引用本文: 葉鋒, 劉高元, 徐宏, 龍曉東, 鄒林波, 李新軍, 孫中書. 磁共振全脊柱成像在神經脊柱外科的價值研究. 華西醫學, 2017, 32(8): 1243-1246. doi: 10.7507/1002-0179.201703123 復制
我國神經脊柱外科近年取得了巨大進步,與骨科脊柱外科相比,其對于脊髓的顯像、病變節段的定位要求很高,故而非常依賴于 MRI 技術的進步[1-3]。目前我國大部分醫院均將脊柱分為頸、胸及腰骶尾椎三段進行 MRI 掃描。然而,單一節段的掃描往往不能滿足神經脊柱外科手術所需信息的采集。自 2015 年 1 月開始,我院對神經脊柱外科的患者均于術前常規完善磁共振全脊柱成像(whole spine magnetic resonance imaging,WSMRI)掃描,現將全部 70 例進行了 WSMRI 檢查的患者臨床資料進行回顧性分析,評價該檢查的優勢。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選擇 2015 年 1 月—2016 年 12 月入院擬行神經脊柱外科手術的 70 例患者,其中男 42 例,女 28 例;年齡 18~60 歲,平均(51±8)歲。患者均有不同程度的軀干不適、頸肩胸腹部疼痛、四肢麻木、活動受限等臨床表現,有部分患者還有下肢疼痛及間隙性跛行等臨床表現,術前均常規完善 WSMRI。納入標準:① 年齡≥18 歲,男女不限;② 經節段 MRI 掃描發現脊柱或脊髓疾病且擬行神經脊柱外科手術。排除標準:外傷、自發性出血等需急診手術者。
1.2 研究方法
1.2.1 儀器設備及參數設置 由放射科高年資技師對本研究所有患者進行 WSMRI 檢查,所用儀器為 Philips Achieva 1.5 T 超導 MRI 系統及專用的 8 通道全脊柱相控陣線圈。所有患者進行全脊柱快速自旋回波 T1 加權像(T1 weighted image,T1WI)和 T2 加權像(T2 weighted image,T2WI)序列及短時反轉恢復序列(short time inversion recovery,STIR)掃描,參數如下:① T1WI 重復時間 400 ms,回波時間 12 ms,矩陣 352×512。T2WI 重復時間 3 500 ms,TE120 ms,矩陣 352×512。② STIR 重復時間 3 750 ms,回波時間 80 ms,反轉時間 160 ms,矩陣 352×512,掃描層數 12 層,層厚 4 mm,層間距 0.8 mm,視野 300~350 mm。各段參數相同,掃描中線保持一致,每段掃描之間保持一定的重疊,重疊距離設置為 30 mm。圖像處理軟件 MobiView 對所得圖像進行拼接處理。由放射科高年資醫生閱片并出具影像學報告。
1.2.2 檢查方法 患者仰臥位,雙手放在兩側,若無禁忌,可適當地拉伸患者的脊柱。頭先入,肩部頂緊線圈,激光燈定位于甲狀軟骨。選用全脊柱掃描序列掃描三平定位的定位像,使用 MobiView 處理全脊柱定位圖,再采用 T1WI、T2WI 序列及 STIR 掃描分別掃描頸、胸和腰骶尾段。以矢狀位定位圖像作為定位像,在冠狀位定位像中設置矢狀面的掃描計劃,進行頸、胸和腰骶尾段三段掃描,每段掃描之間保持一定的重疊。MobiView 圖像處理軟件將分段圖像進行拼接并調整以得到完整的 WSMRI 圖像。
1.2.3 觀察指標 凡收入院完善 WSMRI 檢查的患者,均為已行節段 MRI 掃描后,明確初步診斷并擬行神經脊柱手術的患者。在常規行 WSMRI 檢查后,若相對已有的節段 MRI 掃描結果,WSMRI 有不同的診斷結果,或對手術方案的選擇、甚至是否手術等有明顯影響的,認為 WSMRI 相對節段 MRI,存在更多的臨床價值,視為陽性。
