影像學參數與胸腰段PLC及神經損傷的相關性分析

張志成，劉秀梅，李放，任大江，孫天勝

(北京軍區總醫院全軍創傷骨科研究所，北京 100700)

影像學參數與胸腰段PLC及神經損傷的相關性分析

張志成，劉秀梅，李放*，任大江，孫天勝

(北京軍區總醫院全軍創傷骨科研究所，北京 100700)

目的分析胸腰段損傷椎體壓縮、平移、椎管侵及、后凸畸形等骨性影像學參數與后方韌帶復合體及神經損傷的相關性。方法回顧分析2012年1月至12月間的胸腰段損傷(T11～L2)患者48 例，排除骨質疏松性壓縮骨折和病理性骨折患者。所有患者均具備X線片、CT平掃及矢狀位重建、MRI檢查。CT正中矢狀位片上測量局部后凸角、傷椎楔變角、傷椎前后壁高度、傷椎壓縮率、棘突間距、椎體間平移距離、椎管前后徑；軸位CT測量后壁骨折塊突入椎管的距離，除以椎管前后徑計算為椎管侵及率。根據MRI的表現將后方韌帶復合體(posterior ligamentous complex，PLC)狀態分為無損傷、不完全損傷、完全斷裂。記錄ASIA運動評分及ASIA殘損分級。使用Spearman相關系數評估影像學參數、韌帶損傷、神經損傷間的相關性。結果3 例患者局部后凸角大于30°，4 例患者椎體楔變角大于30°，6 例局部后凸角大于20°，11 例椎體楔變角大于20°。10 例椎體壓縮率大于50%，29 例椎體間平移大于3.5 mm，6 例棘突間距增大大于7 mm，12 例椎管侵及率大于50%。根據MRI評估，17 例患者存在PLC損傷。局部后凸角大于30°、椎體間平移大于3.5 mm、棘突間距增大大于7 mm時，與PLC損傷存在有統計學意義的正相關性，而當椎體間平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%時，與AISA殘損分級和ASIA運動評分存在有統計學意義的負相關性。其他未見明顯相關性。結論椎體間平移大于3.5 mm、局部后凸角大于30°、棘突間距增寬大于7 mm通常合并PLC損傷，椎管侵及率大于50%及椎體間平移大于2.5 mm時傾向于合并神經損傷。PLC和神經組織的狀態應直接通過MRI進行評估。

胸腰段損傷；后方韌帶復合體；評估；脊髓損傷；后凸畸形

后方韌帶復合體(posterior ligamentous complex，PLC)由棘上韌帶、棘間韌帶、黃韌帶和小關節囊組成。PLC損傷是胸腰段損傷晚期后凸畸形的風險因素之一[1]。Oner等[2]認為，尤其是PLC損傷合并終板粉碎的胸腰段損傷患者，在手術治療后后凸畸形復發風險較高。James等[3]和Oxland等[4]的生物力學研究證實，PLC在胸腰段對抗屈曲應力中扮演了非常重要的角色。PLC作為一個獨立的參考指標在胸腰段損傷穩定性評估中的作用已越發受到重視[5-7]。

除了使用常規MRI檢查評估PLC的狀態，椎體壓縮率大于50%、后凸角大于20°等影像學參數也可用于對PLC損傷的評估，以及對穩定性的評估和對預后的判斷[8-11]。這些閾值常常出現在參考書及文獻中，并作為治療選擇的依據。這些指標雖然廣泛應用，但有研究報道，骨性參數的改變與胸腰段損傷的治療效果并不相關[12，13]。盡管影像學參數椎體壓縮率、后凸角、椎體間平移常提示不穩定的存在，但這些參數與PLC及神經損傷的關系尚未在臨床中進行研究。本研究的目的在于分析胸腰段損傷中影像學參數與PLC和神經損傷的關系，尤其是分析當影像學參數超過上述閾值時是否合并有PLC及神經損傷。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧分析了2012年1月至2012年12月間存在椎體后壁骨折的新鮮胸腰段損傷(T11～L2)患者，排除骨質疏松性壓縮骨折和病理性骨折，且所有患者均具備X線片、CT平掃及矢狀位重建、MRI檢查，研究最終納入48 例患者，男33 例，女15 例；年齡23～55 歲，平均42.7 歲；致傷原因：交通傷34 例，壓砸傷9 例，墜落傷5 例；損傷節段：T115 例，T1214 例，L1節段23 例，L2節段6 例。ASIA分級：A級8 例，B級1 例，C級16 例，D級5 例，E級18 例。ASIA運動評分平均77.8分。

