胸腰段后方韧带复合体损伤评估的影像学研究进展

Imaging Research Progress in the Evaluation of Thoracolumbar Posterior Ligament Complex Injury

摘要: 胸腰段骨折是最常见的脊柱骨折。如何恢复脊柱的稳定性是治疗胸腰段脊柱骨折的重中之重。因此，术前准确、全面地评价胸腰段骨折的稳定性是治疗的重要环节之一。后方韧带复合体的损伤程度评估脊柱稳定性及指导治疗中拥有非常重要的地位。本文根据各影像学检查的特点，查阅相关的文献，对不同影像学检查评估后方韧带复合体损伤的准确性及可靠性进行综述。希望对临床治疗胸腰段脊柱骨折提供参考。

Abstract: Thoracolumbar fracture is the most common spinal fracture. How to restore the stability of the spine is the most important thing in the treatment of thoracolumbar spinal fractures. Therefore, accurate and comprehensive evaluation of the stability of thoracolumbar fracture before operation is one of the important links in the treatment. The injury degree of posterior ligament complex plays a very important role in evaluating spinal stability and guiding treatment. According to the characteristics of various imaging examinations and consulting the relevant literature, this paper reviews the accuracy and reliability of different imaging examinations in the evaluation of posterior ligament complex injury. It is hoped to provide reference for the clinical treatment of thoracolum-bar spinal fractures.

1. 引言

胸腰段骨折是最常见的脊柱骨折。数十年来，胸腰段骨折的治疗一直是脊柱外科的重点之一，如何评估及恢复骨折节段的稳定性便是重中之重。为了更加直观地了解胸腰段骨折机制及治疗方法，1938年Watson第一次在分型中引入了稳定性的概念，并强调了后方韧带复合体(PLC)的重要性。PLC是指由棘后韧带、棘间韧带、小关节囊、黄韧带组成的复杂的结构。1970年，Holdsworth提出了二柱理论并强调了PLC对维持脊柱稳定具有重要意义。Denis在1983年将二柱理论优化为三柱理论并沿用至今。在前人的基础上，根据数年来对胸腰段骨折的研究，目前常用的分型方法主要有两种：AO分型，TLICS分型。根据AO分型，合并有张力带损伤的B型骨折多数建议手术治疗，因此是合并有PLC损伤及PLC的损伤程度成为手术的关键，术中对损伤的PLC修复对于恢复脊柱稳定性、降低后凸畸形、减轻神经损伤及长期腰痛有着重要的意义。2005年，美国学者Vaccaro等人提出的TLICS分型将椎体形态、神经功能、PLC损伤程度纳入分型标准。结合三方面因素，Vaccaro等人对手术入路选择也提出了几点建议：前路压迫时导致的神经功能障碍选择前路手术；后方韧带复合体损伤时应选择后路手术；而二者同时存在时则选择联合入路。TLICS评分系统中使用基于损伤形态、PLC完整性和神经状态的评分确定适当的治疗方法。在该分类中，损伤形态和神经系统状态可基于X线平片、MRI和体格检查进行准确评分，但后方韧带复合体损伤评分为0 (完整)、2 (疑似损伤/不确定)和3 (损伤)。这意味着确定后方韧带复合体中的损伤状态是非常困难的，以至于应该包括一个模糊的类别，即不确定。此外，AOSpine分类系统根据压迫、前部和/或后部张力带损伤确定适当的治疗，PLC损伤的程度在诊断中非常重要。因此，PLC损伤的准确诊断可能有助于确定适当的治疗 [1] 。然而，后方韧带复合体损伤程度的评估目前在国际上并没有统一的标准。本文对现有的影像学检查对PLC的损伤程度的评估进行讨论，希望给临床工作者提供参考。