2 結果
2.1 一般情況
本研究 70 例患者在進行節段 MRI 掃描、WSMRI 掃描和圖像處理后均得到了清晰全脊柱圖像,可觀察到脊柱和脊髓的解剖結構,病變的定位及顯像特征。其中,18 例(陽性)WSMRI 提供了單一節段 MRI 掃描會被遺漏的重要信息,包括:脊柱變異 1 例,多發病變 3 例,合并病變 6 例,大范圍多節段病變 8 例;WSMRI 有效性達到了 25.7% (18/70)。
2.2 典型病例
① 解剖變異。患者 1,男,45 歲。因“雙側季肋部針刺樣疼痛 1+ 個月”入院,體格檢查無特殊。胸椎 MRI 平掃及胸椎 MRI 增強掃描的報告顯示病變定位前后不一致;后行 WSMRI 提示,缺少椎體 1 個,頸、胸及腰椎僅 23 個椎體。患者手術遂根據 WSMRI 結果定位。見圖 1。

a. 門診胸椎 MRI T1 平掃報告胸 9–10 椎體平面髓外占位性病變(白箭);b. 門診補行胸椎 MRI T1 增強掃描報告胸 8–9 椎體平面髓外占位性病變(白箭);c、d. WSMRI 提示先天缺少椎體 1 個,占位性病變(白箭)位于胸 8–9 平面,T1 像(c)長信號,T2 像(d)長信號
② 脊柱及椎管內多發病變。患者 2,男,54 歲。因“腰部疼痛伴雙下肢麻木 5+ 個月”入院。體格檢查:腰背部叩痛陽性。單一的腰椎 MRI 平掃只能發現腰 2 椎體平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 發現胸 9、腰 2 椎體平面各有 1 個硬脊膜下占位,且伴有頸 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎間盤膨出。予以一次手術同時切除腰 2 及胸 9 椎體平面兩處病變,術后病理證實均為神經鞘瘤。見圖 2。

a、b. 腰椎 MRI 平掃提示腰 2 椎體平面椎管內髓外硬膜下占位性病變(白箭),T1 像(a)長信號,T2 像(b)長、短信號;c、d. WSMRI 提示,除腰 2 椎體平面占位以外(白箭),尚有胸 9 椎體平面髓外硬膜下占位(白箭頭),兩處病變均為 T1 像(c)長信號,T2 像(d)長、短信號
③ 椎管內彌漫性、跳躍性病變。患者 3,男,34 歲。因“四肢麻木 2+ 個月,加重伴左側肢體乏力 3 d”入院,體格檢查:左側肢體肌力 Ⅲ 級,淺感覺障礙。頸椎 MRI 提示頸 1–6 椎體平面脊髓膠質瘤可能;WSMRI 提示頸髓頸 1–6 段及胸 4 段胸髓多處、彌漫性急性脊髓炎可能。經激素治療后,該患者病情明顯好轉后出院。見圖 3。

a~c. 頸椎 MRI T1(a)、T2(b)平掃及 T1 增強掃描(c)提示頸 1–6 椎體平面脊髓異常信號影(白箭),膠質瘤?;d. WSMRI 平掃 T2 像提示頸 1–6 段頸髓(白箭)及胸 4 段胸髓(白箭頭)多處、彌漫性的異常信號,提示急性脊髓炎可能性大;e. WSMRI 平掃 T2 像放大顯示胸 4 段異常信號(白箭頭)
④ 椎管內多節段病變。患者 4,男,51 歲。因“右上肢疼痛 7+ 個月”入院,體格檢查無特殊。頭部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞。WSMRI 提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(頸 1-胸 9 椎體平面),一次性顯示了脊髓空洞的全長。見圖 4。

a、b. 頭部 MRI 平掃 T2 像兩個層面均提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞(白箭);c. WSMRI 平掃 T2 像提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(頸 1-胸 9 椎體平面)(白箭),頸椎、腰椎退行性變,頸 4/5 雙側椎間孔相對狹窄,頸 5/6 椎間盤向后方突出;腰 4/5 及腰 5/骶 1 椎間盤向后方輕度膨出
