胸椎管狭窄症脊髓高信号的基础研究与临床预后分析

摘要

本研究分为三部分：
　　第一部分、MRI T2信号强度与脊髓神经细胞凋亡相关性的研究
　　目的:核磁共振成像目前已成为脊髓病变最有价值的检查之一，基于对MRI信号变化与患者临床症状相比较的文章较为广泛，但尚未有一致论点。有学者认为脊髓内出现高信号是因为病变部位的组织长期压迫脊髓，机械性及缺血性刺激导致神经出现一些列的病变，高信号提示脊髓存在水肿、变性和坏死等病理性的损害改变。对于MRI信号产生的机制，特别对于核磁共振成像T2高信号产生的机制及其所代表的微观变化目前尚无一致结论。有学者认为神经细胞凋亡在脊髓病变发病中密切参与了脊髓的损伤过程，但不同强度的MRI T2高信号是否代表了脊髓神经的损伤程度以及与神经细胞凋亡程度之间是否存在某种关联，目前还没有类似问题的探讨。本研究基于建立脊髓慢性压迫性疾病动物模型的基础上，通过对不同压迫时期脊髓信号强度变化的观察，检测慢性受压脊髓在不同信号强度下的病理变化及神经细胞凋亡情况，探讨慢性脊髓压迫性疾病持续进展过程中，不同时期细胞凋亡的参与程度，从而对脊髓MRI T2信号产生机制做深入研究。
　　方法:健康雄性，3个月月龄新西兰大白兔32只，采用随机数字表法将其分为脊髓压迫组(n=24）、对照组(n=8)。实验大白兔逐一编号并记录。术前32只白兔均行皮层体感诱发电位(CSEP)检查，实验组动物按照慢性脊髓压迫损伤的原则建立动物模型，对照组除不植入脊髓致压物外，余手术步骤与实验组动物相一致。所有手术实验动物术后24小时行皮层体感诱CSEP检查，若存在电信号异常变化，则排除出组，另行选取动物造模。CSEP检查从术后3个月开始，所有白兔每1个月一次行例行检查，以观察脊髓神经是否有异常图形变化。采用改良Tarlov's运动功能评分法进行运动功能评估。从第四个月起，每月随机选取8只实验组动物取脊髓标本检测。术后6个月所有动物均处死并行相应检查。于每一批动物于处死前进行MRI检查并测算脊髓信号强度，计算T2信号比值。检测脊髓组织中细胞凋亡程度及分布状况，并取病变脊髓行Bax和Bcl-2免疫组化染色，HE染色并行光镜下观察。用统计学软件SPSS16.0处理数据进行统计学分析，方法采用双变量相关与回归分析。
　　结果:实验大白兔术后X线片结果示椎管呈轻度受压表现。所有动物术后皮层体感诱发电位(CSEP)无异常表现。随着脊髓功能受呈迟缓性加重表现，与对照组相比皮层体感诱发电位(CSEP)结果:实验组所有白兔随着实验的逐步进行，晚期处死动物较早期处死动物其潜伏期P15伴随脊髓受压时限的延长而逐渐延长，其改变程度尤以后期显著;对照组CSEP的波幅以及潜伏期未见明显变化。运用改良Tarlov's运动功能评分法进行功能评分:实验组动物在术后3个月及4个月复查时，评分差异无统计学意义，术后4月、5月及6月动物之间，随着脊髓受压时限的持续增长，Tarlov's运动功能评分逐渐降低，差异有统计学意义。实验组与对照组动物比较差异有统计学意义;对照组动物未见明显神经功能受损症状。实验组白兔于核磁共振成像T2影像上可观察到不同程度增高的信号区域，，并且信号强度值高低不等，信号强度比值范围为:1.01至1.17，晚期处死动物脊髓高信号值较高;对照组白兔均未发现明显肉眼高信号表现。病理大体观检查:对照组脊髓外观无压迹，镜下HE染色可见灰质神经元细胞饱满，胞浆丰富，白质中轴突排列整齐，胶质细胞规整。实验组动物脊髓外观可见轻微压迹，压迫6个月动物最明显。随着MRIT2信号强度的升高，通过聚类分析将实验动物分为三组，信号强度值最高组（1.13-1.17），本组以术后6个月动物居多，少量术后5个月动物。HE染色可见脊髓神经结构不清甚至消失，组织细胞水肿明显、成分显著减少。白质中神经纤维排列紊乱，轴突间呈明显空泡样变，灰质中可见核固缩，HE染色示脊髓神经灰质中神经元减少，神经元细胞明显皱缩，尼氏体消失;Bax表达显著增高，棕黄色明显;Bcl-2核内棕黄色阳性明显。信号强度比值较低组(1.01-1.06)，本组以短期压迫动物居多，少量术后4个月动物。HE染色白质中可见脊髓神经脱髓鞘改变,轴突周围间隙增大,灰质中神经元细胞数目基本正常，细胞轻度皱缩;且病变随受压时间的延长而逐渐加重。Bax与对照组标本相比表达增多，胞质颜色加深;Bcl-2细胞棕黄色出现向核内转染。中等信号强度值组(1.07-1.12)白质出现脱髓鞘区，坏死组织部分吸收或被炎性细胞包裹吞噬，灰质神经细胞和神经胶质细胞周围间隙扩大，可见应力性裂隙，神经细胞高度肿胀，胶质细胞大量增生。
