MRI高信号与颈脊髓慢性压迫性疾病的基础与临床相关研究

摘要

第一部分颈脊髓MRI高信号与神经细胞凋亡的相关性研究
　　目的:MRI是目前公认的对慢性脊髓压迫性疾病最有价值的诊断方法之一，在临床实践中常可于患者MRI T2加权像发现局部或较广泛信号增强的区域，许多基础和临床工作者针对此MRI信号的改变，就MRI信号代表的临床症状和预后等问题进行了大量研究，但尚未得出统一的结论。特别对于MRI T2高信号的形成机制及其病理变化的相关实验研究较多，但是到目前仍存在着争议，现在越来越多的学者认为，神经细胞的凋亡在脊髓病变的发病机制中起着非常重要的作用，并对此进行了大量的研究。但是不同强度的颈脊髓MRI T2高信号与神经细胞凋亡之间是否存在着某种联系，目前针对此问题的相关研究比较少见，本研究通过慢性压迫性颈脊髓损伤动物模型的建立，观察并记录在慢性压迫状态下的颈脊髓MRI信号的变化，同时进行神经细胞凋亡的相关检测，从而探讨这两者之间的关系。
　　方法:将实验用新西兰白兔32只，随机挑选8只做为对照组，余为实验组，实验组按文献要求建立兔脊髓型颈椎病动物模型。术后6个月将所有实验动物进行MRI检查并计算MRIT2与T1信号比值。MRI检测完毕后将所有实验动物处死并取受压迫脊髓部位行HE染色光镜观察;并行Bcl-2、Bax免疫组织化学染色，细胞内有棕黄色粗颗粒分布，或者棕黄色细腻颗粒弥漫分布者，记为阳性反应，以阳性细胞染色的平均光密度值来表示抗原表达量。
　　结果:实验组可见MRI T2高信号的信号强度不等，T2/T1信号强度比值计算结果为2.52～12.03;对照组均未观察到明显高信号。随着MRIT2/T1信号比值增加，实验组细胞形态及Bax，Bcl-2表达量均发生不同程度的变化;Bax表达增多，胞质棕黄色程度加深;Bcl-2细胞棕黄色出现向核内转染;随着MRI T2/T1信号比值逐渐增大，Bax光密度值逐渐加大，Bcl-2光密度值逐渐减小。MRI信号比值与灰质及白质Bax表达量成正相关，与灰质及白质Bcl-2表达量成负相关。
　　结论:本文通过量化脊髓MRI信号并取T2与T1加权像图像强度比值的方法分析了高信号与脊髓内的组织细胞凋亡之间的关系，结果显示随着脊髓内的组织细胞凋亡率会随着信号比值的增大而出现增高，相比与对照组，Bax因子的表达量增多，而Bcl-2的表达量却出现减少，颈脊髓MRI T2加权像上高信号可能与细胞的凋亡有一定的关系。
　　第二部分 MRI信号强度比值判断脊髓型颈椎病预后的意义
　　目的:脊髓型颈椎病是一种常见的退行性疾病，是因颈椎间盘本身退变，及继发相邻骨与软组织退变，导致脊髓血供障碍或脊髓本身受压，从而引起的临床症候群，40岁-60岁人群中多见。脊髓型颈椎病临床表现多样，主要表现为四肢麻木、无力，走路不稳，有“踩棉花”感及胸腹部“束带”感，严重者可出现截瘫、大小便功能障碍，其进展快慢及转归因人而异，该病的诊断及治疗结果也因患者及医生对其的认识不同而不同。脊髓型颈椎病的影像学诊断方法包括颈椎X线片、CT、CT造影等，而MRI是目前公认的对脊髓型颈椎病最有价值的诊断方法，因为MRI不仅可以显示脊髓受压程度，而且可以显示脊髓内部变化的一些细节，检查结果常令人满意。另外，临床工作人员认为对于那些接受手术治疗的脊髓型颈椎病患者而言，术前MRI所显示的数据，比如脊髓受压迫的程度、椎管的横截面积以及脊髓内的信号变化，可能与术后患者的恢复情况相关联。近几年来针对MRI T2加权像高信号与患者预后的关系的研究较多，但是尚未形成统一观点，关于高信号的出现是否预示着患者在接受手术治疗后效果不佳目前尚有争议。本文在前期研究的基础上，进一步利用信号强度比值的方法探讨MRI T2加权像高信号与脊髓型颈椎病手术预后之间的关系。