1.2 影像學參數測量 影像學參數的測量選擇2位有經驗的脊柱外科醫生進行，最終取其平均值為最終測量值，且測量者采取盲法，僅閱讀影像學資料。首先進行CT測量，CT測量時對MRI數據資料采取盲法，最終進行MRI的判讀。

1.2.1 CT正中矢狀位片上的測量 選擇正中矢狀位片進行測量。局部后凸角：局部后凸角定義為傷椎下終板與頭側臨近椎體下終板的夾角(見圖1，a線與c線成角)；椎體楔形角：傷椎上下終板形成的夾角(見圖1，a線與b線成角)；傷椎體前壁高度(見圖1，f線所示)，椎體壓縮率為傷椎前壁高度占上下椎體前壁高度(見圖1，d線及e線所示)總和均數的百分比；椎體間平移(見圖1，g線所示)：傷椎后上角與頭側椎體后壁延長線的垂直距離，椎體間平移大于3.5 mm提示不穩定[14]；棘突間距：傷椎棘突后上角與頭側臨近棘突后下角之間的距離(見圖1，L線所示)，同時記錄頭尾臨近的兩棘突間距(k線及m線)，取其均值作為損傷節段的正常棘突間距，若棘突間距增大大于7 mm常提示不穩定[15]；椎管前后徑：傷椎頭尾兩椎椎板前緣與椎體后壁的垂線距離的平均數(見圖1，i線及j線所示)。

注：a線與c線成角為局部后凸角；a線與b線成角為椎體楔形角；d線與e線長度為上下椎體前壁高度；f線長度為傷椎前壁高度；g線長度為椎體間平移距離；h線為上位椎體后緣連線；i線及j線為頭尾兩側椎體節段椎管前后徑；k線及m線長度分別為頭側及尾側的棘突間距；l線長度為損傷節段棘突間距

圖1 CT正中矢狀位片上相關指標測量示意

1.2.2 CT軸位片上的測量 選擇椎弓根層面進行測量，測量傷椎后壁骨折塊最后方與椎體后壁的垂直距離(見圖2，n線所示)，其占本節段椎管前后徑的百分比為椎管侵占率。既往文獻報道椎管侵占率大于50%提示不穩定[16，17]。

1.2.3 MRI的判讀 對PLC狀態的判斷基于MRI掃描中棘上韌帶、棘間韌帶、黃韌帶的信號變化，并將PLC的狀態分為無損傷、不完全損傷、完全斷裂。PLC損傷的判斷方法可根據Haba等[18]的方法進行，矢狀位T1和/或T2像上代表棘上韌帶的黑條帶連續性中斷或無法顯示，以及T2像棘突間隙高信號，均提示PLC的損傷(見圖3)。

注：n線長度為后壁最后方與椎體后壁的垂直距離；o線長度為后壁骨折塊最后方的切線

圖2 CT軸位片上相關指標測量示意

1.2.4 神經損傷的評估 根據肌力測試記錄ASIA運動評分，對脊髓損傷進行ASIA殘損分級[19]。A級：完全性損傷：在骶段S4～5無任何感覺或運動功能保留；B級：不完全性損傷，在神經平面以下包括骶段S4～5存在感覺功能，但無運動功能；C級：不完全性損傷，在神經平面以下存在運動功能，且平面以下一半以上的關鍵肌肌力小于3級；D級：不完全性損傷，在神經平面以下存在運動功能，且平面以下至少一半的關鍵肌肌力大于或等于3級；E級：正常，感覺和運動功能正常。

1.3 統計分析 采用Spearman相關系數評估各影像學參數與韌帶損傷、神經損傷間的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

圖3 MRI提示PLC損傷程度分別為不完全損傷、完全斷裂、完全斷裂、完全斷裂

2 結 果

本組入選48 例患者，CT測量的各骨性結構影像學參數均值及標準差見表1；超出預定閾值的病例數見表2；測量超過所述閾值的CT骨性結構相關影像學參數與PLC和神經損傷間的Spearman相關系數見表3。僅在局部后凸角大于30°、椎體間平移大于3.5 mm、棘突間距增大大于7 mm時，與PLC損傷存在有統計學意義的正相關性。而當椎體間平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%時，與AISA殘損分級和ASIA運動評分存在有統計學意義的負相關性，也就是說椎體間平移和椎骨侵及率越大，神經損傷越重。

