冠狀位T2-weighted Dixon成像在棘間韌帶退變分型中的應用價值

陳 磊，鄒月芬，祁 良

1南京醫科大學第一附屬醫院放射科，江蘇 南京 210029；2南通市通州區人民醫院放射科，江蘇 南通 226300

棘間韌帶退變是伴隨年齡的增長而出現的一系列病理變化，包括脂肪變性、細胞和血管增生、纖維束斷裂、囊腔/滑囊形成和軟骨化生等。棘間韌帶退變可引起腰椎不穩［1］，伴隨或加劇腰部其他結構的退行性改變［2］，同時也可能是非特異下腰痛的原因之一［3-4］。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）作為首選檢查方法［5］，可以顯示不同階段的棘間韌帶退變［6-7］。然而，既往研究大多基于矢狀位T1WI和T2WI序列觀察棘間韌帶，存在一定缺陷：①棘間韌帶呈薄片狀并沿矢狀位走行，容積效應會導致信號的誤判；②棘間韌帶分為腹側部、中間部和背側部，但3 部分在矢狀位圖像上重疊，無明確分界。只針對中間部分的分型結果不能全面反映棘間韌帶退變；③常規T2WI 序列對水腫的檢出率較低，而且棘間韌帶退變不全是典型的全區域均勻的信號改變，信號混雜時很難準確分型。因此改良棘間韌帶的MRI成像質量，對提高棘間韌帶退變分型的準確性具有重要的臨床意義。

已有研究表明冠狀位更有利于觀察棘間韌帶［8］，同時在非特異性腰痛患者中，T2-weighted Dixon 序列可以替代常規T1WI、T2WI 序列［9］，減少采集時間，更好地識別可能與疼痛相關的退行性炎癥變化。本研究基于Fujiwara 等［6］和Keorochana 等［7］的棘間韌帶退變分級系統和解剖學［10］及影像相關文獻［8-9，11-12］提出改良方法，以探討冠狀位T2-weighted Dixon序列在棘間韌帶退變分型中的應用價值。

1 對象和方法

1.1 對象

本研究共連續收集2022 年1 月—2023 年8 月286例因下腰痛于南通市通州區人民醫院行腰椎MRI檢查的患者。排除標準：①腰椎腫瘤及腫瘤樣病變；②腰椎結核等感染性病變；③手術等破壞腰椎正常解剖結構；④椎弓峽部不連及滑脫；⑤先天性脊柱畸形；⑥椎體骨髓水腫；⑦有其他導致疼痛的全身性疾病。最終，共有60例患者（300條棘間韌帶）被納入本研究，其中，男25例，女35例，年齡24～84歲，平均年齡（51.2±13.7）歲。本研究通過南通市通州區人民醫院倫理委員會批準（編號：2022-K001），患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 MRI成像技術

使用西門子MAGNETOM Skyra 3.0T MRI 掃描儀，24通道相控陣脊柱線圈。常規腰椎MRI序列包括矢狀位T1WI、矢狀位T2-weighted Dixon 和椎間盤軸位T2WI。增加掃描冠狀位T2-weighted Dixon 序列（掃描基線為正中矢狀位胸12與腰5棘突最前緣連線），掃描參數如下：重復時間3 000 ms；回波時間92 ms；翻轉角141°；回波鏈長度1；激勵次數2；層厚3.0 mm；矩陣320×224；FOV 280 mm×280 mm。

1.2.2 棘間韌帶退變分型標準

研究組：利用冠狀位T2-weighted Dixon 序列觀察整條棘間韌帶，根據脂像和水像的信號特征分為5 型，包括A、B、C、D 和混合型?；旌闲桶珺-C、D-B、D-B-C和D-C 4個亞型。A型：棘間韌帶脂像及水像均為低信號；B型：棘間韌帶中含有脂像高信號且水像低信號；C型：棘間韌帶中含有脂像低信號且水像高信號；D 型：棘間間隙狹窄，且棘間韌帶脂像水像均為低信號；混合型：棘間韌帶中含有脂像高信號且水像高信號為B-C型；棘間間隙狹窄，脂像和水像至少存在1個高信號，僅脂像高為D-B型，僅水像高為D-C型，脂像水像均高為D-B-C型（圖1）。

圖1 棘間韌帶分型MR示例圖Figure 1 MR example image of interspinous ligament classification

對照組：參照Keorochana 等的方法［7］采用矢狀位T1WI/T2WI 序列對棘間韌帶中間部分進行分型。A 型：T1 和T2 加權像示低或等信號或混雜信號；B型：T1加權像示高信號，T2加權像示高信號；C型：T1 加權像示低信號，T2 加權像示高信號；D 型：T1 和T2 加權示低或等信號，伴有棘突肥大或棘突內骨髓異?；蚣g韌帶狹窄。如果不屬于以上4種分型的棘間韌帶記為X，表示無法分型。

1.2.3 影像學評估

影像學資料由2 位均具有10 年以上肌骨方向工作經驗的影像科醫師進行評估，并且評估前對該2位影像科醫師進行關于分類系統的說明和圖像示例展示的培訓，并要求嚴格按標準進行評估。對于棘間韌帶分型每位醫師在不同場地及不同時間（間隔1周）分別使用2種方法進行2次圖像分析。

1.3 統計學方法

采用SPSS23.0 軟件進行數據整理和統計分析。對棘間韌分型研究組和對照組的觀察者內和觀察者間一致性研究采用Kappa 一致性檢驗，組間Kappa值差異采用配對樣本t驗檢。對棘間韌帶分型的分布資料采用構成比描述，組間差異采用卡方檢驗進行分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基于冠狀位T2-weighted Dixon 成像棘間韌帶退變分型方法的一致性研究

