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右慕
7 years ago
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1 医学博士学位论文论文题目 : 腰椎 MRI 异常征象在下腰痛患者中的临床意义姓名 : 黄靖学号 : 院 ( 部 ): 北京大学第三临床医院专业 : 影像医学与核医学导师 : 李选袁慧书完成时间 : 二一年五月

2 目录姓名 : 黄靖院系 : 北京大学第三医院学号 : 北京大学医学部学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明 : 所呈交的学位论文, 是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外, 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中以明确方式标明本声明的法律结果由本人承担论文作者签名 : 日期 : 年月日学位论文使用授权说明本人完全了解北京大学医学部关于收集保存使用学位论文的规定, 即 : 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本 ; 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版, 并提供目录检索与阅览服务 ; 学校可以采用影印缩印数字化或其它复制手段保存论文 ; 在不以赢利为目的的前提下, 学校可以公布论文的部分或全部内容请选择图书馆发布时间 : 即时发布一年发布二年发布 ( 保密论文在解密后遵守以上规定 ) 论文作者签名 : 导师签名 : 2

3 目录日期 : 年月日目录中文摘要...1 英文摘要...3 下腰痛的流行病学进展及 MRI 诊断...6 引言腰椎 MRI 异常征象在下腰痛患者中的临床意义材料和方法结果讨论结论参考文献附录英语缩略词表致谢个人简历

4 摘要腰椎 MRI 异常征象在下腰痛患者中的临床意义博士研究生 : 黄靖导师 : 李选袁慧书教授北京大学第三临床医学院影像医学与核医学专业摘要目的 : 分析下腰痛患者腰椎 MRI 影像学异常征象的特点, 初步探讨下腰痛患者腰椎 MRI 异常征象的临床意义材料和方法 : ~ 于我院就诊并在放射科行腰椎 MRI 检查 1048 例, 排除有腰椎骨折脱位肿瘤及肿瘤样病损结核等感染性病变手术后等破坏腰椎正常解剖结构的患者后为 19 例, 最后选取下腰痛时间大于一个月, 且 MRI 示椎间盘形态正常和仅有椎间盘膨出的 216 例患者为病例组, 其中男性 100 例, 女性 116 例, 年龄范围岁选取本院 7 个临床及后勤科室的员工共 198 名进行腰椎 MRI 检查, 其中无下腰痛主诉的 91 例入选对照组, 男性 51 例, 女性 40 例, 年龄范围岁记录所有入选对象的个人基本资料, 包括性别年龄身高体重学历婚姻状况及工作强度主要的工作体位各种体位的持续时间工龄及既往患病史病例组还要填写临床症状调查问卷, 主要包括下腰痛的持续时间, 疼痛部位, 是否影响日常工作生活, 既往有无因腰痛就诊及当时的相关诊断所有入选对象常规进行矢状面 TIWI T2WI FS T2WI 和横断面 L3-S1 T2WI 扫描在腰椎 MRI 上分别对病例组和对照组的间盘形态间盘信号改变间盘 HIZ 征终板下骨质退变许莫氏结节关节突关节骨关节炎分级关节突关节积液棘突间韧带高信号这些征象进行评价, 并分析其与下腰痛的关系结果 : 病例组 216 例, 正常间盘 698 个 (64.6%), 膨出间盘共 382 个 (35.4%) 对照组 91 例, 正常间盘 360 个 (79.1%), 膨出间盘共 64 个 (14.1%), 突出间盘 31 个 (6.8%) 在病例组中 65 例 (30.1%) 存在 HIZ; 对照组中 13 例 (14.3%) 存在 HIZ,P<0.01 病例组 67 例 (31.0%) 存在终板 Modic 改变, 其中 Modic 改变 I 型 5 人 (7.5%),Ⅱ 型 59 人 (88.1%),Ⅲ 型 3 人 (4.5%); 对照组中 22 例 (24.2%) 存在终板 4