3 討 論

胸腰段損傷治療方法選擇的依據主要是脊柱的穩定性，穩定的脊柱損傷大部分選擇保守治療[7]，不穩定的選擇手術治療，以預防神經功能的惡化和繼發脊柱畸形發生。而事實上對脊柱穩定性判斷依然存在著很大爭議，沒有一個統一標準。傳統的方法主要根據椎體高度丟失、后凸畸形、椎體間平移等骨性損傷的程度來衡量，比如說當椎體壓縮大于50%，局部后凸大于20°，或者平移大于2.5 mm。椎體壓縮率大于50%主要是根據專家意見，而非循證醫學證據[8-11]，有研究表明其并不能決定預后[12，13，20]。后凸畸形大小與PLC損傷的相關性基于既往的生物力學研究結果。Nagel等[21]的尸體研究發現后凸畸形大于20°時常常合并PLC斷裂和后方纖維環的損傷，也有研究認為后凸畸形大于20°提示穩定性丟失，常常作為手術干預的指證[4]。棘突間隙的增大與PLC的損傷關系密切[22]。損傷后椎體間平移也被大家廣泛的認為是不穩定的表現之一。Oxland等[4]發現平移大于2.5 mm往往合并胸腰段的不穩定。最近的調查研究發現50%的脊柱外科醫生認為X線中所顯示的椎體間平移是除了MRI外判斷PLC損傷最有效的影像學表現[15]。然而，目前的研究尚未證實這些骨性結構的參數與臨床預后相關[12，13，20]。

表1 CT測量參數

表2 超出閾值的病例數(例)

與之相反的是，PLC損傷與胸腰段損傷后畸形進展和預后較差存在明確的相關性[2]。MRI掃描被譽為判斷胸腰段損傷后PLC狀態的“金標準”[18，22]。MRI對PLC損傷的敏感性較高，盡管MRI有時會夸大實際的PLC損傷狀態[23]。

表3 骨性影像學參數與PLC和神經損傷的相關性

目前研究認為PLC是胸腰段損傷分類中的一個重要因素，并將PLC斷裂作為手術干預的指證之一[6，8，24，25]。然而，骨性結構影像學參數閾值能否反應PLC損傷，能否作為MRI成為評估PLC損傷的替代方法，目前還不得而知[26]。

我們的研究發現，后凸畸形、椎體高度丟失、椎管侵及并非一定伴有后方韌帶復合體或/和神經損傷。然而，本研究發現局部后凸角大于30°、椎體間平移大于3.5 mm、棘突間距增大大于7 mm時則與PLC及神經損傷相關。除了上述參數外，骨性結果影像學參數閾值并非與PLC損傷完全相符。盡管有既往生物力學研究結果的支持，本研究發現椎體間平移大于2.5 mm與PLC損傷沒有明確的相關性。通過上述結果，我們認為臨床研究中椎體間平移大于3.5 mm的閾值可能是合并PLC和神經損傷更有意義的提示因素。2006年，Alexander[27]回顧了既往文獻報道中提到14條的可判斷PLC損傷的臨場體征或影像學表現，對其進行可信度排序，最后確認骨折脫位為第一位，X線片顯示的棘突間隙開大為第二，CT顯示的椎小關節分離為第三位，也就是說棘突間距增大始終與PLC的斷裂關系密切，這在本研究中也得到了證實。

本研究認為局部后凸角大于30°時，傾向于合并有PLC的損傷。這里的局部后凸角為傷椎及頭側椎體下終板間的夾角，并非椎體楔變角，而是反映椎體間角度改變的數據，這與Alexander的結論相似，當椎體骨折較輕而后凸角度增大時，常常提示有PLC損傷。在椎體楔變角大于30°的患者中，其局部后凸角往往小于30°，其損傷主要位于骨性結構而非韌帶結構。所以本研究建議，懷疑PLC損傷時應直接行MRI檢查，單純通過骨性結構影像學參數變化無法精確判斷。我們分析可能的原因在于骨結構和韌帶損傷的關系，當骨性結構損傷較重時，損傷的能量多集中在骨結構，然而骨周圍的韌帶等軟組織結構得以幸免；相反，如果當損傷更多地造成椎體間平移和旋轉，而非椎體的壓縮粉碎，這種情況更可能引起PLC的損傷。本研究結果將胸腰椎損傷患者大致分為兩部分，一部分患者，椎體楔形壓縮及后凸畸形較輕，但合并明確的PLC損傷，非手術治療預后較差，易造成遲發后凸畸形；另一部分患者則骨折楔形壓縮及后凸畸形較重，可能并不合并后方韌帶復合體損傷，在考慮手術治療前應進一步行MRI檢查。

