引用本文: 叶锋, 刘高元, 徐宏, 龙晓东, 邹林波, 李新军, 孙中书. 磁共振全脊柱成像在神经脊柱外科的价值研究. 华西医学, 2017, 32(8): 1243-1246. doi: 10.7507/1002-0179.201703123 复制
我国神经脊柱外科近年取得了巨大进步,与骨科脊柱外科相比,其对于脊髓的显像、病变节段的定位要求很高,故而非常依赖于 MRI 技术的进步[1-3]。目前我国大部分医院均将脊柱分为颈、胸及腰骶尾椎三段进行 MRI 扫描。然而,单一节段的扫描往往不能满足神经脊柱外科手术所需信息的采集。自 2015 年 1 月开始,我院对神经脊柱外科的患者均于术前常规完善磁共振全脊柱成像(whole spine magnetic resonance imaging,WSMRI)扫描,现将全部 70 例进行了 WSMRI 检查的患者临床资料进行回顾性分析,评价该检查的优势。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选择 2015 年 1 月—2016 年 12 月入院拟行神经脊柱外科手术的 70 例患者,其中男 42 例,女 28 例;年龄 18~60 岁,平均(51±8)岁。患者均有不同程度的躯干不适、颈肩胸腹部疼痛、四肢麻木、活动受限等临床表现,有部分患者还有下肢疼痛及间隙性跛行等临床表现,术前均常规完善 WSMRI。纳入标准:① 年龄≥18 岁,男女不限;② 经节段 MRI 扫描发现脊柱或脊髓疾病且拟行神经脊柱外科手术。排除标准:外伤、自发性出血等需急诊手术者。
1.2 研究方法
1.2.1 仪器设备及参数设置 由放射科高年资技师对本研究所有患者进行 WSMRI 检查,所用仪器为 Philips Achieva 1.5 T 超导 MRI 系统及专用的 8 通道全脊柱相控阵线圈。所有患者进行全脊柱快速自旋回波 T1 加权像(T1 weighted image,T1WI)和 T2 加权像(T2 weighted image,T2WI)序列及短时反转恢复序列(short time inversion recovery,STIR)扫描,参数如下:① T1WI 重复时间 400 ms,回波时间 12 ms,矩阵 352×512。T2WI 重复时间 3 500 ms,TE120 ms,矩阵 352×512。② STIR 重复时间 3 750 ms,回波时间 80 ms,反转时间 160 ms,矩阵 352×512,扫描层数 12 层,层厚 4 mm,层间距 0.8 mm,视野 300~350 mm。各段参数相同,扫描中线保持一致,每段扫描之间保持一定的重叠,重叠距离设置为 30 mm。图像处理软件 MobiView 对所得图像进行拼接处理。由放射科高年资医生阅片并出具影像学报告。
1.2.2 检查方法 患者仰卧位,双手放在两侧,若无禁忌,可适当地拉伸患者的脊柱。头先入,肩部顶紧线圈,激光灯定位于甲状软骨。选用全脊柱扫描序列扫描三平定位的定位像,使用 MobiView 处理全脊柱定位图,再采用 T1WI、T2WI 序列及 STIR 扫描分别扫描颈、胸和腰骶尾段。以矢状位定位图像作为定位像,在冠状位定位像中设置矢状面的扫描计划,进行颈、胸和腰骶尾段三段扫描,每段扫描之间保持一定的重叠。MobiView 图像处理软件将分段图像进行拼接并调整以得到完整的 WSMRI 图像。
1.2.3 观察指标 凡收入院完善 WSMRI 检查的患者,均为已行节段 MRI 扫描后,明确初步诊断并拟行神经脊柱手术的患者。在常规行 WSMRI 检查后,若相对已有的节段 MRI 扫描结果,WSMRI 有不同的诊断结果,或对手术方案的选择、甚至是否手术等有明显影响的,认为 WSMRI 相对节段 MRI,存在更多的临床价值,视为阳性。
2 结果
2.1 一般情况