5 摘要 Modic 改变,Modic 改变 I 型 0 人 (0%),Ⅱ 型 22 人 (95.4%),Ⅲ 型 1 人 (4.6%)P>0.05 在病例组中共有 45 例有许莫氏结节, 发生率为 20.8% 对照组中有 18 例有许莫氏结节, 发生率为 19.8%,P>0.05 病例组 L3-4 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个,L4-5 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个,L5-S1 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个, 对照组 L3-4 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个,L4-5 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个,L5-S1 节段关节突关节 1 级 -4 级的个数分别是个, 两组间 P<0.01 病例组 L3-4 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 60.2%,57.4%,L4-5 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 64.8%,64.4%,L5-S1 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 64.4%,55.1%, 对照组 L3-4 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 15.4%,18.7%,L4-5 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 16.5%, 12.1%,L5-S1 节段左侧右侧小关节 BFS 征的发生率分别是 11.0%,6.6% 在病例组中, 共有 128 例有棘突间韧带高信号, 发生率为 59.3%, 在对照组中 13 例有棘突间韧带高信号, 发生率为 14.2%,P<0.01 结论 : 腰椎的各个组成结构异常都可以引起下腰痛, 影响下腰痛发生的危险因素按照危险程度高低分别为关节突关节 BFS 征棘间韧带高信号关节突关节骨关节炎间盘信号改变年龄关键词 : 下腰痛, 核磁共振成像, 腰椎退行性变 5

6 摘要 The clinical significance of abnormal lumbar MRI signs in low back pain patients M.D.Candidate: Jing Huang Supervisor: Prof. Xuan Li Huishu Yuan Department of Radiology, Peking University Third Hospital Abstract Objective: Analysis of low back pain patients the imaging findings of lumbar spine MRI features, Preliminary study of the clinical significance of abnormal lumbar MRI signs in low back pain patients. Methods: From august 26, 2009 to January 28, 2010, 1048 cases patients whose main cause of "low back pain" to our hospital and were examined by lumbar spine MRI scan. Ruled out the 19 cases whose low back pain were caused by fracture, dislocation, or tuberculosis, cancer, infectious diseases, inflammation, and other medical disease. Final selected 216 cases whose low back pain longer than a month, and had normal disc morphology and disc bulging for the case group of patients. The total was 216 cases, of which 100 cases of men,116 cases of women, age range years old. 198 employees of 7 selected hospital clinical and logistical departments at the lumbar spine MRI examination. 91 cases none of them complained of low back pain selected control group, male 51 cases, 40 women, age range years old. Record of all selected objects of personal information, Including gender, age, height, weight, education, marital status and work intensity, the main work posture, the duration of a variety of position, seniority and previous history of illness. Case group need to fill out the clinical symptoms questionnaire, including the duration of low back pain, pain location, whether the impact of daily life and work, whether due to visit hospital for low back pain and diagnosis at the time. All patients were using the spine surface coil. The sequences include Sigittal TIWI, Sagittal FS T2WI, Sagittal and axial T2WI in L3-S1 segment. Respectively evaluate the abnormal lumbar MRI signs in case group and control group,including disc morphology, disc signal change, HIZ sign, Modic s change, schmorl nodules, facet joint osteoarthritis grade, facet joint effusion, the high 6

7 摘要 signal of interspinous ligament. And analyze their relationship with low back pain. Results: Case group of 216 cases, normal disc 698 (64.6%), bulging disc of 382 (35.4%). Control group, 91 cases of normal disc 360 (79.1%), bulging disc in 64 (14.1%), prominent disc 31 (6.8%). In the case group 65 patients (30.1%) had HIZ; control group, 13 patients (14.3%) had HIZ, P <0.01. Case group 67 patients (31.0%) had Modic change, which Modic type I change 5 (7.5%), Ⅱ-type 59 (88.1%), Ⅲ type 3 (4.5%); control group, 22 patients ( 24.2%) there is Modic change, Modic changes in I-type 0 (0%), Ⅱ-type 22 (95.4%), Ⅲ type 1 (4.6%), P> In the case group 45 patients had schmorl nodules, the occurrence rate was 20.8%. Control group, 18 patients had schmorl nodules, the occurrence rate was 19.8%, P> Case group 1-4 level facet joint number in L3-4 segment are 2,310,105,15, L4-5 segment facet joint are 2,315,96,19, L5-S1 segment facet joint are 2,311,100,19. The number of 1-4 level in the control group L3-4 segment facet joint are 136,40,60,0, L4-5 segment facet joint are 125,40,16,1, L5-S1 segment facet joint are 119,54,9,0, P <0.01. Case group left and right facet joint of L3-4 segment incidence of BFS signs were 60.2%, 57.4%, L4-5 segment on the left and right facet joint incidence of BFS signs were 64.8%, 64.4 %, L5-S1 segment of the left and right facet joint incidence of BFS signs were 64.4%, 55.1%.In control group L3-4 segment of the left and right facet joint incidence of BFS signs were 15.4%, 18.7%, L4-5 segment of the left and right facet incidence of BFS signs were 16.5%, 12.1%, L5-S1 segment of the left and right facet incidence of BFS signs were 11.0%, 6.6%. In the case group, a total of 128 cases with high signal in interspinous ligament,the occurrence rate was 59.3%,in the control group, 13 cases with high signal in interspinous ligament, the occurrence rate was 14.2%, P <0.01. Conclusion: The component structure of lumbar spine abnormalities can cause low back pain, the influence of risk factors for low back pain according to the level of risk were BFS signs of facet joint, the high signal of interspinous ligament, facet joint osteoarthritis, disc signal change, age. Key words: Low back pain, lumbar spine, MRI, lumbar degenerative 7