胸腰椎損傷分類及損傷程度評分系統的廣泛應用使我們對于胸腰段損傷穩定性的理解有了更加深刻的認識。僅僅觀察骨性結構的改變是遠遠不夠的，PLC的狀態也決定了局部的穩定性，即便是神經功能狀態也是反映局部穩定性的重要指標，也就是說，越不穩定的損傷越容易造成神經的損傷。本研究認為當椎體間平移大于2.5 mm、椎管侵及率大于50%時，容易造成神經損傷，也與既往的研究結果相似。

然而，我們也不難發現，在此項研究的結果中，相關系數ρ的絕對值最大值為0.458，也就是說在統計學上存在相關性，但相關性并不高，故其臨床意義還需進一步斟酌，在臨床中碰到這種情況時尚需仔細鑒別。所以我們認為，眾多骨性影像學參數閾值并不能完全預測PLC的狀態，單純選擇CT對胸腰段損傷進行評估并不全面，當懷疑有PLC損傷時，應重點進行MRI掃描等評估，而非簡單的進行骨性參數的測量。

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CorrelationbetweenPosteriorLigamentousComplexandNeurologicalInjuryandBonyImagingParametersofThoracolumbarInjury

ZHANG Zhi-cheng，LIU Xiu-mei，LI Fang，etal

(Department of Orthopaedic Surgery，Beijing Army General Hospital of Beijing Military District，Beijing 100700，China)

ObjectiveTo analyze the correlation of posterior ligamentous complex(PLC)and neurological injury with bony imaging parameters(vertebral compression，translation，spinal canal invasion，and kyphosis，etc) in thoracolumbar injury.MethodsRetrospective analysis of consecutive 48 patients with thoracolumbar injury (T11～L2) between January-December in 2012 was performed.The osteoporotic compression fractures and pathologic fracture patients were excluded.All patients should have the tests of X-ray，CT scan and sagittal reconstruction，MRI scan.Local kyphosis，injured vertebral wedge angle，anterior and posterior injured vertebral heights，interspinous distance，vertebral translation，anteroposterior diameters of spinal canal were measured on midsagittal CT scan.The injured vertebral compression ratio was calculated.The distance of posterior wall fracture block broke into spinal canal were measured on axial CT scan and ratio of spinal canal invasion was calculated by dividing the spinal canal anteroposterior diameter.The status of the PLC based on MRI signals were recorded as intact，incomplete injury，or disrupted.Their ASIA motor scores and ASIA Impaired Scale were recorded.Spearman correlation coefficients were analyzed to assess the correlation between bony imaging parameters，PLC injury，and neurological injury.ResultsThere were 3 patients with local kyphosis>30°，4 patients with injured vertebral wedge angle>30°，6 patients with local kyphosis>20°，11 patients with with injured vertebral wedge angle> 20°，10 patients with vertebral compression rate>50%，29 patients vertebral translation>3.5 mm，6 patients with interspinous distance increases>7 mm，12 patients with spinal canal invasion ratio> 50%.According to MRI evaluation，17 patients had PLC injury.There were significant positive correlation between local kyphosis>30°，vertebral translation>3.5 mm，interspinous distance increases>7 mm and PLC injury.Significant negative correlations were found between vertetral translation>2.5 mm，spinal canal invasion ratio >50%，and neurological injury (AISA impaired Scale and ASIA motor score).There were no significant correlations between PLC injury or neurological injury and other bony imaging parameters.ConclusionSome thresholds for bony imaging parameters were not predictive of PLC and neurological injury.When vertebral translation>3.5 mm，local kyphosis>30°，interspinous distantce increases>7 mm，thora-columbar injury usually combine with PLC injury.Patient with spinal canal invasion ratio>50% and vertebral translation>2.5 mm tend to merge neurological injury.PLC and neurological structure status should be evaluated by MRI.

thoracolumbar injury；posterior ligamentous complex；evaluation；spinal cord injury；kyphosis

1008-5572(2014)05-0389-06

首都市民健康項目培育(Z131100006813029)；*本文通訊作者：李放

R683.2

：B

2013-12-02

張志成(1977- )，男，主治醫師，北京軍區總醫院全軍創傷骨科研究所，100700。