本研究 70 例患者在进行节段 MRI 扫描、WSMRI 扫描和图像处理后均得到了清晰全脊柱图像,可观察到脊柱和脊髓的解剖结构,病变的定位及显像特征。其中,18 例(阳性)WSMRI 提供了单一节段 MRI 扫描会被遗漏的重要信息,包括:脊柱变异 1 例,多发病变 3 例,合并病变 6 例,大范围多节段病变 8 例;WSMRI 有效性达到了 25.7% (18/70)。
2.2 典型病例
① 解剖变异。患者 1,男,45 岁。因“双侧季肋部针刺样疼痛 1+ 个月”入院,体格检查无特殊。胸椎 MRI 平扫及胸椎 MRI 增强扫描的报告显示病变定位前后不一致;后行 WSMRI 提示,缺少椎体 1 个,颈、胸及腰椎仅 23 个椎体。患者手术遂根据 WSMRI 结果定位。见图 1。
② 脊柱及椎管内多发病变。患者 2,男,54 岁。因“腰部疼痛伴双下肢麻木 5+ 个月”入院。体格检查:腰背部叩痛阳性。单一的腰椎 MRI 平扫只能发现腰 2 椎体平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 发现胸 9、腰 2 椎体平面各有 1 个硬脊膜下占位,且伴有颈 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎间盘膨出。予以一次手术同时切除腰 2 及胸 9 椎体平面两处病变,术后病理证实均为神经鞘瘤。见图 2。
③ 椎管内弥漫性、跳跃性病变。患者 3,男,34 岁。因“四肢麻木 2+ 个月,加重伴左侧肢体乏力 3 d”入院,体格检查:左侧肢体肌力 Ⅲ 级,浅感觉障碍。颈椎 MRI 提示颈 1–6 椎体平面脊髓胶质瘤可能;WSMRI 提示颈髓颈 1–6 段及胸 4 段胸髓多处、弥漫性急性脊髓炎可能。经激素治疗后,该患者病情明显好转后出院。见图 3。
④ 椎管内多节段病变。患者 4,男,51 岁。因“右上肢疼痛 7+ 个月”入院,体格检查无特殊。头部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,颈段脊髓空洞。WSMRI 提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(颈 1-胸 9 椎体平面),一次性显示了脊髓空洞的全长。见图 4。
3 讨论
MRI 具有高度空间分辨率及软组织分辨率,多方位、多参数成像,对于神经脊柱外科发展有不言而喻的重要性[1, 4]。目前我国大部分医院 MRI 检查均将脊柱分段扫描,这主要是由设备、技术及计费方式决定,且往往不能满足术前相关信息的采集。
WSMRI 是近年来随着 MRI 成像系统的软件和硬件不断发展更新而来的,可一次性定位并使用自动移床跟踪扫描整个脊柱,最后通过图像处理软件拼接得到完整的脊柱图像[1, 4-6],可准确定位从寰椎到骶尾椎的任一椎体及脑干到马尾神经的脊髓内病变。现有文献主要围绕影像专业在使用该技术上的操作方法、临床可用性、使用范围等,对于脊柱脊髓手术方面的应用价值尚无相关研究。本研究重点针对拟行脊柱脊髓外科手术的患者进行研究,探讨全脊柱 MRI 扫描对手术患者的重要性。
神经脊柱外科手术中,对病变,尤其是胸腰段病变的手术定位常会遇到各种困难,如 13 对肋骨、颈肋骨、腰椎椎体缺少等解剖变异,会严重误导术前解剖定位[2, 7-9]。WSMRI 能够准确提供病变的部位信息,避免术前定位的错误,减少不必要的手术创伤,符合微创理念。如图 1 所示,患者先天缺少 1 个椎体,影像专业医师在拥有原始扫描资料情况下尚且在节段 MRI 报告中给出了不同的定位报告,外科医生若根据单一节段 MRI 扫描进行术前定位,术中很可能不能发现病变,而需要盲目的向上或向下延长手术切口探查病变,可见 WSMRI 避免了对该患者不必要的损伤。