3 討論
MRI 具有高度空間分辨率及軟組織分辨率,多方位、多參數成像,對于神經脊柱外科發展有不言而喻的重要性[1, 4]。目前我國大部分醫院 MRI 檢查均將脊柱分段掃描,這主要是由設備、技術及計費方式決定,且往往不能滿足術前相關信息的采集。
WSMRI 是近年來隨著 MRI 成像系統的軟件和硬件不斷發展更新而來的,可一次性定位并使用自動移床跟蹤掃描整個脊柱,最后通過圖像處理軟件拼接得到完整的脊柱圖像[1, 4-6],可準確定位從寰椎到骶尾椎的任一椎體及腦干到馬尾神經的脊髓內病變。現有文獻主要圍繞影像專業在使用該技術上的操作方法、臨床可用性、使用范圍等,對于脊柱脊髓手術方面的應用價值尚無相關研究。本研究重點針對擬行脊柱脊髓外科手術的患者進行研究,探討全脊柱 MRI 掃描對手術患者的重要性。
神經脊柱外科手術中,對病變,尤其是胸腰段病變的手術定位常會遇到各種困難,如 13 對肋骨、頸肋骨、腰椎椎體缺少等解剖變異,會嚴重誤導術前解剖定位[2, 7-9]。WSMRI 能夠準確提供病變的部位信息,避免術前定位的錯誤,減少不必要的手術創傷,符合微創理念。如圖 1 所示,患者先天缺少 1 個椎體,影像專業醫師在擁有原始掃描資料情況下尚且在節段 MRI 報告中給出了不同的定位報告,外科醫生若根據單一節段 MRI 掃描進行術前定位,術中很可能不能發現病變,而需要盲目的向上或向下延長手術切口探查病變,可見 WSMRI 避免了對該患者不必要的損傷。
脊柱及椎管內常有多發病變,如脊柱轉移瘤、多發神經鞘瘤等,亦常合并脊柱側彎、嚴重椎體血管瘤等可能影響術后脊柱穩定的病變[3, 10-11]。WSMRI 可全面、直觀、立體發現多個病灶,如 18 例陽性患者中的多例椎體與椎間盤多發病變,有助于術前全面的診斷,避免漏診、誤診及術后可能出現的不明原因的病情加重,減少醫患糾紛。為臨床提供了重要的影像資料,有利于治療和手術方案的制定。如圖 2 所示,單一的腰椎 MRI 平掃只能發現腰 2 椎體平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 發現 T9、L2 椎體平面各有1個硬脊膜下占位,且有頸 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎間盤膨出。予以一次手術同時切除 2 處病變,避免了漏診及潛在的醫療糾紛。
脊柱及椎管內常有多節段、大范圍、甚至是跳躍性病變,如本研究中的多例脊髓炎、膠質瘤等,WSMRI 有助于一次性、在一幅圖像上顯示病變及脊柱的解剖關系,對于病變的定性診斷有重要的參考意義[4, 12-15]。如圖 3,頸椎 MRI 僅提示頸段脊髓異常信號影,影像科報告考慮膠質瘤可能,而隨后的 WSMRI 還發現胸 4 段胸髓異常信號影,影像科隨之修正報告,考慮多處、彌漫性的異常信號提示急性脊髓炎可能性大。從而有效避免臨床的誤診及可能的無謂的手術探查。
目前,單一節段 MRI 掃描常不能一次完整提供病變信息。WSMRI 可避免反復多次行 MRI 檢查,節約術前等待時間,也方便術后療效的對比評估。如圖 4,頭部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞可能,影像科報告建議完善頸段 MRI 檢查。隨后的常規 WSMRI 發現該脊髓空洞一直延伸到胸 9 椎體平面,一次性完整觀察了脊髓空洞全貌,避免了行頸椎 MRI 掃描后,需再次行胸椎 MRI 掃描,節省了術前等待時間,避免了不必要的醫患矛盾,亦有利于術后對脊髓空洞病情的評估。
