掌握丨腰椎不稳的基本概念和影像学原理
学习目的：
1. 描述结构性腰椎不稳 (LSI) 的定义、直接和间接放射学特征。
2. 回顾各种放射成像技术及其优缺点以评估 LSI。
腰椎不稳是导致腰痛、坐骨神经痛的重要原因之一，并可能与严重的残疾有关（Leone A，2007）。 腰椎不稳 (LSI) 是决定脊柱融合减压手术适应症的重要因素 (RC, 2008)。 尽管在 LSI 上发表了很多文章，但仍然缺乏不稳定性的定义。
J 等人将 LSI 定义为：对外加载荷的异常反应，其特征是运动节段的异常运动超出正常约束，从而破坏小关节、椎间盘、韧带和肌肉等约束结构。 脊柱不稳定诊断的主要依据是功能性脊柱单位（椎骨、韧带和肌肉复合体）失去稳定性，这会导致弹性下降、活动性增加和异常运动 (L, 2007)。 在分析 LSI 之前，重要的是定义不稳定性的主要概念（Ross J，2016）：
椎体前移 - 椎体相对于下椎体向前移位
- 身体到下面的一个
后椎滑脱 - 椎体相对于下椎体向后移位
- 身体到下面的一个
脊椎滑脱 - 椎体完全向前移位，向下移动到一个新的水平
- 身体，低于一个水平
退行性脊椎滑脱 - 在存在完整的神经弓的情况下，一个椎骨向前滑过另一个椎骨
- 身体的拱形
根据维持这一过程的病理生理机制，存在不同的不稳定模式：退行性、创伤性、术后和肿瘤（Muto M，2016）。
退行性不稳定性被定义为脊柱功能单元之间关系中矢量力的变化，产生异常、不平衡、矛盾的运动 (Izzo R, 2013)。 椎间盘退化导致三关节复合体的生物力学功能丧失、损伤和强直性退化（自身诱发的退行性疾病）。 不稳定性不是一种全有或全无的现象，而是始终以不同程度和形式存在于退行性疾病中，调节其症状和演变 (Izzo R, 2013)。 - 并定义退化级别：
功能失调期或微不稳定：患部有不正常的病理运动，无结构改变
阶段或：有，
不稳定：在受影响的部分，异常运动增加并观察到退行性变化
: 在和是
恢复稳定：患节段纤维化、骨赘稳定，无病理性运动
: 没有
图 1：如 - 和 (1982) 所述的退化分级。 I级：功能障碍阶段； II级：不稳定； Ⅲ级：恢复稳定。
创伤性不稳定与稳定骨折和不稳定骨折的区别密切相关。 所有脊柱结构都有助于稳定性。 每当外伤损坏柱元件时，都会产生一定程度的不稳定。 丹尼斯将脊柱元素分为三列，并将不稳定性定义为两列损坏。 识别稳定骨折和不稳定骨折的最重要发现是后韧带的状态 (Muto M, 2016)。
图 2：三列 Denis 分类。 ALL - 前纵韧带; PLL——后纵韧带； ITL——横韧带； ISL——棘间韧带； SSL - 棘上韧带。
肿瘤不稳定性被定义为与运动相关的疼痛、症状或进行性畸形和/或生理负荷下的神经损害相关的肿瘤过程导致的脊柱完整性丧失 (Ross JS, 2015)。 当需要手术稳定时，重要的是在椎管狭窄或压缩性骨折发生之前识别情况。 稳定椎体病变的经典临床指征是（Izzo R, 2013）：椎体塌陷超过50%，椎弓根转移灶受累，半身或前后部的转移灶受累。 很少有预测不稳定的评分系统，但没有一个对患者管理有显着的临床影响。 新的脊柱不稳定肿瘤评分 (SINS) 改进了脊柱肿瘤文献中的统一报告，但目前，SINS 的预后价值存在争议（AL，2016）。
术后不稳定可能演变成广泛的脊柱椎板切除术或脊柱不稳定，并伴有相邻上下关节加速融合的晚期并发症 (Ross J, 2015)。
