CT图像测量在腰椎管狭窄症诊断中的应用

于智莹，李洪秀 ，张力，曾祥一

(1.辽宁医学院附属第三医院，辽宁锦州 121000;2.盘锦市第二人民医院，辽宁盘锦 124000;3.锦州市中心医院，辽宁锦州 121000)

腰椎管狭窄症 (1umbar spinal stenosis，LSS)指各种原因引起的骨质增生或纤维组织增生、肥厚导致椎管或神经根管的矢状径缩短，刺激或压迫神经根或马尾神经而引起的一系列临床症状［1］。迄今为止影像学测量仍是其诊断的主要手段。CT测量自上世纪80年代早期即被用于腰椎管狭窄症的诊断中，大量研究显示CT扫描对腰椎管狭窄症的诊断最有价值，最具优越性。目前国内外学者在影像学诊断上主要是针对各种径线的测量，关于面积测量的报道较少［2］。而且由于测量方法和指标选择的不同，其测量结果和诊断标准也存在一定的差异，从而对该病的诊断产生了一定的影响。本研究旨在应用计算机CT图像分析系统对腰椎CT图像样本进行几种径线和面积测量的分析，探讨能客观反映腰椎管狭窄程度的CT测量指标及其诊断价值。

l 资料和方法

1.1 一般资料 回顾性分析2009年5月至2012年8月期间辽宁医学院附属第三医院、锦州市中心医院和盘锦市第二医院收治的中央型腰椎管狭窄症患者80例，其中男52例，年龄34～73岁，平均51岁;女28例，年龄36～75岁，平均53岁。病例选取标准:所有患者均具有腰、腿疼痛及间歇性跛行等典型临床表现，并经CT检查由骨科和放射科医师共同作出诊断，且术前均采用JOA腰痛评分标准(29分法)［3］对患者进行评分，其中74例经手术得到证实。80例中共有狭窄节段138个:其中L4/5 74个，L5/S1 30个，L4/5和L5/Sl两节段34个。此为腰椎管狭窄组 (简称狭窄组)。同时收集自愿参加的单位健康体检，经临床问诊、体格检查和辅助检查完全排除腰椎管狭窄、脊柱畸形、腰椎间盘突出等情况者80例。其中男46例，年龄28～69岁，平均42岁;女34例，年龄26～67岁，平均39岁。此为正常组。

1.2 CT扫描条件和方法 使用GE 64排全身CT机进行扫描，扫描条件:电压140 kV、电流284 mA，扫描时间3 s，扫描直径25 cm，矩阵:512×512，W/C:2 000/400。两组患者均以L4/5及L5/S1两个椎间隙为扫描对象，扫描4层，层厚5 mm。所有测量对象扫描完成后采用移动存储设备存储。

1.3 CT测量指标 两组患者均在L4/5及L5/S1两个椎间隙平面的CT图像上进行测量，具体测量指标包括:椎管矢状径，椎管、硬膜囊面积、椎管内切圆面积和硬膜外间隙。

1.3.1 椎管矢状径 (anterior－posterior diameter of the canal，APDC) 自椎体后缘中点到棘突前缘的距离 (如图1，2示)。

1.3.2 椎管面积 (cross－sectional area of the canal，CAC)检测区域提取后，测量时椎管边界按照椎管的有效腔隙划定，即前方以椎间盘或椎体后缘为点，后方以黄韧带前缘为界，两侧以椎弓根内缘为界;如椎管图像系两侧开口状，则以神经根外缘为界测量此区域的面积 (如图3示)。

1.3.3 椎管内切圆面积 (inscrlbed circle area，ICA) 即按照上述椎管边界在中央椎管内划一内切圆，然后测量其面积 (如图4示)。

1.3.4 硬膜囊面积 (cross－sectional area in the dura，CAD) 通过环形扫描，确定硬膜囊外边界，测量该封闭区域面积 (如图3示)。

1.3.5 硬膜外间隙 (1ib area of the canal，LAC) 通过环形扫描采样，确定椎管内后纵韧带、黄韧带等软组织内界，确定一个由软组织围绕而成的椎管，测量椎管面积(CAC)，根据原先已经生成的硬膜囊外侧边界及硬膜囊面积 (CAD)，测量由两者共同围成的硬膜外间隙LAC(椎管中脂肪所占据的空间)面积 (如图3示)。

2 结 果

2.1 两组患者各项指标测量结果 两组患者各项指标的测量值进行组间t检验，结果详见表1。腰椎管狭窄组L4/5及L5/S1两节段的APDC、CAC、ICA、CAD和LAC均显著小于正常组 (P＜0.05或P＜0.01)。狭窄组的椎管面积CAC、椎管内切圆面积ICA明显较正常组减小，硬膜囊面积CAD、硬膜外间隙LAC也有不同程度减小;而狭窄组的硬膜囊面积/椎管面积的比例则明显增大，与正常组比较均有显著性差异 (P＜0.05)。