2. X线/CT对PLC损伤评估的价值

X线和CT对于骨性结构的显示要优于MRI，另外，X线和CT价格低廉，成像速度快。虽然CT检查及增强CT有一定的软组织显像能力，但是对于神经损伤来说，X线、CT的显像能力明显远远不如MRI。因此，X线、CT对于PLC的损伤情况具有一定的参考意义。X线、CT评估PLC损伤时，主要依赖于通过放射检查手段得到的骨性标志的相关数据，如棘突间距离、椎弓根间距离、椎体压缩高度等。通过对57例胸腰段椎体骨折的骨影像学参数进行回顾性分析，滕跃 [1] 等人得出结论：在众多骨性参数中，棘突间距增加值及椎弓根间距增加值具有较高的诊断效能。根据对117例脊椎损伤患者的X线片回顾性分析，Gehweiler等人 [2] 发现椎体移位、椎板间隙增宽、骨突关节增宽和椎管增宽均提示PLC中断。Daffner等人 [3] 在对114例爆裂性骨折患者的侧位X线片和CT进行回顾性分析时，纳入了第五个椎体后线断裂征象。Petersilge等人 [4] 的后续研究没有发现骨折的影像学表现和PLC损伤之间有任何显著的相关性，并建议在怀疑韧带损伤的胸腰椎爆裂性骨折患者中使用MRI。Radcliff等人 [5] 的一项回顾性研究。在67例胸腰椎爆裂性骨折患者中得出的结论是，椎体高度损失大于50%，局部后凸超过30%，椎管受损都是PLC损伤的不良预测因素，只有椎体平移大于3.5 mm与PLC损伤和神经功能缺损相关。Hiyama et al. [6] 在40例胸腰椎爆裂骨折患者中，证实局部后凸超过20度与PLC损伤相关，而椎体高度损失、椎体平移和椎管损伤与PLC损伤无显著相关性。Rajasekaran等人 [7] 报道当MRI作为PLC损伤的参考标准时，X线平片上脊柱后凸 > 20˚的敏感性为85%，棘突间距离差大于2 mm的敏感性为90%。作为MRI的辅助手段，Kwon et al.报道 [8] ，侧卧位X线片上测量的棘突间距离比为120%，提高了检测MRI不确定的损伤后韧带复合体的诊断价值。基于对105例胸腰椎骨折患者的回顾性分析，Chen等人 [9] 得出结论，前缘–下终板角度 < 70˚、骨折椎体前方的骨碎片、局部后凸 > 25˚和前缘移位增加与棘间或棘上韧带断裂相关。Bharti Khurana等人 [10] 通过回顾性分析105例急性胸腰椎骨折患者的CT表现，发现虽然没有单独的CT表现足以准确诊断或排除PLC损伤，但阳性CT表现(VBT椎体平移，PLF椎弓根或椎板骨折，ISW棘突间距增宽和SPF棘突骨折)的数量越多，PLC损伤的几率越高。一个异常的CT结果的存在可能需要MRI确认PLC损伤，而两个或两个以上的CT结果可能有足够的特异性，以避免在手术干预之前完善MRI检查。然而Anupama Maheswaran等人 [7] 在2020年的研究提出了而不同的看法。Anupama Maheswaran等人对42名阅片员及常见的显示PLC损伤的CT参数(包括上级终板角、椎体高度丢失、局部后凸畸形、棘突间距和椎弓根间距)进行变异性评估。Anupama Maheswaran等人观察到在所有CT参数中，个体测量值的变异性非常高，即基于CT的放射学参数提示PLC损伤显示出相当大的变异性并建议在可疑PLC损伤需要完善MRI检查。但是Anupama Maheswaran等人的局限性在于没有客观的参考测量值，受人为的因素影响比较大。

3. 骨性参数在PLC损伤诊断中的意义

大部分骨性参数可以通过CT或者X线快速获得，在快速评估脊柱骨折情况发挥重大的作用。

3.1. 棘突间距离

棘突间距离增大可以通过手法触诊评估PLC损伤情况，但是手法触诊过于主观且缺失诊断标准，所以评估结果并不准确。Vaccaro等人 [11] 发现，通过X线测量损伤部位棘突间距相比较相邻部位棘突间距增大的距离可以提高诊断的准确度。通过对148例连续胸腰椎骨折(T11-L2)患者进行研究，Rajasekaran [7] 等人发现PLC损伤组棘突间距离(ISD)明显大于PLC完整组(PLC损伤组的平均ISD为6.7 mm，相比之下，PLC完整组的平均ISD为2.86 mm)。Rajasekaran等人得出结论：若将ISD视为单个因素，若受伤椎体的ISD与未受累远端节段相比增加2 mm，则ISD诊断PLC损伤的敏感性为90%，特异性为36%。此外，Rajasekaran等人还提出：若将局部后突畸形(LK)视为单个因素，则LK为20˚时识别PLC损伤的敏感性为85%，特异性为33%。当LK角逐渐增大至30˚时，则敏感性增加至35%，特异性增加至97%。在此研究中，Rajasekaran等人还提出：当考虑LK大于20˚和ISD大于2 mm这两个因素时，则诊断PLC损伤的灵敏度为75%，特异性为53%。2007年Ki Youn Kwon [8] 提出了棘突间距比(ISDR)的概念。ISDR指侧位X线片上损伤节段棘突间距离与其上下相邻两个棘突间距离之和的平均值的比值。当ISDR > 120%时，评估PLC损伤敏感性、特异性和准确性分别为81.2%、76.2%和79.2%。同时作者也指出了本研究的局限性：PLC损伤程度与ISDR之间的关联无法研究。