8 下腰痛流行病学进展及 MRI 诊断下腰痛 (low back pain,lbp) 是一组以下腰骶部臀部疼痛为主要症状的综合征 [1] 下腰痛严重影响人类健康, 患者由于长期受疼痛的影响, 生活质量下降, 工作效率减低同时下腰痛导致了很高的医疗消费工作缺勤率和致残率 [2], 已日益成为严重的社会经济问题和公共卫生问题有报道称下腰痛在普通人群中的患病率是 15% 到 40% [3] 60% 的人群在他们的一生中至少发生过一次下腰痛 [4], 高达 85% 的美国人每年至少经历一次下腰痛 [5] 尽管下腰痛具有自限性, 大多数病人可自行缓解或治愈, 但复发也很常见大约 20% 到 44% 的人群在他们第一次发生腰痛的同年就会复发,80% 的人群在十年内复发 [5-6] 下腰痛的发病原因不详, 现阶段研究得较明确的危险因素包括个体因素遗传因素职业因素及心理因素等其中个体因素可能包括年龄性别体重与身高及吸烟等, 职业因素有劳动强度工作体位和职业种类等, 心理因素方面则与社会心理因素和个体心理因素有关笔者从流行病学角度及 MRI 影像学诊断角度对下腰痛的研究进展进行一. 下腰痛的流行病学 1. 发病机制及分类脊柱是具有支持和运动功能的整体,Denis [7] 根据脊柱的生物力学特点, 将脊柱分为前柱中柱后柱三个部分前柱由前纵韧带椎体及间盘的前半构成 ; 中柱由后纵韧带椎体及间盘的后半构成 ; 后柱由椎弓椎间小关节后部韧带及肌肉构成腰骶部脊柱中任何有神经支配的结构都可能是下腰痛的根源, 也就是说, 下腰痛可起源于任何椎间盘肌腱筋膜肌肉小关节或韧带等在健康志愿者和病人之间进行的对照研究表明 : 对于健康志愿者的关节突关节 [8-10] 硬脊膜 [11-12] 肌肉 13] 棘间韧带 [14-15] 的有害刺激可以产生与病人性质和分布相类似的局部及放射性疼痛, 从而证明了这些结构与疼痛的产生有关关于下腰痛的分类, 国内外各学者的分类目的不同, 方法各异 Wyke [16] 根据产生疼痛的病因将下腰痛分为 4 类 :1 原发性疼痛 ;2 继发性疼痛 ;3 牵扯性疼痛 4 心身性疼痛 Macnab [17] 根据产生疼痛的部位将下腰痛分为 5 类 :1 脊柱源性疼痛 ;2 神 8