LSI 患者经常会出现急性腰痛和行动不便。 过度伸展-屈曲 X 光片可以显示，在功能不稳定的患者中，由于腰椎节段性不稳定导致腰痛的估计患病率约为 33%（FM，2015）。 然而，放射学不稳定仅基于图像发现，即使患者表现出放射学不稳定，他们并不总是表现出不稳定的临床症状 (K, 2001)。
图3：一名20岁的女患者从5楼坠落。 执行全身 CT (WBCT) 多创伤成像协议。 A矢状面示L1 I°爆裂压缩性骨折； B 轴视图显示 L1 上 1/3 骨折； C 轴视图显示 L1 下 1/3 处的骨折线。
图 4：脊柱不稳定肿瘤评分
图 5：一名 21 岁男性患者，双腿进行性疼痛 3 个月。 A - 腰椎 X 线显示 L3 体多环溶骨性病变； B, E - 矢状位 T1 图像显示 L3 身体等信号肿块，伴有椎旁和硬膜外扩张以及上下终板破坏； C -矢状位 T2 图像显示 L3 等信号团块内的高信号成分，伴有椎旁和硬膜外扩张； D 矢状位 T2 图像 TIRM 显示背侧骨性狭窄水肿； F 轴 T2 图像显示 L3 椎弓根水平的肿块，椎旁，硬膜外延伸至两个椎弓根； G、H 轴位 T1 fs 和 c/m (h) 图像显示不均匀对比增强（组织学 - 尤文肉瘤）。
图 6：74 岁女性患者，腰痛累及胃部、双肋骨和活动受限。 A-矢状CT图像； 椎弓根水平的 B 轴 CT 图像； C轴CT图像显示T12/L1切面水平软组织密度肿块，浸润椎弓根，扩散超出骨缘，增强不均匀。 脊髓狭窄，T11棘突溶骨性病变； D-对比CT图像； E-CT增强扫描，异质对比增强； F-MR矢状位T1图像显示T11、T12椎弓上有低信号团块； G—MR 矢状 T2 图像显示 T12 水平肿块； H-MR STIR图像显示周围组织水肿和浸润； I-MR轴位图，T12椎间盘； J——双侧椎间孔肿块闭塞，硬膜外扩散，强强化； K-MR 矢状 T1 fs 显示强烈增强（低分化腺癌转移（来自肺）。
确定脊柱不稳的诊断标准已经改进，并且在过去几十年中开发了各种成像技术来评估脊柱不稳的存在，每种技术都有其优点和缺点。 然而，LSI 评估缺乏放射学标准，诊断通常基于异常椎体运动的间接和直接影像学发现。 最广泛使用的方法是腰椎屈曲-过伸-射线照相，但 CT 和 MRI 也有专门应用于该领域的方案。 在本材料中，我们回顾了不同的成像技术，并区分了有助于诊断 LSI 的间接和直接放射学特征。 我们将区分不同成像方式中 LSI 的间接征象，这将表明或与脊柱不稳定有关。
平片
提供了几种间接迹象，例如中度椎间盘退化伴轻度椎间盘狭窄、骨硬化和椎骨终板骨赘 (-W, 1985)。 距离端板 2-3 毫米的牵引骨刺（spur）具有水平方向（Remy S，2001）。 椎间盘中的真空征 ( ) (Leone A, 2007)。 X 线平片是初步检查，但诊断价值不确定。
图 7：40 岁女性患者，患有进行性、长期背痛和神经源性跛行。 A、B 腰椎 X 线显示 L4 前路滑脱 ~7 mm； C-MR 矢状位 T1 显示 ~5 mm L4 前路滑脱，L4 变形，椎间盘退变； D, E - 两侧 MR 矢状 T1 图像 - 绿色箭头显示关节缺损； F-MR T2 轴位图像 - 关节积液伴关节积液，右关节囊肿（绿色箭头）椎管变窄； G-MR T2轴位图示关节积液伴有关节积液和轻度肥厚韧带。
CT检查
CT 可以提供脊柱和小关节方向退行性变化的详细视图。 CT 可以显示潜在的易感解剖因素，例如小关节不对称、单侧凹陷变窄和椎间盘突出，这可能导致异常的椎体轴向旋转（旋转性脊椎滑脱）（Muto M，2016）。 CT 在检测椎间盘中的牵引骨刺、小关节和真空征方面比传统射线照相术具有更高的灵敏度 (Larde D, 1982)。 然而，这些发现与脊柱不稳定之间的关系值得怀疑。 在外伤情况下，CT 可以准确检测中央柱和后柱的骨折，揭示潜在的不稳定病变，可以很好地评估椎体排列和脱位骨碎片的空间位置 (SE, 1995)，并且是首选的成像方法。 急性多发伤患者。
