正常腰神經根磁共振神經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

(首都醫科大學附屬北京朝陽醫院骨科，北京 100020)

腰椎退行性疾病是一類常見病、多發病，發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，由椎弓根下經椎間孔出椎管。突出物可壓迫或刺激神經根的起始段，或將離開硬膜囊進入單獨神經根鞘的馬尾神經。弄清神經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，也對術中保護神經根有著實用意義[1-3]。特別是隨著脊柱微創手術的不斷發展，微創入路過程中的神經損傷合并癥日益增多，Jacquot等[4]報道經皮內鏡輔助下經椎間孔腰椎減壓融合手術的神經損傷合并癥發生率為12.3%。因此，學者們開始圍繞腰骶神經根的走行、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，可清晰顯示神經走行與毗鄰結構，充分反映骨性椎管、韌帶、軟組織等與神經根之間的位置關系。因此，磁共振技術成為顯示神經根的最佳技術。但借助腰骶叢磁共振神經成像(magnetic resonance neuroimaging，MRN)進行測量的文獻報道較少，特別是針對國人。通過磁共振神經顯像對國人的腰骶叢神經影像的解剖參數進行系統、全面的測量和研究顯得尤為重要，為術中避免神經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(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、創傷性腰椎滑脫、有腰腿痛病史、退變性發育不良性、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 相關參數及測量方法(以L4為例)

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

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

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

4)神經根與矢狀面的夾角：矢狀位上定位L4椎體后緣，軸位橫切雙側神經節，取神經根發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)上下相鄰神經節距離：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位雙側神經節后，冠狀面取上位的神經節下端的水平切線和下位神經節上端的水平切線，連接兩條切線的垂線即為上下相鄰神經節的距離(圖1F)。

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

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

8)Kambin安全三角的面積：矢狀位定位L4椎體后緣，軸位定位神經節截面中點，此時冠狀面可見神經節截面，以下位椎弓根的上緣水平線為底邊，取神經根發出硬膜囊下端的交點沿神經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，據所測底和高的數據即可得出傳統安全三角的面積(圖1I、圖1J)。

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

圖1 相關參數及測量方法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 統計學方法

2 結果

2.1 一般情況

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

2.2 神經節相關參數

神經節從L1至L5逐漸增大，左右側參數比較，差異無統計學意義(P>0.05)，L1神經節的左右徑為(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神經節的左右徑為(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 神經根與毗鄰結構的位置關系

神經根腋部至神經節的距離隨腰椎節段的下移逐漸增大，左右側參數比較差異無統計學意義(P>0.05)，L1節段距離最小為(7.43±2.34)mm，L5節段距離最大為(12.98±3.31)mm；神經根自硬膜囊發出點距椎體下緣的距離亦隨腰椎節段下移而逐漸增大，即神經根自硬膜囊的發出位置逐漸遠離椎體下緣，L1節段距離最小為(8.89±2.89)mm，L5節段距離最大為(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安全三角時發現，L5神經根節段即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節段的Kambin安全三角面積。L1～L4節段，Kambin安全三角的面積逐漸增大，左右側參數比較差異無統計學意義(P>0.05)，L1節段Kambin三角面積最小為(153.73±37.34)mm2，L4節段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 神經節與上下位椎弓根的距離

L1～L5神經節距上下位椎弓根的距離隨腰椎節段下移而逐漸減小，左右側參數比較差異無統計學意義(P>0.05)。L1節段神經節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節段即L5/S1椎間孔內，神經節距上位椎弓根下緣的距離為(-3.13±2.54)mm，即表示該神經節的上緣處于L5椎弓根下緣的上方；神經節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神經節隨腰椎節段下移，逐漸靠近上位椎弓根，并在L5/S1節段緊貼L5椎弓根，進行操作或手術時要密切注意二者關系，避免損傷神經節，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 上下相鄰神經節的距離及神經根與硬膜囊外緣的夾角

L1～L5節段上下相鄰神經節的距離逐漸減小，神經根與矢狀面的夾角逐漸減小，并且左右側參數比較差異無統計學意義(P>0.05)。L1節段上下相鄰神經節距離最大為(27.84±1.98)mm，L5節段上下相鄰神經節距離最小為(11.94±5.51)mm。L1神經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)°。隨腰椎節段下移，上下神經節間距逐漸減小，神經根與硬膜囊內側緣夾角減小，表明神經根走行漸陡，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 腰骶叢神經參數的測量意義

根據病因機制、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、傳統開放手術以及微創手術等治療方式。自1964年微創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、創新術式的不斷涌現、以及器械工藝的不斷提升，脊柱微創治療方法日新月異，微創能觸及的“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“Kambin三角”這一概念，隨著椎間孔入路微創術式的不斷推廣，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生率是各國學者面臨的共同問題。腰椎手術術后可發生神經損傷、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療資源的浪費和加重了社會的經濟負擔，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,其神經根的損傷發生率在1.5%～4%；Okuyama等[13]經過長期的回顧性研究，發現后入路腰椎椎間融合術術后神經根的損傷率高達8%，包括神經根的一過性損傷；而國內對于腰椎后路融合手術術后神經根損傷的報道比國外更高(3.4%～11.1%)[14-16]。因此，為了減少常規手術的合并癥發生、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影像學參數的測量，得到了大量L1～S1節段相關參數，通過統計學檢驗分析，建立健康志愿者的磁共振腰骶叢神經影像參數參照基線，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。

對測量參數進行統計學分析后發現，神經根發出的位置位于對應椎體下緣的上方，隨著腰椎節段的下移，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；神經根與矢狀面的夾角逐漸變小，發出點逐漸變高，這些結構與位置上的變化使得神經根走行漸陡，手術時切勿過度牽拉。由于角度較小，若發生過度牽拉，可導致神經根損傷而出現術后嚴重的感覺運動障礙。

同時本研究顯示，隨著節段的下移，“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，神經節也會逐漸增大，并逐漸遠離神經根發出位置，而距椎弓根的距離逐漸減小。在L5～S1節段處，神經節的上緣甚至緊貼上位椎體椎弓根下緣，使手術操作對神經根損傷風險升高。因此，謹防對神經節的意外牽拉也是不可忽視的。國外多項研究[17-21]顯示，脊神經節(dorsal root ganglion, DRG)的水腫是腰椎間盤突出時根性神經疼痛的病理學基礎，也是下腰痛及坐骨神經痛的主要致痛原因，而神經內膜水腫的主要原因是突出椎間盤對腰骶神經根(節)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節直徑進行測量分析，發現LDH患者突出節段神經節的直徑明顯大于正常志愿者神經節的直徑，且兩者差異有統計學意義；在進行健側和突出側比較時，LDH患者突出側神經節的直徑明顯大于健側，兩者之間差異有統計學意義。該研究表明，當腰椎間盤突出時，突出節段神經節直徑會發生相應變化。經椎間孔手術時尤其應注意，防止因神經節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成像檢查與圖像分析后，根據個體化治療原則，確定責任節段安全三角范圍，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，減少手術創傷及術后合并癥，提升手術預后，以達到精準、微創、高效的目的。

因此，在臨床實際操作中MRN可為手術醫生確定安全區域及手術減壓范圍提供影像學參考?；贛RN技術對腰神經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域內行減壓操作具較為重要的臨床意義。