9 经源性疼痛 ;3 内脏源性疼痛 ;4 血管源性疼痛 ;5 精神性疼痛 [18] 赵定麟在下腰痛一书中, 按产生下腰痛的疾病的病因分为 : 先天性退变性外伤性炎症性肿瘤性 [19] 周秉文建议依据下腰痛患者的病史及查体资料将下腰痛先按解剖分为脊柱及脊旁组织骶髂关节内脏疾病牵扯性痛和精神心理性疼痛等类, 再按疾病如损伤感染畸形肿瘤等分类 2 相关危险因素 2.1 个体因素年龄 : 年龄与下腰痛的发生具有一定的关系其中 30~50 岁为下腰痛好发年龄 [20],Guo HR [21] 认为此年龄区间, 正值大多数人就业高峰, 劳动强度及劳动量均较大随着年龄的增加, 椎间盘及小关节发生退行性变, 同时腰背肌肌力下降韧带劳损, 显著严重的影响了脊柱的稳定性, 使其容易发生下腰痛 [22] 陈渊辉等调查了 2500 例 ( 男 1604 例, 女 896 例, 年龄 13~82 岁 ) 腰椎间盘突出膨出的部位和年龄分布情况该调查发现, 腰间盘突出主要集中在 30~45 岁年龄段, 且多为从事各种繁重体力劳动者腰间盘膨出以 30~60 岁年龄段为著, 符合生理性退变规律腰椎间盘突出和膨出部位以 L 4 ~L 5 及 L 5 ~S 1 居多, 可能与其受力最大有关另外值得一提的是, 下腰痛在儿童中并不少见 [23] 据 Taimela 等统计, 下腰痛的年发病率在 7 岁以下儿童中为 1%, 在 10 岁以下儿童中为 6%, 而在 14~16 岁青少年中则增加到 18% 国内文献也显示下腰痛儿童病例呈逐年增加及小龄化趋势, 最小患者仅 6 岁 [24] [25] Lampe A 等认为儿童发生下腰痛的原因是儿童虐待生活事件的应激以及抑郁症的相互作用所致性别 : 下腰痛与性别的关系国内外报道结果不尽相同国内学者对自然人群下腰痛的调查发现, 男性多于女性, 约 4:1~6:1, 考虑可能与男性承担重体力劳动或剧烈运动者多, 腰部负荷重, 外伤概率高有关 [26] 而 Muraki S [27] 等对 2288 受试者 ( 年龄大于等于 60 岁,818 名男性,1470 名女性 ) 进行了腰椎 X 线检查, 发现女性较男性更易发生腰椎退行性变及下腰痛但最近在加拿大魁 [28] 北克的一项调查表明性别差异在颈部及下肢的骨骼肌肉痛中具有意义, 在下腰痛中没有意义 9

10 2.1.3 体重与身高 ( 体重指数 ): 一般认为肥胖与下腰痛呈正相关, 越胖的 [29] 人患下腰痛的风险越高 Deyo 等报道下腰痛的患病率随体重指数增加而增加, 当体重指数增加 20% 时下腰痛患病率增加最明显 Hangai M 对年龄在 51~86 岁范围内的 270 个受试者进行了 MRI 分析得出, 高的体重指数对腰骶椎的退变有显著意义 [30] [31] Like M 等对 129 例中年男子 L 2 ~L 5 间盘的髓核进行为期 4 年的 MRI 前瞻性研究, 结果显示体重指数大于 25kg/ m2是中年人腰椎间盘退变的危险因素, 还发现年轻时肥胖的中年人腰椎间盘退变的危险性更高吸烟 : 香烟燃烧会释放多环芳香烃类化合物, 可以损害人体纤维溶解系统, 导致纤维素的沉淀, 使关节突关节僵硬, 正常生物力学结构被破坏, 导致椎间盘突出 [32] 另外,Frymoyer [33] 认为尼古丁可导致椎体血流量减少, 继而使椎间盘的血供减少, 降低营养和代谢产物的交换, 引起椎间盘退行性变和下腰痛长期吸烟会引起咳嗽, 使椎管内压力和椎间盘内压增高, 久之可加速腰椎退行性变 [19] [29] Deyo 等报告下腰痛的患病率随吸烟量增加而上升, 在年吸烟量超过 50 包的人群中其相对危险性为 1.4, 而在 45 岁以下人群中相对危险性又 [34] 进一步增至 2.33 Battie 等的研究结果表明, 吸烟者中下腰痛比例要高于不 [35] 吸烟者, 其统计学差异有显著性 (P = 0.002) Mikkonen P 等报告, 每日吸烟 9~16 支与持续性下腰痛有关,OR 值是 2.57, 置信区间为 1.03~6.46 一项对 [36] 对双胞胎所进行的研究也证实了吸烟会导致下腰痛, 并且下腰痛的持续时间越长, 越与吸烟相关 2.2 遗传因素 : 遗传对下腰痛有一定影响近年研究发现, 遗传可能是下腰痛的主要危险因素例如, 遗传性的小椎间盘或者遗传性的短棘突, 都能够增加椎间盘的压迫应力另外, 胶原或蛋白聚糖的遗传性缺陷可能削弱脊柱组织, 使之易于受伤 [32] Mac Gregor [37] 报告的初步研究结果表明 60% 的腰痛患者的患病原因都可能源于相似的基因遗传最近,Tegeder I [38] 的研究表明, 遗传作用主要是通过影响椎间盘退行性变的基因影响免疫应答的基因和疼痛信号基因来实现的, 基因资料 (gene data) 决定着病人患慢性下腰痛危险因素的高低影响椎间盘稳定性的基因可能包括 COL9A2,COL9A3,COL11A1,COL11A2, COL1A1,AGAN,CILP,VDR,MMP3,MMP9 和 THBS2; 修饰炎症的基因可能包括 IL-1 和 IL6; 疼痛信号基因可能包括 GCH1,COMT,OPMR1, 10

