157名正常成年人标准腰椎侧位X射线片,测量腰椎间隙前缘、中点和后缘高度。随机抽取106名正常成年人腰椎MRI片,测量椎间盘及髓核的横径和矢状径。结果与结论:①X射线片:椎间隙自上而下逐渐增宽,腰椎间隙后高较低,近50%的L2/3、L3/4、L4/5椎间隙后高和约39.5%的L5/S1椎间隙后高位于7～9mm区间。②MRI片:腰椎间盘横径和矢状径从L2/3至L5/S1依次增大。约46.7%的椎间盘矢状径大于37mm,仅49.0%的髓核矢状径大于24mm;本组髓核平均横径33.5mm,平均矢状径23.4mm。髓核矢状径均大于12mm。约22.9%的髓核矢状径大于24mm。提示多数国内患者需行单枚PDN假体置入,7mm为最适用的PDN假体高度,临床不宜将椎间盘矢状径大于37mm作为国人PDN假体置入数量的术前预评价指标。     

腰椎间盘突出症的CTD影像学表现

目的：探讨腰椎间盘突出症在CTD影像的表现及其临床意义。方法：作椎间盘造影后追加CT扫描，观察椎间盘病变形态、纤维环破裂部位、髓核突出走向并将CTD与临床对比。结果：72例中显像不清3例；椎间盘突出像分3型，退变分4度；纤维环的破裂大多发生在后中央区（73．9％），髓核从后中央途径 出后62％再发生偏移；术中所见髓核突出状况与CTD提示符合率74．2％，CTD1、2型分别相当膨隆型和突出型，3型多为游离型；临床症状与髓核突出后位置有关。结论：CTD能从水平面详细显示椎间盘的局部细微病变，为腰椎间盘突出症的诊断和治疗方法的选择提供确切依据。     

无症状大学生腰椎间盘MRI信号变化及其临床意义

目的分析无症状大学生腰椎间盘MRI信号变化及临床意义。材料与方法对62名18～27岁的无症状大学生志愿者行MRI检查,由2名医学影像科医师对志愿者MR图像进行指导分析,记录腰椎间盘的表现,包括:变性、膨出、突出、游离以及椎间盘与神经根的关系。结果 62例无症状大学生志愿者中,腰椎间盘正常39名(62.9%),异常23例(37.1%)。椎间盘变性18例(21例次),其中变性伴膨出2例(2例次),变性伴突出7例(7例次);椎间盘膨出7例(8例次);椎间盘突出8例(8例次);未见游离或椎间盘与神经根受压者。结论无症状大学生的腰椎间盘可出现变性、膨出、突出,医师在临床诊治时应慎重,避免漏诊误诊。     

腰椎间盘内破裂模型的建立

目的：建立腰椎间盘内破裂模型并行组织学和椎间盘造影CT观察。方法：15只山羊，手术损伤L5,6前部全层纤维环，L6，7后部纤维环内层，术后3周和3、6个月观察椎间盘造影CT的变化，并进行组织学检查，评定纤维环损伤后的病理改变。结果：组织学和椎间盘造影CT显示L4，5和L5,6在实验期间未发现有后部纤维环内破裂，L6,7后部纤维环内层破裂处未愈合，并在3、6个月时破裂向纤维环外部不断延伸，但均未穿破纤维环外层。结论：经山羊腰椎间盘前方人为损伤后部纤维环内层，可以可靠、一致地制备椎间盘内破裂动物模型。     

Biomechanical effects of over lordotic curvature after spinal fusion on adjacent intervertebral discs under continuous compressive load

BackgroundTo investigate the effects of over-lordotic curvature after lumbar fusion on the stress and deformations of the adjacent intervertebral discs under constant compressive loads.MethodsTwo-level ovine specimens—including three vertebral bodies with two discs—were divided into two groups: Group A (to observe external deformation) and Group B (to observe internal stress and deformations of the discs). Each group consisted of three models: a) intact model, b) increased stiffness + unchanged curvature fusion model, and c) increased stiffness + curvature fusion model. Models were tested at a vertebral pressure of 0.4 MPa for 30 min. Creep deformations and stress distributions in the superior adjacent intervertebral discs were analysed using finite element models.FindingsStiffness angle of the curvature model was increased by 5° and compared with the intact and stiffness models. In Group A, there was no significant deformation in the superior and adjacent intervertebral discs (P > 0.05), whereas creep deformations of the Group B discs increased significantly. Maximum deformations, with increases of approximately 3.7-fold and 2.8-fold in the vertical and horizontal directions, respectively, occurred at the anterior annulus fibrosus. The vertical and sagittal stress concentrations at the anterior annulus fibrosus had maximum differences of 1.0 MPa and 1.2 MPa, respectively.InterpretationsUnder a continuous compressive load, over-lordotic fusion significantly increases the stress and deformation gradient of the nucleus polposus and annulus fibrosus in the superior, adjacent intervertebral disc, increasing the risk of damage and secondary degeneration of these discs when subjected to daily static loads.     