3.2. 椎弓根间距(IPD)

一般情况下，同一椎体两侧椎弓根的距离与上下椎体相比大小相差不会超过2 mm，但是在严重的脊柱损伤或者骨折中，暴力可能会椎弓根断裂而向外侧移位，从而导致这一数值增 [12] 。研究人员为了减少此数值测量的误差，引入参数椎弓根间距(IPD)的概念并采用比值法进行评估。IPD定义为：在正位X线片上，伤椎两侧椎弓根内侧缘距离假设为a，上下位椎弓根内侧缘距离之和的平均值假设为b，则IPD (%) = (a − b)/b × 100%。通过对260例急性胸腰椎爆裂骨折患者的X线平片进行研究，Caffaro [13] 发现99%胸腰椎骨折患者IPD增大，增大范围为5%~114%，此外，还发现IPD和椎管狭窄百分比、神经功能受损、椎板骨折之间存在显著相关性。Li等 [14] 通过回顾性分析103例胸腰椎骨折患者临床资料后发现，IPD与神经功能状态有显著相关性。分析显示IPD增加大于20%是神经功能缺损的指标。此外，小关节损伤和椎板骨折也与IPD相关，IPD增加超过15%是小关节损伤的指标，超过20%是椎板骨折的预测因子。也有学者对该指标提出质疑，认为IPD增大不足以证明PLC损伤，但是可以反映后方椎管狭窄程度、神经损伤及椎板骨折情况 [7] [12] 。

3.3. 椎体移位(AED)

椎体移位指上位椎体后缘切线与下位椎体后缘切线之间的距离增大，PLC损伤或者腰椎滑脱时椎体会有不同程度的移位。通过回顾性分析105例胸腰椎骨折(T11-L2)患者，Chen [9] 等人发现，AED增加等影像学指征与棘间韧带(ISL)或棘上韧带(SSL)破裂相关。2006年美国脊柱研究学组开展的一项研究，要求24位资深脊柱外科医师对包括椎体移位在内的14项X线、CT或MRI征象进行排序及分析，最终得出结论，椎体移位是评估PLC损伤的首选指标，临床认可度也最高 [11] 。Khurana [10] 等研究员通过对105例急性胸腰椎骨折患者的CT，MRI研究，研究员们通过对小关节对线、小关节增宽、椎弓根或椎板骨折、棘突骨折、棘突间距增宽、椎体移位和后终板骨折进行CT分级，最终发现PLC损伤的统计学显著预测因子为椎体移位、椎弓根或椎板骨折、棘突间增宽和棘突骨折。研究人员得出结论：虽然没有单独的CT发现足以准确诊断或排除PLC损伤，但阳性CT发现(椎体移位、椎弓根或椎板骨折、棘突间增宽和棘突骨折)的数量越多，PLC损伤的几率越高。通过对46例患者的各项CT测量参数进行回顾性分析，Radcliff 等人 [5] 认为小于2.5 mm的椎体移位并不足以证明PLC损伤，大于3.5 mm的下节段椎体移位与韧带损伤存在显著相关性。综上所述，椎体移位可以作为评估PLC损伤的比较有力的指标，但其移位程度及可信程度缺乏一个明确的诊断标准。

3.4. 椎体高度丢失及椎体压缩程度

一般来说，椎体高度丢失及椎体压缩一般是由于椎体受到压缩暴力。理论上来说，同一椎体受到的暴力越大，其高度丢失及椎体压缩越严重，损伤PLC的可能性及PLC损伤程度也越大。因此，椎体高度丢失及椎体压缩程度被广泛认为可以作为评估PLC损伤的间接指标。但是，这2个指标的目前仍然存在较大争议。争议一般都存在于椎体高度丢失与PLC损伤的相关性。Hiyama [6] 等人通过对40例胸腰椎爆裂骨折患者的MRI进行研究得出结论：局部后凸 > 20˚和棘上距离增加与PLC损伤相关。然而也有研究表明 [5] ：局部后凸 > 20˚也不能预测胸腰椎爆裂性骨折中PLC损伤，因为存在这些征象的 患者采取非手术治疗也并未出现严重并发症。