11 [39] MCR1,TRPA1 和 FAAH MacGregor 等对一千多对单卵双胞胎进行病例对照研究, 发现遗传背景完全一致的个体, 即使生活在不同环境中, 有不同的生活习惯, 从事不同职业, 其下腰痛患病率却相差不大, 结果还显示 52%~68% 的下腰痛患者与遗传因素密切相关 2.3 职业因素 (1) 劳动强度 : 下腰痛的患病率与体力劳动的强度高低呈正相关有证据表明 [35] 体力劳动是下腰痛发生的危险因素, 随着工作中体力劳动时间的增加, [40] 下腰痛的持续时间也显著增加 Zwerling 等在一项调查中将受试者按体力劳动强度分类, 结果发生下腰痛的危险性随劳动强度增加而明显上升 (P < 0.001) 有研究表明 [41-42], 抬举 18 公斤以上的重量与下腰痛的发生有关, 危险因子大于 2 (2) 工作体位 : 在需要久坐或长时间站立的职业中, 下腰痛的发生率一般比 [43] 较高, 而工作时如能经常变换体位则发生率略低 Macfarlane 等报道, 当坐位或立位工作超过 2 小时后, 因下腰痛症状而就医者无论男女性均明显增多国内也有同样的报道 [44], 维持同一体位 ( 坐位或立位 ) 工作时间越长, 下腰痛的患病率越高同一体位工作时间大于 2 小时与不足两小时比较, 其发生下腰痛的危险增加 3 倍多维持同一体位, 容易导致肌肉疲劳, 再加上同一体位时间过长, 容易形成不良姿势, 加重腰部的负荷, 相应的关节受到不良应力的影响, [44] 容易受到损伤, 诱发腰痛王于领等对办公室工作人员采用多阶段整群抽样方法调查下腰痛, 结果表明下腰痛与工作体位有关, 其中以立位工作为主者腰痛患病率最高, 其次为坐位工作方式者, 以步行为主的工作人员腰痛患病率最低 ; 每日同一体位工作时间 >2h 也被证明是腰痛的危险因素 Fernandes Rde C [45] 等在 2002 年, 对萨尔瓦多城 577 名塑料工业工人进行了横向调查, 发现尽管年龄性别心理因素的各有不同, 躯体前屈体位及扭曲体位均与下腰痛的发生关系最密切值得一提的震动体位,Hartvigsen J [46] 认为整个身体的震动是腰痛的危险因子, 震动所产生的轻微应力加速了椎间盘的退变一方面长期压力使得软骨终板和软骨下骨因为疲劳而发生微小骨折, 在修复过程中减少了营养渗透能力, 影响髓核和纤维环的修复 ; 另一方面震动中产生的微小剪力使得纤维环易疲劳加速退变, 髓核易于突出压迫神经而产生下腰痛 Funakoshi M [47] 认 11