2.2 测量指标对狭窄组的诊断符合率 计算正常组椎管矢径APDC、椎管面积CAC、椎管内切圆面积ICA、硬膜囊面积CAD、硬膜外间隙LAC五项指标的95%下限值，以各项指标的95%下限值判断狭窄组80例患者138个狭窄节段的诊断符合率，结果详见表2和3。

2.3 测量指标与JOA评分相关性分析结果 狭窄组患者术前JOA评分为8～22分，平均值为 (14.31±4.57)分。相关性分析结果见表4，分析显示硬膜囊面积/椎管面积与患者JOA评分有显著相关性，R值较传统的指标椎管面积CAC、硬膜囊面积CAD高。经计算90%的可信区间，硬膜囊面积/椎管面积L4/5大于0.85、L5/S1大于0.86为异常。

表1 两组患者各项指标测量结果比较

表2 测量指标与腰L4/5椎管狭窄症患者狭窄节段的诊断符合率

表3 测量指标与腰L5/S1椎管狭窄症患者狭窄节段的诊断符合率

表4 各测量指标与JOA评分相关分析结果

3 讨 论

对于腰椎管狭窄症的诊断，目前国内外学者主要是依据临床症状、体征、影像学资料的形态学观察和几何学测量来进行诊断。目前常见的测量方式包括运动范围测量、大体标本测量、X线片测量、CT图像测量、三维图像重建及测量、以及MRI图像测量等几种形式。其中几何学测量方法归为定量化诊断，被认为更为合理、可靠。近年来对于脊柱运动测量、三维成像、力学测试等各种新的测量工具和测量方法有较多的研究，而对于CT图像测量大样本量测量数据的收集及统计学分析的报道比较罕见［3－4］。本组测量分析对其作了相关深入分析，研究中利用的CT图像测量软件比较精确地勾画出面积的界限，并测量出面积数值、线段长度等数据来观察各种复杂解剖形态，所得出的结果较以往的测量方式更合理可靠，可作为腰椎管狭窄的诊断标准，在该病的诊治中具有重要的应用价值。

本组研究在L4/5及L5/S1两个椎间隙平面的CT图像上进行了测量，椎管边界按照椎管的有效腔隙划定，即前方以椎间盘或椎体后缘为点，后方以黄韧带前缘为界，两侧以椎弓根内缘为界;如椎管图像系两侧开口状，则以神经根外缘为界测量此区域的面积。经统计分析出正常组L4/5骨性椎管面积 (CAC)、椎管内切圆面积 (ICA)、硬膜囊面积 (CAD)、椎管矢状径 (APDC)和硬膜外间隙面积 (LAC)95%的下限值，利用该指标对临床诊断L4/5腰椎管狭窄症患者的CT图片进行诊断分析，其阳性率分别为88.41%、92.02%、78.98%、73.19%和96.37%，说明本研究方法和数据具有一定的可行性和可靠性;同时也表明椎管的面积测量是一种简单可行且可靠的腰椎管狭窄症诊断的方法。

用同样程序针对L5/S1腰椎管狭窄组患者测量，APDC、CAC、ICA、CAD和 LAC的诊断符合率分别达到73.75%、87.23%、91.49%、78.72%、95.74%，面积测量指标上的阳性率亦明显高于径线测量方法，同样证实了上述观点。

综合分析各测量指标与JOA评分相关分析结果，其中L4/5节段、L5/S1节段硬膜囊面积/椎管面积与患者JOA评分的r值分别为0.3217、0.4582，统计分析两组硬膜囊面积/椎管面积与患者JOA评分都具有显著相关关系，这进一步说明了引入相对面积概念的科学性。由于个体差异，硬膜囊的绝对面积测量数据并不能完全真实的反映神经受压情况［5－6］，这种情况下引入面积比即相对面积是必要的。硬膜囊面积/椎管面积与患者JOA评分都有显著相关关系。

综上所述，本研究是在L4/5及L5/S1两个椎间隙平面的CT图像上进行测量研究分析，我们发现腰椎管狭窄患者CT图像的测量数据和正常人的CT图像测量数据有着显著的差异。本次研究进行了两个椎间隙平面的CT图像研究分析，发现了CT图像测量对腰椎管狭窄症诊断具有一定的应用价值，为腰椎管狭窄症的诊断提供了一种新思路。CT图像测量属于定量化测量诊断，其能否为腰椎管狭窄症的诊断提供更为准确、可靠的依据，还需要进一步验证［7－8］。本次研究对L4/5及L5/S1两个椎间隙平面的CT图像进行了测量研究分析，而脊柱其他节段的测量研究是否能产生显著差异还需进一步完善程序设计研究。

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图1 椎管矢状径示意图

图2 椎管矢状径 (APDC)实测图

图3 椎管面积( CAC) 、硬膜囊面积( CAD) 、硬膜外间隙( LAC) 实测图

图4 椎管内切圆面积 (ICA)实测图