研究組與對照組對棘間韌帶分型的觀察者內與觀察者間的一致性結果見表1，兩種方法觀察者內與觀察者間的一致性均較好，但不管是觀察者內還是觀察者間一致性，研究組的新分型方法均高于對照組的傳統分型方法，差異有統計學意義（P<0.05）。

表1 觀察者內和觀察者間一致性的Kappa統計Table 1 Kappa statistics for intra-observer and inter-observer agreement

2.2 棘間韌帶退變分型的檢出結果比較

300個棘間韌帶研究組均能清晰顯示并做出分型，而對照組中有54個無法清晰顯示分型。去除對照組中因矢狀位無法清晰顯示和研究組中新增的混合型，兩者方法中共有122個A、B、C、D相互匹配的韌帶（表2）。兩組分型結果存在顯著差異（P<0.05），其中研究組C 型的發生率（54.1%）顯著高于對照組（9.0%）。

表2 兩種分型方法相匹配的分型結果比較Table 2 Comparison of the typing results of the two typing methods［n（%）］

2.3 研究組各分型的分布特征

研究組300 條韌帶在各個節段的分型結果如圖2。A型、B型在L1～L2、L2～L3節段比他水平明顯更常見（P<0.05），C 型、混合型在下腰椎（L3～L4、L4～L5、L5～S1節段）更常見（P<0.05）。D型在各節段均少見，分布無明顯統計學差異。研究組共140例混合型，包含B-C、D-B、D-C、D-B-C 4種亞型，檢出結果如圖3，其中B-C型最多見（58.6%），其次是D-C型（25.0%）。

圖2 研究組的新分型在各節段的分布（n=300）Figure 2 Distribution of the new classification of the research group in each segment（n=300）

圖3 混合型的亞型（n=140）Figure 3 Subtype results for mixed types（n=140）

3 討論

3.1 基于冠狀位T2-weighted Dixon 序列的棘間韌帶分型方法的可靠性和優勢

棘間韌帶退變MRI 分型反映了相對應退變階段的組織病理學特征，由2000 年Fujiwara 等［6］首先提出，之后Keorochana 等［7］進行了改良，分型如下：矢狀位棘間韌帶中間部分在T1 和T2 加權圖像上具有低信號代表正常棘間韌帶（A級）。在T1 和T2加權圖像上具有高信號代表韌帶內的脂肪變性（B級）。T1 加權圖像上的低信號和T2 加權圖像上的高信號（C級）與炎性細胞彌漫增生以及棘間滑囊形成相關。在T1 和T2 加權圖像上低信號伴有棘突肥大、棘突間隙狹窄被認為反映了伴有軟骨化生的嚴重的韌帶退化（D 級）。然而，此分型常存在無法清晰觀測棘間韌帶或信號混雜無法分型的問題，因此本研究在棘間韌帶的成像方位和序列上做了進一步改良。

首先，冠狀位可以完整顯示棘間韌帶并與周邊結構區分，提高可識別率，降低容積效應導致的誤判［8］。本研究結果顯示，300個棘間韌帶研究組均能準確識別分型，而對照組矢狀位有54例無法清晰顯示，同時有67例被誤判為其他分型。其次序列也很重要，在腰椎退行性病變的MRI檢查中T2-weighted Dixon 序列與T1、T2 和脂肪抑制T2 加權序列組合有相同的診斷效能［9，11，13-14］，但可縮短檢查時間，同時Dixon 序列中水像可以更敏感地識別含水信號即C 型棘間韌帶。本研究數據表明下腰痛人群中棘間韌帶含水信號的發生率最高，其中C 型69 個，含C 混合型共137 個。另外，本研究觀測對象為完整的棘間韌帶，B型的發生率也存在變化，好發節段為L1～L2、L2～L3。分析原因為脂肪組織常存在于棘間韌帶腹側部深層的生理裂隙間，被Sue Lawrence［12］描述為“scissure”，而對照組的傳統方法只觀測韌帶中間部而忽略了這部分脂肪。

綜上所述，基于冠狀位和T2-weighted Dixon 序列的優勢，研究組中改良的棘間韌帶分型方法在觀察者間和觀察者內均具有良好的一致性，且優于對照組的傳統分型方法，同時對于脂肪和水信號的檢出更敏感、更準確。

3.2 冠狀位T2-weighted Dixon 序列區分混合型及其亞型

本研究提出了混合型的概念，解決了傳統分型中脂肪和水腫信號同時出現或棘突間隙狹窄伴有信號異常時無法分型的問題。利用Dxion序列水相和脂相可識別出兩種信號并存的情況對棘間韌帶進一步分型。在本研究中混合型的發生率最高，其中B-C 型最多，為82 個，其次為D-C 型35 個、D-B-C型20 個。類似于Modic 改變［15-16］，混合型的存在提示退變的最終階段D 型并非突然發生，中間必然存在一個長期的過渡階段，因此本文推斷混合型在級聯變化順序中介于B、C型和D型之間。

本研究表明，基于MRI冠狀位T2-weighted Dixon成像的新方法用于棘間韌帶退變分型可靠且可重復，更好地代表了棘間韌帶退變過程中病理成分的改變及退變的級聯變化順序，有利于進一步進行影像和臨床的相關性研究。本研究尚存不足之處，如樣本量少，研究對象為下腰痛人群而未設置無癥狀對照組，分型的分布和相關性僅能代表特定人群。雖然根據MRI信號特征做了不同分型，但具體的分型準確性還應聯合病理、臨床科室進一步探討。