12 [48] 为出租车司机全身震动的工作体位与其发生下腰痛有密切关系 Xu Y 等在对 5185 名 19~59 岁的丹麦籍劳工进行工作环境职业行为与下腰痛的关系的研究中发现, 全身震动 (WBV) 重体力劳动从事频繁屈伸身体的工作站立位工作精神和注意力高度紧张的工作成为易患下腰痛的危险因素 Magnusson [49] ML 等将来自瑞典和美国的司机作队列研究发现, 样本的 50% 报告下腰痛, 两个国家的发生率没有差异, 最高的危险因素是暴露于震动提举重物及频繁 [50] 的提举动作王小明等采用问卷调查实地考察物理检查侧位 X 线平片测量腰椎前凸角度等方法, 调查研究了 163 个不同职业正常青年男性的腰痛的发病率及与体重指数 LLA 的关系职业种类包括坦克乘员炮兵当地的居民结果表明坦克乘员慢性腰痛发病率最高同时该研究提示慢性腰痛患者腰椎前凸角度较对照组小慢性腰痛患者为缓解疼痛, 经常采用不正常的姿势, 如过伸脊柱, 可对腰椎椎旁肌及韧带产生不对称过曲或过伸的压力, 从而间接改变腰椎的曲度, 通过缓慢的积累, 可导致腰椎及整个脊柱不稳定, 腰椎前凸角度变小 (3) 职业种类 : 不同种类职业的下腰痛发病率不同 [19] [51], 上海的一组统计表明, 重工业系统工人的下腰痛发病率为 20.3%, 而轻工业系统仅 2.6%, 翻砂工人为 60.9%, 搬运工为 47.0% O'Sullivan D [52] 等对 200 名爱尔兰农民进行了问卷调查, 下腰痛发生率为 74%, 具有下腰痛病史的被调查者中,72% 认为耕作诱发了腰痛,63% 认为是提举动作导致腰痛 Cunningham C [53] 对爱尔兰都柏林医院不同工种的职工进行了标准化调查问卷研究, 得出职工下腰痛发生率 46%, 但不同职业组下腰痛的患病率无显著差异 Alexopoulos EC [54] 对 853 名希腊造船厂的造船工人和维修工人进行了为期一年的随访调查, 结果表明不同工作种类的劳动特征是导致下腰痛的危险因素 Miyamoto M [55] 和 Funakoshi M [47] 都针对日本的出租车司机进行了研究, 均认为出租车司机这个职业的特殊体位与下腰痛的发生相关 Moen BE [56] 对挪威皇家海军中的 1581 名军事人员和 580 名文职人员应用调查量表进行研究, 结果显示军事人员较文职人员易发生下腰痛, 军事人员经常进行的沉重提举动作和扭曲的工作体位与下腰痛的发生相关 [57] Schreuder KJ 等对蓝白领工作相关的健康问题进行了调查, 结果表明下腰痛在两个职业组发生普遍, 但在蓝领组中下腰痛的发生率明显高于白领组 12

13 Valkenburg 和 Haanen [58] 报道蓝领工人患腰间盘突出症症状的比白领工人多 4 倍 Kerr MS [59] 对汽车制造业的工人进行了病例对照研究, 以 179 名随机选择的受试者与 137 名患下腰痛的工人作对照, 发现体力劳动强度及工作场所的环境与下 [60] 腰痛密切相关郑英刚等对青岛市区纺织机械汽车运输服装和海水养殖 5 个行业共名职工进行了下腰痛流行病学调查, 其发生率为 11.53%, 不同工种之间患病率具有很大差异, 以机械行业铸造工患病率最高 2.4 心理因素 (1) 社会心理因素 : 一般认为, 社会环境所造成的心理应激与下腰痛有关 [616] Adams 对 23 例腰痛患者采用由明尼苏达多相人格调查表修订的心理问卷 (MMPI-II) 进行测试 [62], 受试者均患下腰痛至少 6 个月以 23 例无疼痛受试者为对照组, 结果受试组患者精神衰弱量表的得分较对照组统计学上升高林建强 [62] 对 640 个患者进行了 Waddell s 非器质性体征检查 (WS) 明尼苏达多相人格问卷 (MMPI) 测试, 发现一些下腰痛的发生与社会心理因素的相关性较高这些腰痛患者呈疑病抑郁癔症神经三联症特征 (2) 个体心理因素 : 包括人格特征情感因素等, 如抑郁可能与下腰痛有关 Bergenudd H [63] 报告, 受教育时间越短, 智商越低, 则下腰痛发生率就越高 [64] Brage S 等进行的为期 12 年的前瞻性研究表明, 早期下腰痛情绪的不良应激, 受教育程度低及工作强度大与下腰痛发生相关, 并指出情绪的不良应激对早期下腰痛患者发展为下腰功能障碍有警示作用 Keeley P [65] 通过对病人进行 SF-36 量表, 得出焦虑抑郁与下腰痛呈正相关目前心理因素在下腰痛流行病学研究中已逐渐受到重视, 心理检查常被作为腰椎功能检查的一个组成部分, 应用较多的包括 MMPI 量表等二. 关于下腰痛的 MRI 诊断腰部的任何组成部分, 如 : 椎间盘终板及终板下骨质关节突关节韧带肌肉软组织等, 都有可能是腰痛的组织来源腰椎 MRI 成像是目前能最大程度观察腰椎各组成部分变化的影像检查 [66] 尽管当前 MRI 的技术水平尚不能准确判断一些细微结构的改变, 如纤维环撕裂髓核碎裂等, 但由于其在下腰痛诊断中的优越性, 仍然起到很重要的作用, 可以为其临床诊断鉴别诊断及治疗提供依据 13