3.5. 其他相关骨性参数

Gehweiler等人 [2] 认为，椎板间距离、关节突关节宽度、椎管宽度增加可作为预测PLC损伤的指标。Chen等人 [9] 发现，伤椎前缘延线与下终板之间的夹角 < 70˚以及椎体前缘存在游离骨赘是棘上韧带和棘间韧带损伤的高危因素。有研究显示 [15] ，小关节囊分离也具有预测意义，由于小关节囊在牵张损伤中最先被破坏，小关节囊分离也具有预测意义，其在CT上最先表现为小关节囊关节间隙增大。除MRI外，超声也可显示韧带情况，尤其对韧带的连续性显像较好，并且超声具有便捷、实时性、无损伤的优点，其诊断灵敏度达89%，特异度达100% [16] 。但是，T10~12棘突重叠较多，超声对该部位的损伤诊断相对困难，且超声对于深部组织，如黄韧带、小关节囊等探测不佳甚至无法探测，检查时可以通过倾斜探头或者调节深度及频率可部分减弱棘突重叠对探查的影响 [17] 。

4. MRI对PLC损伤评估的价值

MRI是后方韧带复合体损伤最敏感的影像学检查方法，这一点在国内外已经达成共识。但是MRI本身也具有一定的局限性。首先MRI检查费用较高，会增加就诊者的经济负担。其次，MRI检查本身具有一定的禁忌症(如患有幽闭恐惧症、装有心脏起搏器或者血管支架等)。再次，在部分地区夜间无法进行MRI检查，部分偏远地区及条件较差医院甚至没有MRI设备。PLC损伤在MRI上的影像学征象：矢状位T1或T2加权序列韧带所在位置的黑色条状信号带连续性中断或不可见，或矢状位T2加权像上高信号影 [18] [19] [20] 。具体影像学征象：棘突后方黑色条纹带连续性中断提示SSL断裂；T2加权像棘突间高亮信号提示ISL撕裂；关节突之间横断面T2加权像高信号积液提示关节囊撕裂；黄韧带连续性中断提示黄韧带断裂。Lee [15] 等人在一项针对34例胸腰椎骨折患者的前瞻性研究的报告称：术前MRI评估PLC损伤结果与术中所见PLC损伤结果高度一致。在一项近期的使用标准MRI测序方案进行的前瞻性研究中，包括接受保守治疗的患者，Javier et al. [21] 报告：MRI对PLC损伤的灵敏度和特异性分别为91%和100%。这些结果表明，MRI对后韧带复合体损伤MRI的准确性可能会因阅读图像的医生而异。Vaccaro等人 [22] 通过一项前瞻性研究发现，MRI诊断PLC损伤的灵敏度为79%~90%，特异度为53%~65%。Rihn等 [23] 发现，虽然MRI具有很高的灵敏度，但是阳性预测值过低，仅仅依赖MRI可能会增加非必要手术率。也就是说仅仅依靠MRI作为评估PLC程度的唯一手段会增加误诊率。因此，为了对PLC的损伤进行评估时，需要完善MRI的阅片标准，并且需要其他工具辅助诊断PLC损伤程度。

