腰椎間盤退變和鄰近椎體血流動力學變化的磁共振影像研究

姜海濤，王岸飛，張彥梅

（1.鄭州大學第二附屬醫院，河南 鄭州 450014；2.鄭州大學第一附屬醫院）

腰椎間盤通過上下緣終板的微血管對人體供應營養物質，是人體中最大的無血管組織[1-2]。評估患者是否發生腰椎間盤退變的有效工具之一為磁共振，并且采用磁共振動態增強技術能夠將腰椎間盤營養擴散過程清晰的反應出來，并采取有效的措施[3]。本次研究旨在探討腰椎間盤退變和鄰近椎體血流動力學的相關性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013-01-2016-12于我院治療的21例腰椎間盤退變者和45例健康志愿者為研究對象，分別作為觀察組和對照組。其中，觀察組患者年齡33～59歲，平均（45.03±4.39）歲，男 9例，女 12例；對照組志愿者年齡 31～58 歲，平均（44.09±4.47）歲，男性 22例，女性23例，兩組研究對象的年齡、性別無統計學差異（P>0.05）。所有患者均符合以下標準：①無全身系統性疾病史；②無腰椎器質性病變；③未接受過脊柱治療。所有患者均同意參與本次研究。

1.2 掃描方法

采用Siemens3.0TVerio機型按照矢狀位T2WI，矢狀位T1WI，軸位T2WI及軸位DCE-MRI的掃描序列進行MR檢查。①常規掃描：L1-L5椎體為MR的掃描范圍。矢狀位快速自旋回波T2WI序列參數為 TR4500 ms，FOV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 92 ms；矢狀位快速回波T1WI序列參數為TR500 ms，FOV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 9 ms；軸位快速自旋回波掃描參數為TR2800 ms，FOV 210 mm×210 mm，層厚 4 mm，TE 112 ms。②軸位DCE-MRI采用GRE序列（T1加權梯度回波序列），首先對 5°、10°、15°三個反轉角進行平掃，從而獲得T1mapping圖像，使對比劑濃度信息和圖像亮度信息進行轉換，其次將反轉角調成15°，進行25期動態掃描，TR 5.08 ms，FOV 330 mm×330 mm，層厚 4 mm，TE 1.73 ms。經肘靜脈對患者進行對比劑歐乃影（GE Health Care）的注射，使用高壓注射器以3.0 ml/s的速率團注劑量為0.1 mmol/kg的對比劑，然后以3.0 ml/s的速率使用10 ml生理鹽水推注。

1.3 評價指標

比較觀察組和對照組患者上下緣椎體感興趣區的血管外間隙速率（Ktrans）、血容積（BV）和血流速（BF），比較兩組研究對象椎間盤鄰近椎體的Ktrans、BV 和 BF（圖 1）。

1.4 統計學方法

圖1 女，46歲，腰痛就診。圖A、B、C、D分別為L3-4椎間盤PfirnnannⅣ級、L3椎體下緣感興趣區Ktrans偽彩區、BV偽彩區、BF偽彩區

采用SPSS19.0軟件對研究中得到數據進行統計學分析。兩組計量結果比較采用t檢驗，計數資料比較用x2檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

兩組患者的組內比較，上緣與下緣椎體的Ktrans、BV 和 BF 差異無統計學意義（P＞0.05），見表1、2；組間比較，觀察組患者的Ktrans、BV和BF均小于對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表 3，說明椎間盤退變患者其鄰近椎體血供減少。

表1 觀察組患者上下緣椎體血流灌注定量參數比較

表2 對照組研究對象上下緣椎體血流灌注定量參數比較

表3 兩組研究對象的鄰近椎體血流灌注定量參數比較

3 討論

腰椎間盤退變的機制尚不明確，其影響因素不僅包括年齡、性別、生物力學和吸煙史，而且還包括基因和終板血供。有研究表明，生物力學機制、基質酶活性改變、營養供應減少都會導致椎間盤退變的發生[4-5]。Sawopoulou等[6]指出，椎間盤退變和椎間盤正常患者的相鄰終板血流動力學參數存在明顯差異，提示腰動脈血流減少可能會促進椎間盤退變。本次研究的數據顯示，兩組患者組內上下緣椎體的Ktrans、BV和BF的比較無統計學差異，可以排除許莫氏結節、終板退變等一些影響因素，說明供應某一椎間盤相鄰椎體血流灌注無明顯差異。觀察組患者的Ktrans、BV和BF值均低于對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），說明椎間盤退變患者其相鄰椎體血供減少，與以往的研究數據一致。終板血管芽的數量會影響對營養物質的供應，血管芽結構是由椎體的血管在椎體終板及其下吻合成血管機最終伸入軟骨終板形成的[7]。Ktrans、BV和BF能夠反映微循環的表面滲透面積及血流狀況、組織血流灌注與流速，腰椎間盤退變患者滲透面積減少，血流灌注和流速下降，血管通透性降低，能夠滲透進終板和椎間盤的營養物質減少[8-9]。營養物質會對髓核細胞的密集程度產生調節作用，當營養物質減少時，髓核細胞數目下降，細胞活性降低，軟骨終板骨化或硬化、終板血管硬化會使椎體終板血管的通透性降低，影響營養物質的交換，使椎間盤細胞功能異常甚至死亡，從而導致椎間盤退變的發生。通過對腰椎間盤退變患者進行磁共振影像研究，有助于醫學者深入了解腰椎間盤退變的機制，同時能夠從細胞凋亡調控、分子、基因表達水平等方面找到阻止和預防腰椎間盤退變的方法，甚至治愈腰椎間盤退變，從而減輕患者的經濟負擔，提高患者的生活質量水平。