脊柱及椎管内常有多发病变,如脊柱转移瘤、多发神经鞘瘤等,亦常合并脊柱侧弯、严重椎体血管瘤等可能影响术后脊柱稳定的病变[3, 10-11]。WSMRI 可全面、直观、立体发现多个病灶,如 18 例阳性患者中的多例椎体与椎间盘多发病变,有助于术前全面的诊断,避免漏诊、误诊及术后可能出现的不明原因的病情加重,减少医患纠纷。为临床提供了重要的影像资料,有利于治疗和手术方案的制定。如图 2 所示,单一的腰椎 MRI 平扫只能发现腰 2 椎体平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 发现 T9、L2 椎体平面各有1个硬脊膜下占位,且有颈 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎间盘膨出。予以一次手术同时切除 2 处病变,避免了漏诊及潜在的医疗纠纷。
脊柱及椎管内常有多节段、大范围、甚至是跳跃性病变,如本研究中的多例脊髓炎、胶质瘤等,WSMRI 有助于一次性、在一幅图像上显示病变及脊柱的解剖关系,对于病变的定性诊断有重要的参考意义[4, 12-15]。如图 3,颈椎 MRI 仅提示颈段脊髓异常信号影,影像科报告考虑胶质瘤可能,而随后的 WSMRI 还发现胸 4 段胸髓异常信号影,影像科随之修正报告,考虑多处、弥漫性的异常信号提示急性脊髓炎可能性大。从而有效避免临床的误诊及可能的无谓的手术探查。
目前,单一节段 MRI 扫描常不能一次完整提供病变信息。WSMRI 可避免反复多次行 MRI 检查,节约术前等待时间,也方便术后疗效的对比评估。如图 4,头部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,颈段脊髓空洞可能,影像科报告建议完善颈段 MRI 检查。随后的常规 WSMRI 发现该脊髓空洞一直延伸到胸 9 椎体平面,一次性完整观察了脊髓空洞全貌,避免了行颈椎 MRI 扫描后,需再次行胸椎 MRI 扫描,节省了术前等待时间,避免了不必要的医患矛盾,亦有利于术后对脊髓空洞病情的评估。
综上,WSMRI 矢状位图像可一次检查,并在一幅图像显示全脊柱、脊髓及周围组织解剖形态,且颈椎、胸椎、腰椎各段图像信号基本均匀一致,利于明确病变部位、大小、性质等情况,定位准确,全面直观,可减少漏诊、误诊,节约术前等待时间。
我国神经脊柱外科近年取得了巨大进步,与骨科脊柱外科相比,其对于脊髓的显像、病变节段的定位要求很高,故而非常依赖于 MRI 技术的进步[1-3]。目前我国大部分医院均将脊柱分为颈、胸及腰骶尾椎三段进行 MRI 扫描。然而,单一节段的扫描往往不能满足神经脊柱外科手术所需信息的采集。自 2015 年 1 月开始,我院对神经脊柱外科的患者均于术前常规完善磁共振全脊柱成像(whole spine magnetic resonance imaging,WSMRI)扫描,现将全部 70 例进行了 WSMRI 检查的患者临床资料进行回顾性分析,评价该检查的优势。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选择 2015 年 1 月—2016 年 12 月入院拟行神经脊柱外科手术的 70 例患者,其中男 42 例,女 28 例;年龄 18~60 岁,平均(51±8)岁。患者均有不同程度的躯干不适、颈肩胸腹部疼痛、四肢麻木、活动受限等临床表现,有部分患者还有下肢疼痛及间隙性跛行等临床表现,术前均常规完善 WSMRI。纳入标准:① 年龄≥18 岁,男女不限;② 经节段 MRI 扫描发现脊柱或脊髓疾病且拟行神经脊柱外科手术。排除标准:外伤、自发性出血等需急诊手术者。
1.2 研究方法