14 1. 间盘及其相关改变的 MRI 诊断 1.1 椎间盘形态改变 1934 年 Mixter 和 Barr [67] 首次提出腰椎间盘突出可导致下腰痛的观点, 是对下腰痛发生机制认识的重大突破椎间盘是由其中央部分的髓核和周围部分的纤维环共同组成随着纤维环髓核的自然退化和在长期负重性损伤或急性慢外力损伤的作用下, 髓核的成分和结构发生变化纤维环松弛纤维环破裂, 髓核组织从破裂之处突出于后方或椎管内, 从而引起椎间盘形态改变 [68] 大量的研究明确了其产生疼痛的机制 : 突出的椎间盘直接压迫神经根或对周围神经组织产生刺激, 从而产生疼痛 MRI 可以清晰准确的观察到有无间盘突出突出的程度以及有无造成神经根压迫等 1.2 椎间盘信号改变在幼儿时期, 髓核富含水分, 与其周的纤维环分界清晰随着年龄的增长, 髓核所含的水分减少, 弹性减低, 逐渐过渡成为含有纤维软骨成分的成年型髓核在老年时期, 椎间盘内的自由水和结合水均累积减少, 前者在 MRI 上引起 T1 弛豫时间明显延长, 后者引起 T2 时间稍延长, 椎间盘水分的减少, 其高度也会随之降低, 间盘信号和强度的改变在 T2WI 加权相上最为敏感腰椎 MRI 的间 [69] 盘信号改变可以反映出髓核含水量的变化程度, 西永明等的研究也证实了 MRI 上间盘信号的改变可以反映间盘退变的程度 Pfirrmann [70] 将腰椎 MRI T2WI 加权相上椎间盘信号分为五级, 一级 : 椎间盘形态正常, 没有水平带, 纤维环清晰, 二级 : 水平带形态不规则, 纤维环及髓核之间界限不清晰, 三级 : 纤维环及髓核之间界限不清晰, 但是纤维环的形态是完整, 四级 : 纤维环形态不完整, 椎间盘高度正常或中度减低, 五级 : 在四级的基础上, 合并椎间隙塌陷随着分级数的升高, 信号退变越严重目前, 关于间盘信号改变是否具有提示下腰痛的临床意义还有争议, 彭宝 [71] 淦等学者的研究认为,MRI T2WI 加权相上信号减低的椎间盘不能分辨是老化的椎间盘还是引起疼痛的病理性椎间盘 Horton [72] 的研究显示单节段间盘信号改变可以较可靠地说明此间盘是疼痛的来源, 对下腰痛的原因有提示作用若 MRI 没有异常改变, 则 95% 的病人可以除外椎间盘源性疼痛当患者为年轻人有明确的外伤史, 且腰痛持续时间超过 4 个月, 如果其 MRI 显示椎间盘信号 14

15 减低, 则诊断意义很大, 提示此间盘为痛性间盘 1.3 纤维环后方高信号区 (HIZ) Aprill [73] 在 1992 年首次提出了腰椎 MRI 椎间盘内纤维环后方高信号区 (highintensity-zone,hiz) 这个概念, 认为它与下腰痛患者腰椎间盘造影呈阳性之间存在显著的相关性, 可以提示下腰痛的原因自从 HIZ 征象被提出以来, 国内外众多学者对其病生理学基础及发生机制临床意义进行了大量的基础及临床研究 [72,74-76], 但是目前仍有很多争议 Schellhas 和 Lam KS [74-75] 等认为腰椎 MRI 显示的椎间盘后缘高信号 (HIZ) 是椎间盘纤维环撕裂和椎间盘源性下腰痛的特异的影像学特征 Horton [72] 等的研究也显示 MRI 上单节段间盘信号减低及后纤 [76] 维环出现 HIZ 可以较可靠的说明该间盘为下腰痛的疼痛原因,Caragee 等的研究表明 HIZ 在下腰痛患者中出现率为 59%, 在无下腰痛症状人群中出现率为 24%, 因为在无下腰痛症状人群中出现 HIZ 的比例较高, 两组 HIZ 的发生率没有显著差异,HIZ 不能代表存在有症状性的腰椎间盘破裂, 所以其在椎间盘源性下腰痛的诊断中作用有限国内刘振生等 [77], 对 123 例椎间盘源性腰痛患者及 60 例对照组进行病例对照研究, 发现 67 例 (54%) 椎间盘源性腰痛患者组出现 HIZ 征象, 明显比对照组 (9 例,15%) 多 (P<0. 001), 从而说明 HIZ 征象是椎间盘源性下腰痛的重要影像学指标关于 HIZ 征象的形成机制目前主要由下列几种说法 :Aprill [73] 等和 Lee [78] 都认为高信号区代表纤维环撕裂后的炎症反应 Schellhas [74] 等认为高信号区代表 3~5 级的纤维环撕裂, 高信号区是纤维环裂隙中充填的髓核液 Yu [79] 等将 20 例尸体间盘标本在 MRI 上的表现及其解剖做了相应研究, 发现每一个纤维环的裂隙都填充有液体或黏液样物质, 因此认为高信号区可能是充填在纤维环后方裂隙内的髓核液 Yasuma [80] 等进行的基础研究发现,40 岁以上的下腰痛患者, 椎间盘组织开始被血管浸润, 退变较严重的间盘甚至长入大量的血管组织, 他认为在一些无下腰痛症状人群中出现的高信号区可能是椎间盘老化或退变后长入的大量血管组织 1.4 腰椎终板 Modic 改变腰椎终板是指位于椎间盘与骨性终板之间的薄层透明软骨, 其主要生物化学成分为蛋白多糖胶原和水它在髓核营养物质的交换维护椎间盘的应力 15