5. 超声对PLC损伤评估的价值

脊柱超声是一种非侵入检查，廉价、安全而且没有辐射剂量，当患者存在MRI检查禁忌时，例如幽闭恐惧症、安装心脏起搏器、人工心脏瓣膜患者，可以选择超声检查。超声的优势主要在于超声检查的便捷性及实时性，但是超声检查结果的准确程度比较依赖检查者的临床经验及操作规范。超声检查允许基于第一连续回声层的任何破坏的存在来检测PLC的损伤，作为皮下脂肪和筋膜结构的损伤标志，棘突之间的连续低回声线的破坏作为SSL和ISL损伤的标志，棘突的识别作为具有后部声影的回声分界，低回声囊肿的检出是血肿和破裂、韧带和肌纤维排列不均匀或撕脱性骨碎片的间接征象。使用上述征象，超声是一项高度准确的检查方式。Alcalá-Cerra Gabriel等 [23] 在2023年的一项系统综述和荟萃分析表示：超声检测PLC损伤的诊断准确性非常好，因此，可被视为PLC损伤影像学评价的另一种有用的辅助手段。它对于评估SSL和ISL的完整性特别有用，SSL和ISL与创伤性骨折后维持脊柱稳定性最相关。但是该研究存在一定的局限性：第一，PLC的定义，因为在大多数纳入的研究中仅考虑了ISL和LSS。因此，在该荟萃分析中不能充分解决超声用于评估黄韧带(LF)和小关节囊(FJC)的诊断性能的分析，阻碍了将其结果完全推广到PLC的所有元素。第二：参考标准定义之间的不一致性，因为大多数纳入的研究基于手术结果，但有一项研究基于MRI结果。H. Meinig [24] 等人在2015年的一项研究中，对27例急性脊柱损伤患者行超声和MRI检查，以术中所见为金标准，研究超声检查PLC损伤的灵敏度及特异性。结果，超声检出9例阳性，MRI检出阳性11例。超声检查诊断PLC损伤的敏感性为0.82，特异性为1。因此作者得出结论：超声在诊断脊柱创伤中，特别是诊断PLC的完整性可能是一个有用的工具，超声对脊柱外伤的诊断特异性和敏感性与MRI相近。该结果已通过手术证实。在国内同样有学者对超声评估PLC损伤的准确性情况进行了研究。2020年，赵予辉等人 [25] 回顾性分析了29例青中年胸腰椎压缩性骨折患者的临床资料。所有患者均按要求进行超声及MRI检查，以MRI检查结果为标准，研究超声诊断PLC的灵敏度和特异度，结果超声诊断PLC的灵敏度和特异度分别为81.8% (9/11)，特异度为100.0% (18/18)。赵予辉等人得出结论：在MRI无法使用或者患者有MRI使用禁忌的情况下，超声检查可精准提供胸腰椎压缩性骨折患者PLC损伤情况，可以为伤员的精准救治提供帮助。但是该研究也存在一定的局限性：第一，该研究以MRI检查井结果为金标准，但是有些研究指出，MRI检查也存在一定的假阳性或者是假阴性的概率。第二，该研究仅纳入29例患者，样本容量较小，样本对总体缺乏足够的代表性，难以保证推算结果的精确度和可靠性。

6. 结论

综上所述，虽然目前MRI是检测PLC损伤程度的最佳影像学诊断，但其自身存在一定的局限性，损伤后血肿可能导致假阳性，除此之外不同阅片者得出的结论可能存在较大的差异。因此MRI作为评估PLC损伤的“金标准”可能会遭到质疑。对于对骨性结构显影更佳的X线和CT检查，不同阅片者差异较小，但是X线和CT检查是通过骨性参数间接评估PLC损伤情况，其准确性不如MRI。且单一的骨性标志对PLC损伤情况的评估不够可靠，临床应用中建议采用多个骨性参数数据进行评估。超声检查目前临床应用广泛，超神检查具有自身独特的优势如：实时性、便捷性、可重复性及经济性。肌骨超声的应用对于评估棘上韧带、棘间韧带的损伤情况具有较可靠的参考意见，但其对深部组织如小关节囊、黄韧带评估效果不佳。且病人的营养情况也会影响超声作用的发挥。但是超声便捷及普遍的特性使得在某些紧急或者偏远地区可以快速、准确评估棘上韧带、棘间韧带的损伤情况，指导临床医师快速做出反应。作者建议在条件允许、时间充足的情况下，首选MRI进行PLC损伤的评估及治疗，尤其是抑制序列。在紧急情况下可以使用多个骨性参数对PLC损伤进行评估，并将椎体移位超过2 mm、棘突间距增大超过20%作为首选间接指标，将椎弓根间距增大、椎体压缩角超过20˚、椎体前缘高度丢失超过50%则作为次选指标。在不具备移动病人或者室外条件下，可使用超声对棘上韧带、棘间韧带损伤情况进行初步评估。以上建议出发于各个检查手段的特点与准确性，临床上医师应实际情况结合临床疗效谨慎选择检查方法。

致谢

对本文的资助者和支持者、提供指导和帮助者、给予转载和引用权的文献、研究思想的所有者，表示感谢。

NOTES

^*通讯作者。