　　结论:实验动物的临床特征较好地符合了慢性脊髓压迫性损伤症状渐进性加重的特点。细胞凋亡参与了慢性脊髓压迫损伤的进程，在早期无症状时即出现并伴随损伤的进程逐渐加重。慢性压迫性脊髓损伤导致的早期及中期核磁共振成像高信号的程度与细胞凋亡的程度成正相关。
　　第二部分、信号强度及临床表现在判断胸椎管狭窄症预后中的价值
　　目的:胸椎管狭窄(thoracic spinal stenosis，TSS)是由于胸椎的关节囊增生，黄韧带、后纵韧带骨化及椎体增生，椎间盘突出等原因造成椎管狭窄和脊髓压迫症状。TSS多见于中老年患者。易发生漏诊、误诊，原因可能为临床表现的多样性，另外X线片所见缺乏敏感性和特异性。核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是目前公认的对于脊髓疾患有价值的检查手段之一，可以显示脊髓的受压程度及其神经内部的细微变化。相当数量胸椎管狭窄症患者术前的MRI检查中出现T2脊髓高信号，其产生机理目前尚不明确。而对于胸椎管狭窄症患者而言，术前影像学检查中MRI图像T2加权像上出现脊髓高信号对手术预后的影响，目前对该相关方面的研究相对较少。本研究量化胸椎管狭窄症患者的MRI信号强度，并对本组患者采用后路减压术式治疗，探讨信号变化与临床表现在判断TSS预后中的作用。
　　方法:2002年2月至2013年7月，胸椎管狭窄症患者58例，男21例，女37例;年龄35-67岁，平均55.6±6.0岁;病史6-87个月，平均38.7±16.5个月。所有病例术前均行颈、胸、腰段X线摄片。以日本整形外科协会(Japanese Orthopaedic Association，JOA)评分标准评定患者治疗前后神经功能，并计算术后改善率。将比值数据收集后通过统计软件以聚类分析法按数值大小进行分组，信号强度比值范围为1.036-2.033。比值≤1.40者为组1，（低信号强度比值组）共23人，比值＜1.70、＞1.40者为组2，（中信号强度比值组）共20人，比值＞1.70者为组3，（高信号强度比值组）共15人。术前记录患者年龄、性别、病程、踝阵挛、Babinski征、膝腱反射,有无二便障碍等表现。
　　结果:所有患者JOA评分的中位数及四分位数间距，术前分别为4.00、1.75，术后半年分别为6.00、1.20，术后1年为8.95、3.30。术后1年改善率中位数、四分位数间距分别为53％、47％。各组平均信号强度比值分别为1.27，1.57，1.85。
　　各组年龄经方差分析差异有统计学意义。进一步行两两比较的SNK检验，组2、3之间年龄差异无统计学意义（q=1.70，P＞0.05），而组1、2之间(q=2.92、P＜0.05)及组1、3之间(q=3.79、P＜0.05)的差异均有统计学意义。
　　各组Babinski征、踝阵挛阳性率差异均有统计学意义。表明随着信号比值等级的增大，Babinski征、踝阵挛出现的概率增加。在进一步调整检验水准前提下，对Babinski征、踝阵挛阳性率行两两比较，结果显示Babinski征阳性率在组1、2间差异无统计学意义（x2=0.403、P=0.381），余两两之间即组1、3之间（x2=16.468、P＜0.001），组2、3之间(x2=12.153、P=0.001)，差异有统计学意义。踝阵挛在组1、2之间差异无统计学意义(x2=2.718、P=0.095)，余两两之间，即组1、3之间(x2=17.623、P＜0.001)，组2、3之间（x2=7.778、P=0.006），差异有统计学意义。各组的病程、手术前后JOA评分及改善率经秩和检验，此四项指标在3组中差异均有统计学意义（P＜0.05）。进一步调整检验水准，两两间行Bonferroni检验。结果显示病程在组1、2之间差异无统计学意义，组1、3之间及组2、3之间差异有统计学意义;术前JOA评分、术后JOA评分及改善率两两之间差异均有统计学意义。即伴随信号强度比值等级增大，术前、术后JOA评分、改善率逐步减低、术后效果欠佳，且信号比值明显增高时，患者病程延长。我们引入多元线性回归分析法得出:改善率=0.735-0.003×年龄-0.002×病程-0.219×信号强度比值+0.042×术前JOA评分-0.159×Babinski征+0.030×踝阵挛。入选检验水准a=0.10，剔除水准为a=0.15，决定系数R2=0.651。