16 缓冲以及维持椎体的正常形态等方面起着重要的作用 [81] 1987 年 de Roos [82] 等率先报道在腰椎间盘退变性疾病患者的腰椎 MRI 中发现邻近终板区域的椎体骨质信号改变 1988 年,Modic [83-84] 等通过对 474 例大部分患有慢性下腰痛的病人进行研究, 正式系统地描述了在退变的腰椎间盘终板及终板下骨质 MRI 信号改变的类型分型标准及相应的组织学变化, 即 Modic 改变 Modic 改变分为 3 型 [83-84] :Ⅰ 型 ( 又称为炎症期或水肿期 ), 在 T1 加权像上提示为低信号, 在 T2 加权像上为高信号 ;Ⅱ 型 ( 脂肪期或黄骨髓期 ), 在 T1 加权像呈高信号,T2 加权像上表现为等信号或轻度高信号, 脂肪抑制像提示该变化主要由大量脂肪沉积所致 ;Ⅲ 型 ( 骨质硬化期 ), 在 T1 加权像及 T2 加权像上均表现为低信号相应的病理学表现为 :Ⅰ 型改变表现为纤维血管组织替代 ( 炎症修复期 ), 终板及终板下区域有丰富的肉芽组织长入, 纤维血管组织替代了增厚的骨小梁间的正常骨髓 ;Ⅱ 型改变表现为黄骨髓替代, 在慢性受损的终板及终板下区域, 大量脂肪细胞沉积 ;Ⅲ 型改变表现为终板及终板下骨质硬化 [85] 关于 Modic 改变对下腰痛的临床意义普遍达到各学者的共识, 龙厚清等研究结果显示正常人群中 Modic 征的发生率只有 3.57%, 但在下腰痛患者腰椎 MRI 的发生率高达 53.03%, 两者具有显著性差异 ( P <0.05), 从而认为 Modic 征对椎间盘退变性下腰痛具有较高诊断价值, 是一个良好的影像学参数 Weishaupt [86] 等对岁年龄阶段的 60 个无下腰痛症状的人进行研究, 发现其 Modic 改变 [87] 的发生率在 3%-10% Kjaer 等以 412 名 40 岁的丹麦人为研究对象, 发现 Modic 改变与下腰痛之间具有显著的相关性 Dominik [88] 指出多种腰椎 MRI 异常征象 ( 包括椎间盘退变膨出突出纤维环撕裂 ) 常常见于无症状人群中, 但终板及邻近骨质的异常却很少见于岁年龄组的无症状人群中, 因此认为终板异常可以作为椎间盘源性疼痛的预测指征 Toyone [89] 的研究也发现终板信号改变与下腰痛密切相关, 他认为将间盘退变的信号降低与终板信号变化结合起来, 可使 MRI 准确判断疼痛间盘的特异性从 79% 提高到 97% 1.5 Schmorl 结节 Schmorl 结节这个术语在 1927 年被 Schmorl [90] 所描述, 是指髓核通过软骨终板或纤维环的破裂处嵌入邻近椎体骨质内形成的椎体内压迹 MRI T1WI 加权相表现为软骨下骨质内的低信号, 而 T2WI 加权相显示为椎体骨质内稍高或 16

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