图 8：36 岁男性患者。 A-MR T1矢状位图； B-MR矢状位图； C-MR轴位T2像（2009-03），影像学无异常发现； E-MR T1矢状位图，F-MR T2矢状位图轴位图（2017-02）显示L4/L5椎间盘脱水伴椎体变窄； D-MR 轴位 T2 图像显示椎间关节关节炎，韧带轻度肥大。 功能性 X 射线：G 屈曲，H 伸展 - 表明腰椎不稳定。
磁共振成像
MR 成像在检测软组织异常（椎间盘退变、小关节）方面高度敏感，并且可以观察椎间盘突出、椎间孔狭窄和椎管狭窄引起的脊柱不稳 (A, 2015)。 牵引性骨赘和环状撕裂与节段性腰椎不稳有关 (A, 2015)。 通过 MRI 识别不稳定可能性增加的患者可能具有临床意义，影响功能性射线照相的适应症 (T, 2004)。
动态和轴向承重径向位置允许通过实际观察椎间不稳定性或两个椎骨之间的异常运动来识别直接 LSI 特征。
图 9：52 岁男性患者。 CT图像：A-软组织窗，B-骨窗-矢状面显示L5、L4/L5、L5/S1椎间盘膨出有真空征，软骨下轻度硬化约3mm。 MR 图像：C 矢状 T1、D 矢状 T2、E-STIR-显示 L4-S1 终板的 Modic I/II 改变、椎间盘脱水和膨出的迹象； F-L4/L5、G-L5/S1 小关节关节炎。 影像学检查结果提示脊柱不稳定的间接征象，应建议该患者进行功能性 X 线检查。
功能性射线照相
正位前后位、中位前后位、伸展和屈曲的功能性 X 光片是诊断椎间不稳的最广泛使用的成像模式 (CC, 2014)，并在日常实践中以其低成本和广泛可用性而闻名。 然而，它具有非标准化技术的局限性，准确性值得怀疑且测量可重复性差（Jang YS，2009）。 S. 等人 (2016) 提出了一种执行屈曲射线照片以评估节间不稳定性的技术：
患者坐在长凳上，双脚完全支撑在地板上，膝盖和臀部略微弯曲，双臂交叉在胸前，此时指示患者躯干尽可能向前弯曲以获得图像，此后，患者被指示执行最大活动扩展以捕获当时的图像。 然而，患者体位或 X 射线束方向的轻微变化可导致椎骨位移范围发生 10-15% 的变化 (Leone A, 2007)。 此外，由于不稳定患者经常出现相关的椎间盘和根管病变，因此常规放射线照相术在评估这些结构时的诊断效用是有限的。
图 10：一名 51 岁的女性患者。 功能性 X 射线 (2007-01)：A 中性、B 屈曲、C 伸展 - 无异常。 MR图像：D-T1矢状位，E-矢状位T2-显示L4/L5椎间盘未明确退变； E，G轴T2-显示小关节增生伴积液。 黄韧带的功能 X 射线 (2017-01)：H 中性、I 屈曲、J 伸展 - 证明 L4 不稳定。
图 11：一位 80 岁的女性患者。 功能性 X 射线：A 中性，B 屈曲，E 伸展 - 表明不稳定的 L3 前滑。 CT图像：D-矢状面软组织窗，E-矢状面骨窗-显示L3/L4椎间盘真空现象，椎管狭窄。 G轴软组织窗，F矢状骨窗-小关节，有L3/L4，水平真空现象。 黄韧带肥大和椎管狭窄。
脊椎前移是通过放射线测量的，通常是沿着椎体的上端板画一条基线，同时画两条额外的垂直线，一条穿过椎体的上后缘，另一条穿过相邻椎骨的后下缘（White A， 1990）。 用于描述退行性不稳定性的标准：