1.2.1 仪器设备及参数设置 由放射科高年资技师对本研究所有患者进行 WSMRI 检查,所用仪器为 Philips Achieva 1.5 T 超导 MRI 系统及专用的 8 通道全脊柱相控阵线圈。所有患者进行全脊柱快速自旋回波 T1 加权像(T1 weighted image,T1WI)和 T2 加权像(T2 weighted image,T2WI)序列及短时反转恢复序列(short time inversion recovery,STIR)扫描,参数如下:① T1WI 重复时间 400 ms,回波时间 12 ms,矩阵 352×512。T2WI 重复时间 3 500 ms,TE120 ms,矩阵 352×512。② STIR 重复时间 3 750 ms,回波时间 80 ms,反转时间 160 ms,矩阵 352×512,扫描层数 12 层,层厚 4 mm,层间距 0.8 mm,视野 300~350 mm。各段参数相同,扫描中线保持一致,每段扫描之间保持一定的重叠,重叠距离设置为 30 mm。图像处理软件 MobiView 对所得图像进行拼接处理。由放射科高年资医生阅片并出具影像学报告。
1.2.2 检查方法 患者仰卧位,双手放在两侧,若无禁忌,可适当地拉伸患者的脊柱。头先入,肩部顶紧线圈,激光灯定位于甲状软骨。选用全脊柱扫描序列扫描三平定位的定位像,使用 MobiView 处理全脊柱定位图,再采用 T1WI、T2WI 序列及 STIR 扫描分别扫描颈、胸和腰骶尾段。以矢状位定位图像作为定位像,在冠状位定位像中设置矢状面的扫描计划,进行颈、胸和腰骶尾段三段扫描,每段扫描之间保持一定的重叠。MobiView 图像处理软件将分段图像进行拼接并调整以得到完整的 WSMRI 图像。
1.2.3 观察指标 凡收入院完善 WSMRI 检查的患者,均为已行节段 MRI 扫描后,明确初步诊断并拟行神经脊柱手术的患者。在常规行 WSMRI 检查后,若相对已有的节段 MRI 扫描结果,WSMRI 有不同的诊断结果,或对手术方案的选择、甚至是否手术等有明显影响的,认为 WSMRI 相对节段 MRI,存在更多的临床价值,视为阳性。
2 结果
2.1 一般情况
本研究 70 例患者在进行节段 MRI 扫描、WSMRI 扫描和图像处理后均得到了清晰全脊柱图像,可观察到脊柱和脊髓的解剖结构,病变的定位及显像特征。其中,18 例(阳性)WSMRI 提供了单一节段 MRI 扫描会被遗漏的重要信息,包括:脊柱变异 1 例,多发病变 3 例,合并病变 6 例,大范围多节段病变 8 例;WSMRI 有效性达到了 25.7% (18/70)。
2.2 典型病例
① 解剖变异。患者 1,男,45 岁。因“双侧季肋部针刺样疼痛 1+ 个月”入院,体格检查无特殊。胸椎 MRI 平扫及胸椎 MRI 增强扫描的报告显示病变定位前后不一致;后行 WSMRI 提示,缺少椎体 1 个,颈、胸及腰椎仅 23 个椎体。患者手术遂根据 WSMRI 结果定位。见图 1。
② 脊柱及椎管内多发病变。患者 2,男,54 岁。因“腰部疼痛伴双下肢麻木 5+ 个月”入院。体格检查:腰背部叩痛阳性。单一的腰椎 MRI 平扫只能发现腰 2 椎体平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 发现胸 9、腰 2 椎体平面各有 1 个硬脊膜下占位,且伴有颈 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎间盘膨出。予以一次手术同时切除腰 2 及胸 9 椎体平面两处病变,术后病理证实均为神经鞘瘤。见图 2。
③ 椎管内弥漫性、跳跃性病变。患者 3,男,34 岁。因“四肢麻木 2+ 个月,加重伴左侧肢体乏力 3 d”入院,体格检查:左侧肢体肌力 Ⅲ 级,浅感觉障碍。颈椎 MRI 提示颈 1–6 椎体平面脊髓胶质瘤可能;WSMRI 提示颈髓颈 1–6 段及胸 4 段胸髓多处、弥漫性急性脊髓炎可能。经激素治疗后,该患者病情明显好转后出院。见图 3。
④ 椎管内多节段病变。患者 4,男,51 岁。因“右上肢疼痛 7+ 个月”入院,体格检查无特殊。头部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,颈段脊髓空洞。WSMRI 提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(颈 1-胸 9 椎体平面),一次性显示了脊髓空洞的全长。见图 4。