綜上,WSMRI 矢狀位圖像可一次檢查,并在一幅圖像顯示全脊柱、脊髓及周圍組織解剖形態,且頸椎、胸椎、腰椎各段圖像信號基本均勻一致,利于明確病變部位、大小、性質等情況,定位準確,全面直觀,可減少漏診、誤診,節約術前等待時間。
我國神經脊柱外科近年取得了巨大進步,與骨科脊柱外科相比,其對于脊髓的顯像、病變節段的定位要求很高,故而非常依賴于 MRI 技術的進步[1-3]。目前我國大部分醫院均將脊柱分為頸、胸及腰骶尾椎三段進行 MRI 掃描。然而,單一節段的掃描往往不能滿足神經脊柱外科手術所需信息的采集。自 2015 年 1 月開始,我院對神經脊柱外科的患者均于術前常規完善磁共振全脊柱成像(whole spine magnetic resonance imaging,WSMRI)掃描,現將全部 70 例進行了 WSMRI 檢查的患者臨床資料進行回顧性分析,評價該檢查的優勢。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選擇 2015 年 1 月—2016 年 12 月入院擬行神經脊柱外科手術的 70 例患者,其中男 42 例,女 28 例;年齡 18~60 歲,平均(51±8)歲。患者均有不同程度的軀干不適、頸肩胸腹部疼痛、四肢麻木、活動受限等臨床表現,有部分患者還有下肢疼痛及間隙性跛行等臨床表現,術前均常規完善 WSMRI。納入標準:① 年齡≥18 歲,男女不限;② 經節段 MRI 掃描發現脊柱或脊髓疾病且擬行神經脊柱外科手術。排除標準:外傷、自發性出血等需急診手術者。
1.2 研究方法
1.2.1 儀器設備及參數設置 由放射科高年資技師對本研究所有患者進行 WSMRI 檢查,所用儀器為 Philips Achieva 1.5 T 超導 MRI 系統及專用的 8 通道全脊柱相控陣線圈。所有患者進行全脊柱快速自旋回波 T1 加權像(T1 weighted image,T1WI)和 T2 加權像(T2 weighted image,T2WI)序列及短時反轉恢復序列(short time inversion recovery,STIR)掃描,參數如下:① T1WI 重復時間 400 ms,回波時間 12 ms,矩陣 352×512。T2WI 重復時間 3 500 ms,TE120 ms,矩陣 352×512。② STIR 重復時間 3 750 ms,回波時間 80 ms,反轉時間 160 ms,矩陣 352×512,掃描層數 12 層,層厚 4 mm,層間距 0.8 mm,視野 300~350 mm。各段參數相同,掃描中線保持一致,每段掃描之間保持一定的重疊,重疊距離設置為 30 mm。圖像處理軟件 MobiView 對所得圖像進行拼接處理。由放射科高年資醫生閱片并出具影像學報告。
1.2.2 檢查方法 患者仰臥位,雙手放在兩側,若無禁忌,可適當地拉伸患者的脊柱。頭先入,肩部頂緊線圈,激光燈定位于甲狀軟骨。選用全脊柱掃描序列掃描三平定位的定位像,使用 MobiView 處理全脊柱定位圖,再采用 T1WI、T2WI 序列及 STIR 掃描分別掃描頸、胸和腰骶尾段。以矢狀位定位圖像作為定位像,在冠狀位定位像中設置矢狀面的掃描計劃,進行頸、胸和腰骶尾段三段掃描,每段掃描之間保持一定的重疊。MobiView 圖像處理軟件將分段圖像進行拼接并調整以得到完整的 WSMRI 圖像。
1.2.3 觀察指標 凡收入院完善 WSMRI 檢查的患者,均為已行節段 MRI 掃描后,明確初步診斷并擬行神經脊柱手術的患者。在常規行 WSMRI 檢查后,若相對已有的節段 MRI 掃描結果,WSMRI 有不同的診斷結果,或對手術方案的選擇、甚至是否手術等有明顯影響的,認為 WSMRI 相對節段 MRI,存在更多的臨床價值,視為陽性。