功能性射线照相的价值值得商榷； 然而，大多数外科医生仍然使用它们来表示不稳定性。
图 12：24 岁男性患者。 CT矢状位像：A骨窗、B软组织窗——显示L5前路14mm滑脱，L5/S1椎体终板下椎间盘变形、真空现象和硬化。 C、D 矢状 CT 图像显示双侧峡部缺损。 MR 图像：E-STIR 图像显示 L5 脊椎滑脱伴 L5/S1 椎间盘退变。 F-T1 矢状视图显示 L5/S1 椎间孔狭窄。
图 13：68 岁女性患者。 MR 图像：A-T1 矢状位、B-T2 矢状位、C-T2 tirm- 显示 L4 前滑约 4.5mm。 MR T2 轴向图像 D、E、F - 显示 L3/L4、L4/L5、L5/S1 的退行性变化。 功能性 X 射线：G 中性； H-延伸; I- 表明 L4 列表是稳定的。
图 14：测量技术。 通过沿着上下椎体的后皮质画线 U 和 L 来测量矢状面平移。 第三条线 I 沿上椎体的下终板绘制l5椎体向前轻度滑脱可以跑步吗，第四条线 R 通过线 I 和 U 的交点与 L 平行绘制。平移定义为平行线 L 和 R 之间的垂直距离。为了避免因 X 射线放大倍数而导致的不准确，平移被测量为上椎体宽度 (W) 的百分比。 通过绘制与后体线（U 和 L）的垂直线来测量矢状面旋转。 如果角的顶点在圆锥后面，则角为正； 如果它在前，则角度为负。
轴向载荷 CT 和 MRI
MRI 和 CT 通常在患者仰卧时进行，因此脊柱没有负荷，而腰痛患者通常在站立或坐着时就诊，并且与仰卧位相比症状可能会加重。 理想情况下，站立位置的成像对于施加在脊柱上的法向重力是最佳的l5椎体向前轻度滑脱可以跑步吗，但是，这是不切实际的。 因此，已经开发出多种装置，它们在 CT 或 MRI 检查期间轴向加载到仰卧位的脊柱上。 该装置由一个非磁性 X 射线透明护套和连接到踏板的带子组成。 通过拧紧或松开压缩部分上的调节旋钮，可以调节负载并将其均匀分配到双腿。 在轴向加载期间，侧带被拉紧以将患者躯干上大约 60% 的体重施加到踏板上。 Hiial (AL) MRI 或 CT 模拟正常重力下的直立姿势，模拟腰椎轴向受压状态，检测动态或隐匿性变化，如硬膜囊或神经根的机械受压(A, 2004)。 与标准成像相比，AL 扫描可能会揭示更多且经常存在的异常，包括：椎间盘形态、椎间关系、小关节、黄韧带、棘突间、棘突运动和孔形状的变化 (L, 2007)。 AL 期间最常见的变化是椎管狭窄增加，这已在预载 MRI 研究中看到，椎间盘突出增加，黄韧带增厚，滑膜囊肿的存在或脊椎滑脱恶化 (L, 2007)。 但研究表明，仰卧位轴向载荷下的腰椎力线参数，包括椎间角、椎间盘高度、前凸角等，与实际站立位时观察到的并不完全一致，并且在仰卧位时也不可能正确。患者处于仰卧位。 可以精确地复制站立位腰椎的轴向负荷程度 (Hioki A, 2010)。
图 15：MR 成像期间的轴向载荷。 患者穿着 L-Spine 背心，并将患者的脚放在加压装置的踏板上。 通过收紧带子，在成像期间将轴向载荷施加到患者的脊柱上。
图 16：用于扫描多个位置的开放式 MRI 系统：站立、坐着、弯曲或躺下。
动态核磁共振
磁铁和梯度线圈的最新进展导致了开放式 MRI 系统的发展，该系统提供了研究脊柱运动学，尤其是脊椎不稳定性的机会。 MRI 是唯一直接评估韧带完整性的成像方式，这对脊柱稳定性至关重要。 动态 MRI 可用于评估腰椎的不稳定性，检测已经存在于仰卧位的突出和/或突出的椎间盘的隐藏变化 (A, 2016)。 它还有助于评估脊椎前移和腰椎管狭窄症的存在或变化。
参考文献（向下滑动查看）