3 讨论
MRI 具有高度空间分辨率及软组织分辨率,多方位、多参数成像,对于神经脊柱外科发展有不言而喻的重要性[1, 4]。目前我国大部分医院 MRI 检查均将脊柱分段扫描,这主要是由设备、技术及计费方式决定,且往往不能满足术前相关信息的采集。
WSMRI 是近年来随着 MRI 成像系统的软件和硬件不断发展更新而来的,可一次性定位并使用自动移床跟踪扫描整个脊柱,最后通过图像处理软件拼接得到完整的脊柱图像[1, 4-6],可准确定位从寰椎到骶尾椎的任一椎体及脑干到马尾神经的脊髓内病变。现有文献主要围绕影像专业在使用该技术上的操作方法、临床可用性、使用范围等,对于脊柱脊髓手术方面的应用价值尚无相关研究。本研究重点针对拟行脊柱脊髓外科手术的患者进行研究,探讨全脊柱 MRI 扫描对手术患者的重要性。
神经脊柱外科手术中,对病变,尤其是胸腰段病变的手术定位常会遇到各种困难,如 13 对肋骨、颈肋骨、腰椎椎体缺少等解剖变异,会严重误导术前解剖定位[2, 7-9]。WSMRI 能够准确提供病变的部位信息,避免术前定位的错误,减少不必要的手术创伤,符合微创理念。如图 1 所示,患者先天缺少 1 个椎体,影像专业医师在拥有原始扫描资料情况下尚且在节段 MRI 报告中给出了不同的定位报告,外科医生若根据单一节段 MRI 扫描进行术前定位,术中很可能不能发现病变,而需要盲目的向上或向下延长手术切口探查病变,可见 WSMRI 避免了对该患者不必要的损伤。
脊柱及椎管内常有多发病变,如脊柱转移瘤、多发神经鞘瘤等,亦常合并脊柱侧弯、严重椎体血管瘤等可能影响术后脊柱稳定的病变[3, 10-11]。WSMRI 可全面、直观、立体发现多个病灶,如 18 例阳性患者中的多例椎体与椎间盘多发病变,有助于术前全面的诊断,避免漏诊、误诊及术后可能出现的不明原因的病情加重,减少医患纠纷。为临床提供了重要的影像资料,有利于治疗和手术方案的制定。如图 2 所示,单一的腰椎 MRI 平扫只能发现腰 2 椎体平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 发现 T9、L2 椎体平面各有1个硬脊膜下占位,且有颈 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎间盘膨出。予以一次手术同时切除 2 处病变,避免了漏诊及潜在的医疗纠纷。
脊柱及椎管内常有多节段、大范围、甚至是跳跃性病变,如本研究中的多例脊髓炎、胶质瘤等,WSMRI 有助于一次性、在一幅图像上显示病变及脊柱的解剖关系,对于病变的定性诊断有重要的参考意义[4, 12-15]。如图 3,颈椎 MRI 仅提示颈段脊髓异常信号影,影像科报告考虑胶质瘤可能,而随后的 WSMRI 还发现胸 4 段胸髓异常信号影,影像科随之修正报告,考虑多处、弥漫性的异常信号提示急性脊髓炎可能性大。从而有效避免临床的误诊及可能的无谓的手术探查。
目前,单一节段 MRI 扫描常不能一次完整提供病变信息。WSMRI 可避免反复多次行 MRI 检查,节约术前等待时间,也方便术后疗效的对比评估。如图 4,头部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,颈段脊髓空洞可能,影像科报告建议完善颈段 MRI 检查。随后的常规 WSMRI 发现该脊髓空洞一直延伸到胸 9 椎体平面,一次性完整观察了脊髓空洞全貌,避免了行颈椎 MRI 扫描后,需再次行胸椎 MRI 扫描,节省了术前等待时间,避免了不必要的医患矛盾,亦有利于术后对脊髓空洞病情的评估。
综上,WSMRI 矢状位图像可一次检查,并在一幅图像显示全脊柱、脊髓及周围组织解剖形态,且颈椎、胸椎、腰椎各段图像信号基本均匀一致,利于明确病变部位、大小、性质等情况,定位准确,全面直观,可减少漏诊、误诊,节约术前等待时间。