2 結果
2.1 一般情況
本研究 70 例患者在進行節段 MRI 掃描、WSMRI 掃描和圖像處理后均得到了清晰全脊柱圖像,可觀察到脊柱和脊髓的解剖結構,病變的定位及顯像特征。其中,18 例(陽性)WSMRI 提供了單一節段 MRI 掃描會被遺漏的重要信息,包括:脊柱變異 1 例,多發病變 3 例,合并病變 6 例,大范圍多節段病變 8 例;WSMRI 有效性達到了 25.7% (18/70)。
2.2 典型病例
① 解剖變異。患者 1,男,45 歲。因“雙側季肋部針刺樣疼痛 1+ 個月”入院,體格檢查無特殊。胸椎 MRI 平掃及胸椎 MRI 增強掃描的報告顯示病變定位前后不一致;后行 WSMRI 提示,缺少椎體 1 個,頸、胸及腰椎僅 23 個椎體。患者手術遂根據 WSMRI 結果定位。見圖 1。

a. 門診胸椎 MRI T1 平掃報告胸 9–10 椎體平面髓外占位性病變(白箭);b. 門診補行胸椎 MRI T1 增強掃描報告胸 8–9 椎體平面髓外占位性病變(白箭);c、d. WSMRI 提示先天缺少椎體 1 個,占位性病變(白箭)位于胸 8–9 平面,T1 像(c)長信號,T2 像(d)長信號
② 脊柱及椎管內多發病變。患者 2,男,54 歲。因“腰部疼痛伴雙下肢麻木 5+ 個月”入院。體格檢查:腰背部叩痛陽性。單一的腰椎 MRI 平掃只能發現腰 2 椎體平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 發現胸 9、腰 2 椎體平面各有 1 個硬脊膜下占位,且伴有頸 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎間盤膨出。予以一次手術同時切除腰 2 及胸 9 椎體平面兩處病變,術后病理證實均為神經鞘瘤。見圖 2。

a、b. 腰椎 MRI 平掃提示腰 2 椎體平面椎管內髓外硬膜下占位性病變(白箭),T1 像(a)長信號,T2 像(b)長、短信號;c、d. WSMRI 提示,除腰 2 椎體平面占位以外(白箭),尚有胸 9 椎體平面髓外硬膜下占位(白箭頭),兩處病變均為 T1 像(c)長信號,T2 像(d)長、短信號
③ 椎管內彌漫性、跳躍性病變。患者 3,男,34 歲。因“四肢麻木 2+ 個月,加重伴左側肢體乏力 3 d”入院,體格檢查:左側肢體肌力 Ⅲ 級,淺感覺障礙。頸椎 MRI 提示頸 1–6 椎體平面脊髓膠質瘤可能;WSMRI 提示頸髓頸 1–6 段及胸 4 段胸髓多處、彌漫性急性脊髓炎可能。經激素治療后,該患者病情明顯好轉后出院。見圖 3。

a~c. 頸椎 MRI T1(a)、T2(b)平掃及 T1 增強掃描(c)提示頸 1–6 椎體平面脊髓異常信號影(白箭),膠質瘤?;d. WSMRI 平掃 T2 像提示頸 1–6 段頸髓(白箭)及胸 4 段胸髓(白箭頭)多處、彌漫性的異常信號,提示急性脊髓炎可能性大;e. WSMRI 平掃 T2 像放大顯示胸 4 段異常信號(白箭頭)
④ 椎管內多節段病變。患者 4,男,51 歲。因“右上肢疼痛 7+ 個月”入院,體格檢查無特殊。頭部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞。WSMRI 提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(頸 1-胸 9 椎體平面),一次性顯示了脊髓空洞的全長。見圖 4。

a、b. 頭部 MRI 平掃 T2 像兩個層面均提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞(白箭);c. WSMRI 平掃 T2 像提示:Chiari 畸形伴脊髓空洞(頸 1-胸 9 椎體平面)(白箭),頸椎、腰椎退行性變,頸 4/5 雙側椎間孔相對狹窄,頸 5/6 椎間盤向后方突出;腰 4/5 及腰 5/骶 1 椎間盤向后方輕度膨出