　　结论:当前研究认为，低信号强度比值组患者往往年龄相对较小，病程相对较短，Babinski征及踝阵挛出现概率较低，减压术后效果较好;反之如果T2加权像高信号逐步增高且伴随锥体束征出现，则提示预后较低信号比值者欠佳。而如果MRI T2.加权像上显示长节段高信号,则可能提示预后非常不满意。
　　第三部分、胸椎管狭窄症后路减压对脊髓高信号转归的影响及临床研究
　　目的:在慢性脊髓压迫性疾病的研究中，脊髓MRI T2高信号早已引起关注。有学者认为脊髓高信号反映脊髓自身的病变程度，可以作为减压术后疗效的预测指标。但也有研究认为脊髓MRI T2高信号反映的病理变化没有特异性，与减压手术疗效没有明确关系，用来预测手术疗效并不可靠。但是对于胸椎管狭窄症后路减压术后，脊髓高信号的变化及其相应临床研究目前文献缺乏报道。本研究在前期研究的基础上，对26例胸椎管狭窄症患者手术前后脊髓MR T2WI高信号的变化进行回顾性分析，探讨手术减压对于脊髓MRI高信号的影响以及高信号的转归与临床预后的关系。
　　方法:回顾性分析2006年1月-2012年11月16例在我院接受手术治疗的胸椎管狭窄症患者，男10例，女16例;年龄42-65岁，平均54.7±8.1岁;病程为病程为6个月-8年，平均29.6±7.0个月;平均体重指数为(27.4±4.3) kg/m2。本组病例除外脊柱外伤性骨折、脊柱肿瘤占位性病变、强直性脊柱炎、弥漫性特发性骨质增生症的患者。
　　临床症状主要表现多种多样，主要以胸部或腹部束带感、一侧或双侧下肢麻木、无力，走路不稳等感觉障碍及上运动神经元损伤表现为主。患者多表现一种以上临床不适。临床表现为进行性双侧下肢麻木无力的患者有19例，胸部或腹部有束带感者15例，间歇性跛行者7例，大小便功能异常者3例。术前JOA评分4-8分，平均5.6±1.4分。26例患者中均存在不同程度黄韧带骨化，合并有椎板增厚6例，合并OPLL者4例。记录手术时间、术中出血量、术后卧床时间、手术前后MRI T2脊髓信号强度值、手术前后神经功能（JOA评分）、局部后凸改善及并发症发生情况。
　　结果:平均手术时间277.6±52.7分钟（190-350分钟）;术中平均出血量为955.3±252.2ml(760-1300ml);术后平均卧床时间7.1±2.4天。所有患者平均随访时间14.6±6.0个月（13-49个月）。
　　手术前后JOA评分差异有统计学意义（术前4.5±1.4，术后3个月6.6±1.3）(t=14.76，P＜0.05)，末次随访时JOA评分为7.6±1.4，，末次随访时，神经功能改善率为(57.7±13.1)％。
　　局部Cobb角由术前的8.5°±1.9°减小至术后的7.2°±2.3°及末次随访时的7.4°±2.1°，术后与术前比较差异有统计学意义(t=16.58，P＜0.05)，末次随访与术后比较无显著性差异(P＞0.05)局部Cobb平均增加1.1°±0.4°。
　　术后末次随访17例患者（组1）MRI T2信号比值强度较术前轻度下降，经配对t检验，差异有统计学意义(t=4.51，P=0.044);9例患者末次随访MRI T2信号比值强度较术前轻度升高（组2），经配对t检验，差异有统计学意义(t=5.79，P=0.041)。
　　信号比值强度下降组患者神经功能恢复率（61.55±15.9％）高于信号比值强度升高组（46.36±17.3％），经两样本t检验分析，差异有统计学意义(t=8.539，P=0.014);信号强度升高组病程（16.1±7.8）长于信号强度下降组（31.7±9.6），经两样本t检验差异有统计学意义(t=6.53，P=0.021)。
　　结论:术后脊髓信号强度下降提示脊髓有较强的恢复潜力，神经改善率要高于术后信号比值强度升高组，但两者均较术前有所恢复，并没有因为术后脊髓信号强度的增高而出现神经功能较术前的减低。对于本组病例而言，脊髓信号强度的升高的患者并没有出现神经功能较术前的下降，仅表现出神经恢复能力的下降。

目录

声明

摘要

英文缩写

引言

第一部分 MRI T2信号强度与脊髓神经细胞凋亡相关性的研究

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第二部分 信号强度及临床表现在判断胸椎管狭窄症预后中的价值

前言

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第三部分 胸椎管狭窄症后路减压对脊髓高信号转归的影响及临床研究

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 胸椎管狭窄症的诊断治疗进展

致谢

个人简历