　　方法:2007年9月至2009年2月于我科行颈椎手术治疗脊髓型颈椎病患者52例，其中男30例，女22例;年龄45-67岁，平均56.3岁;病程3-34月，平均23个月;单节段受压23例，多节段受压29例;手术方式主要有颈椎前路椎间盘切除植骨融合内固定术、颈椎前路椎体次全切减压植骨融合内固定术、颈椎后路椎板切除减压术及颈椎后路椎管成形术;行颈椎前路手术治疗31例，行颈椎后路手术治疗19例。术前所有患者均行高分辨率1.5T MRI(Siemens，Berlin，Germany)。颈髓矢状面成像T1加权像采用自旋回波序列，T2加权像采用快速自旋回波序列。扫描使用颈椎线圈，层厚4mm，采集矩阵512×256。序列参数为T1加权像重复时间612ms，回波时间13 ms。T2加权像重复时间2400 ms，回波时间114 ms。如果患者T2加权像存在信号强度增加的区域则测量此区域信号强度值，同时于T1加权像测量与T2加权像高信号区域处于相同节段的脊髓信号强度值，两者测量所取面积相近，操作均于MRI工作台上进行。T2加权像信号强度值与T1加权像信号强度值的比值为本文研究的T2/T1比值。无T2加权像高信号的患者归为组1，有T2加权像高信号的患者以T2/T1比值的中位数分为组2和组3。于术后第3、6、12、24个月对患者进行随访，每次随访均进行JOA评分，并与术前比较，计算改善率。
　　结果:所有患者中，16例无T2加权像高信号（组1）;其他36例均有T2加权像高信号，T2/T1比值范围为1.18-2.77，其中位数为1.77，18例归为组2(T2/T1比值范围为1.18-1.74)，18例归为组3(T2/T1比值范围为1.79-2.77)。所有患者接受手术治疗后脊髓功能得到不同程度的改善，术前平均JOA评分为10.1，术后末次随访时平均JOA评分为12.4。无高信号的患者的术前JOA评分、术后JOA评分及改善率与有高信号的患者相比较，差异有统计学意义（P＜0.05），有高信号的患者的年龄、病程的平均数都相对较大（P＜0.05）。经方差分析发现组1、组2和组3三组之间在术前JOA评分、术后JOA评分及脊髓功能改善率等指标间差异都有统计学意义（P＜0.05）;进一步经Student-Newman-Keuls检验发现:术前JOA评分在组1、2之间，组1、3之间，组2、3之间差异也都有统计学意义（P＜0.05）。术后JOA评分在组1、2之间，组1、3之间，组2、3之间差异有统计学意义（P＜0.05）。改善率在组1、2之间，在组1、3之间，组2、3之间差异有统计学意义（P＜0.05）。对36例有高信号的患者的资料进行多元线性回归分析，结果显示脊髓功能改善率与JOA评分及、程及T2/T1比值有线性回归关系(R2=-0.540，P＜0.05)，并且与信号比值呈负相关。
　　结论:本文通过对前期研究方法进行改良进一步探讨了脊髓型颈椎病患者T2加权像高信号与手术治疗效果的关系，通过分析发现有高信号的患者其术前病情较重，手术治疗效果较差，并且随着信号强度的增加，这一趋势更加明显。脊髓高信号可以做为判断脊髓型颈椎病预后的一项指标。
　　第三部分 MRI局灶性信号强度改变对单节段脊髓型颈椎病前路减压手术预后的意义
　　目的:脊髓型颈椎病是一种常见的退行性疾病，是因颈椎间盘本身退变，及继发相邻骨与软组织退变，导致脊髓血供障碍或脊髓本身受压，从而引起的临床症候群，40岁-60岁人群中多见。脊髓型颈椎病临床表现多样，主要表现为四肢麻木、无力，走路不稳，有“踩棉花”感及胸腹部“束带”感，严重者可出现截瘫、大小便功能障碍，其进展快慢及转归因人而异，该病的诊断及治疗结果也因患者及医生对其的认识不同而不同，颈前路减压植骨融合内固定术是一种经典并且有效的术式，但是术后很多患者仍有症状，其效果被认为与术前多种因素相关，所以目前有大量研究专注于可用于预判手术长期效果的因素。MRI不仅可以显示脊髓受压程度，而且可以显示脊髓内部变化的一些细节，比如脊髓内的高信号可能代表脊髓长期受压引起的神经胶质瘤或脊髓软化。尽管现在许多文章在研究脊髓高信号与手术效果的关系，但是对于高信号与术后效果的影响目前尚有争议。一些作者报道术前脊髓高信号是术后效果较差的一个判断指标。但是也有一些作者认为髓内高信号与手术效果并无明显的联系。同时还有一些研究认为出现MRI T2局灶性高信号的脊髓型颈椎病患者在功能恢复方面和其他患者并无明显的差别。在这些研究中作者并没有提及脊髓受压节段以及手术节段是否与脊髓高信号所处节段相同。据我们所知，目前还没有关于局灶性信号强度改变对单节段脊髓型颈椎病前路减压预后的意义的结论性研究。本文的目的在于进一步探讨局灶性信号强度改变与单节段脊髓型颈椎病前路减压术后效果的关系。