3 討論
MRI 具有高度空間分辨率及軟組織分辨率,多方位、多參數成像,對于神經脊柱外科發展有不言而喻的重要性[1, 4]。目前我國大部分醫院 MRI 檢查均將脊柱分段掃描,這主要是由設備、技術及計費方式決定,且往往不能滿足術前相關信息的采集。
WSMRI 是近年來隨著 MRI 成像系統的軟件和硬件不斷發展更新而來的,可一次性定位并使用自動移床跟蹤掃描整個脊柱,最后通過圖像處理軟件拼接得到完整的脊柱圖像[1, 4-6],可準確定位從寰椎到骶尾椎的任一椎體及腦干到馬尾神經的脊髓內病變。現有文獻主要圍繞影像專業在使用該技術上的操作方法、臨床可用性、使用范圍等,對于脊柱脊髓手術方面的應用價值尚無相關研究。本研究重點針對擬行脊柱脊髓外科手術的患者進行研究,探討全脊柱 MRI 掃描對手術患者的重要性。
神經脊柱外科手術中,對病變,尤其是胸腰段病變的手術定位常會遇到各種困難,如 13 對肋骨、頸肋骨、腰椎椎體缺少等解剖變異,會嚴重誤導術前解剖定位[2, 7-9]。WSMRI 能夠準確提供病變的部位信息,避免術前定位的錯誤,減少不必要的手術創傷,符合微創理念。如圖 1 所示,患者先天缺少 1 個椎體,影像專業醫師在擁有原始掃描資料情況下尚且在節段 MRI 報告中給出了不同的定位報告,外科醫生若根據單一節段 MRI 掃描進行術前定位,術中很可能不能發現病變,而需要盲目的向上或向下延長手術切口探查病變,可見 WSMRI 避免了對該患者不必要的損傷。
脊柱及椎管內常有多發病變,如脊柱轉移瘤、多發神經鞘瘤等,亦常合并脊柱側彎、嚴重椎體血管瘤等可能影響術后脊柱穩定的病變[3, 10-11]。WSMRI 可全面、直觀、立體發現多個病灶,如 18 例陽性患者中的多例椎體與椎間盤多發病變,有助于術前全面的診斷,避免漏診、誤診及術后可能出現的不明原因的病情加重,減少醫患糾紛。為臨床提供了重要的影像資料,有利于治療和手術方案的制定。如圖 2 所示,單一的腰椎 MRI 平掃只能發現腰 2 椎體平面的硬脊膜下占位,而 WSMRI 發現 T9、L2 椎體平面各有1個硬脊膜下占位,且有頸 6/7、腰 4/5、腰 5/骶 1 椎間盤膨出。予以一次手術同時切除 2 處病變,避免了漏診及潛在的醫療糾紛。
脊柱及椎管內常有多節段、大范圍、甚至是跳躍性病變,如本研究中的多例脊髓炎、膠質瘤等,WSMRI 有助于一次性、在一幅圖像上顯示病變及脊柱的解剖關系,對于病變的定性診斷有重要的參考意義[4, 12-15]。如圖 3,頸椎 MRI 僅提示頸段脊髓異常信號影,影像科報告考慮膠質瘤可能,而隨后的 WSMRI 還發現胸 4 段胸髓異常信號影,影像科隨之修正報告,考慮多處、彌漫性的異常信號提示急性脊髓炎可能性大。從而有效避免臨床的誤診及可能的無謂的手術探查。
目前,單一節段 MRI 掃描常不能一次完整提供病變信息。WSMRI 可避免反復多次行 MRI 檢查,節約術前等待時間,也方便術后療效的對比評估。如圖 4,頭部 MRI 提示 Chiari 畸形 Ⅰ 型,頸段脊髓空洞可能,影像科報告建議完善頸段 MRI 檢查。隨后的常規 WSMRI 發現該脊髓空洞一直延伸到胸 9 椎體平面,一次性完整觀察了脊髓空洞全貌,避免了行頸椎 MRI 掃描后,需再次行胸椎 MRI 掃描,節省了術前等待時間,避免了不必要的醫患矛盾,亦有利于術后對脊髓空洞病情的評估。
綜上,WSMRI 矢狀位圖像可一次檢查,并在一幅圖像顯示全脊柱、脊髓及周圍組織解剖形態,且頸椎、胸椎、腰椎各段圖像信號基本均勻一致,利于明確病變部位、大小、性質等情況,定位準確,全面直觀,可減少漏診、誤診,節約術前等待時間。