神经肽Y/降钙素基因相关肽在腰椎间盘中的分布与共表达

背景：研究发现,神经肽Y与降钙素基因相关肽在交感神经节中有共存现象。目的：观察神经肽Y/降钙素基因相关肽在正常腰椎间盘的共分布及在突出腰椎间盘髓核组织中的共表达。方法：从10例尸体中收集完整的腰椎间盘,在另10例尸体中收集腰椎间盘髓核组织作为对照组。收集30例有症状的腰椎间盘突出症患者,其中L4/5或L5/S1需行腰椎间盘髓核摘除,取出髓核组织作为实验组。结果与结论：①正常椎间盘组织中神经肽Y/降钙素基因相关肽荧光双标染色阳性的神经纤维较多的分布于椎间盘纤维环外1/3,但在椎间盘内2/3及髓核中未见或少量分布。②髓核的共表达,神经肽Y/降钙素基因相关肽荧光双标染色神经纤维的阳性率实验组均高于对照组（P〈0.05）。提示在正常腰椎间盘组织中神经肽Y/降钙素基因相关肽分布于纤维环外1/3部分,在纤维环内2/3部分及髓核组织未分布,但在突出椎间盘髓核组织中有大量的神经肽Y/降钙素基因相关肽共表达。     

经皮纤维环穿刺法建立兔椎间盘退行性变动物模型

背景:合适的椎间盘退变动物模型是椎间盘组织工程研究的必要条件,但目前尚缺乏公认的模型制备方法。目的:采用C形臂辅助下经皮纤维环穿刺法制备兔椎间盘退变动物模型,并评估其可行性。方法:选定新西兰大白兔L2/3和L3/4椎间盘作为穿刺干预椎间盘,L1/2和L5/6椎间盘作为空白对照组,采用C形臂辅助下经皮穿刺法干预椎间盘。于术后2,4,8,12周各选择2只兔麻醉后拍摄兔腰椎核磁共振影像,处死动物采集椎间盘,进行椎间盘髓核蛋白多糖测定。核磁共振检查观察椎间盘退行性改变,二甲基亚甲蓝染色分光光度法测定髓核中蛋白多糖含量变化。结果与结论:术后4周穿刺干预椎间盘髓核区域核磁共振信号强度及髓核内蛋白多糖含量同空白对照组相比均下降(P<0.05),其后两者呈现逐渐下降趋势。结果证实,C形臂X射线机辅助下经皮纤维环穿刺法可用于椎间盘退变动物模型的制备。     

Disc herniation diagnosis in MRI using a CAD framework and a two-level classifier

Purpose

Disc herniation in the lumbar spine is a common condition, so an automated method for diagnosis could be helpful in clinical applications. A computer-aided framework for disk herniation diagnosis was developed for use in magnetic resonance imaging (MRI).

Materials and Method

A computer-aided diagnosis framework for lumbar spine with a two-level classification scheme for disc herniation diagnosis was developed using heterogeneous classifiers: a perceptron classifier, a least mean square classifier, a support vector machine classifier, and a k-Means classifier. Each classifier makes a diagnosis based on a feature set generated from regions of interest that contain vertebrae, a disc, and the spinal cord. Then, an ensemble classifier makes a final decision using score values of each classifier. We used clinical MR image data from 70 subjects in T1-weighted sagittal view and T2-weighted sagittal view for evaluation of the system.

Results

MR images of 70 subjects were processed using the proposed framework resulting in successful detection of disc herniation with 99% accuracy, achieving a speedup factor of 30 in comparison with radiologist??s diagnosis.

Conclusion

The computer-aided framework works well to diagnose herniated discs in MRI scans. We expect the framework can be adapted to effectively diagnose a variety of abnormalities in the lumbar spine.