　　方法:2005年1月至2008年3月于我科行颈椎前路减压植骨融合内固定手术治疗的单节段脊髓型颈椎病患者59例，其中男36例，女23例;手术时年龄42-73岁，平均53.8岁;病程5-48月，平均21.3个月;所有患者均随访两年以上。术前所有患者均行高分辨率1.5T MRI(Siemens，Berlin，Germany)。颈髓矢状面成像T1加权像采用自旋回波序列，T2加权像采用快速自旋回波序列。扫描使用颈椎线圈，层厚4mm，采集矩阵512×256。序列参数为T1加权像重复时间612ms，回波时间13 ms。T2加权像重复时间2400 ms，回波时间114 ms。测量所有患者T2加权像存在信号强度增加的区域的信号强度值，同时于T1加权像测量与T2加权像高信号区域处于相同节段的脊髓信号强度值，两者测量所取面积相近，操作均于MRI工作台上进行。T2加权像信号强度值与T1加权像信号强度值的比值为本文研究的T2/T1比值。根据系统聚类分析方法将所有患者分为3组。脊髓压迫率于MRI T2轴位像上测量。所有的数据由一位人员收集以及分析，所有的数据测量两次，取其平均值做为分析数据。于术后第3、6、12、24个月对患者进行随访，每次随访均进行JOA评分，并与术前比较，计算改善率。
　　结果:所有患者的T2/T1比值范围为1.26-2.85，其中20例归为组1(T2/T1比值范围为1.28-1.63)，16例归为组2(T2/T1比值范围为1.7-2.18)，23例归为组3(T2/T1比值范围为2.25-2.85)。手术节段分布如下:C3-C4的患者15例，C4-C5的患者22例，C5-C6的患者13例，C6-C7的患者9例。椎体间以自体三皮质髂骨块进行融合的有21例，椎体间以填有自体碎骨的椎间融合器进行融合的有38例。所有患者接受手术治疗后脊髓功能得到不同程度的改善，术前平均JOA评分为9.6，术后末次随访时的平均JOA评分为12.7，末次随访时平均脊髓功能恢复率为45.7％。经方差分析发现组1、组2和组3三组之间在年龄、病程、术前JOA评分、术后JOA评分及脊髓功能改善率等指标间差异都有统计学意义（P＜0.05），但是三组间的脊髓压迫率差异无统计学意义（P=0.102）;进一步经Studem-Newman-Keuls检验发现:年龄、病程、术前JOA评分及术后JOA评分在组1、2之间，组1、3之间，组2、3之间差异也都有统计学意义（P＜0.05）。改善率在组1、3之间差异有统计学意义（P＜0.05），在组1、3之间，组2、3之间差异有统计学意义(P值分别为0.199，0.227)。对59例有高信号的患者的资料进行Spearman秩相关分析，结果显示T2/T1比值与年龄(rs=0.577，P＜0.001)、病程(rs=0.652，P＜0.001)、脊髓压迫率（rs=0.416，P=0.001）呈正相关，与术前JOA评分(rs=-0.759，P＜0.001)、术后JOA评分(rs=-0.732，P＜0.001)及脊髓功能改善率(rs=-0.564，P＜0.001)呈负相关。逐步回归分析结果显示手术效果的变化与术前JOA评分及病程有线性回归关系。
　　结论:本文通过对前期研究方法进行改良进一步探讨了单节段脊髓型颈椎病患者T2加权像高信号与手术治疗效果的关系，从结果来看，高信号预示着患者术前病情较重，手术治疗后改善较差，并且随着信号强度的增加这一趋势也较为明显对于接受单节段颈前路减压植骨融合内固定手术治疗的脊髓型颈椎病患者而言，术前局灶性MRI T2加权像高信号可以预判其手术效果。做为一项小样本回顾性研究，其结论需要多中心大样本前瞻性研究进一步证实。

目录

声明

摘要

英文缩写

引言

第一部分 颈脊髓MRI高信号与神经细胞凋亡相关性研究

前言

材料与方法

结果

附图

讨论

小结

参考文献

第二部分 MRI信号强度比值判断脊髓型颈椎病预后的意义

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第三部分 局灶性信号强度改变对单节段脊髓型颈椎病前路减压手术预后的意义

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

结论

综述一 脊髓型颈椎病的研究进展

综述二 脊髓型颈椎病脊髓MRI成像的最新进展

致谢

个人简历