Schizas形態學分型和硬膜囊面積測量對腰椎管狹窄癥的診斷效能

曹雅雯，張 丹

（承德醫學院附屬醫院放射科，河北承德 067000）

腰椎管狹窄癥(lumbar spinal stenosis，LSS)是臨床常見的引起腰痛的原因，在老年群體中有很高的發病率[1]。目前國內外尚無腰椎管狹窄癥的統一診斷“金標準”，臨床通常結合患者的癥狀、體征、影像學檢查綜合診斷[2]。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是評估腰椎管狹窄最常用的影像學手段，利用MRI參數來評估腰椎管狹窄癥能更好地輔助外科醫生進行手術治療及預后評價[3]。硬膜囊面積(dural sac cross-sectional area，DSCA)測量是判斷腰椎椎管狹窄公認的較好的定量指標[4]。Schizas分型則是判斷腰椎管狹窄程度的定性指標，是一種新的實用型分型標準[5]。然而，尚無DSCA測量和Schizas分型對腰椎管狹窄癥診斷的可重復性及診斷效能的對比研究。本研究擬通過比較DSCA測量和Schizas形態學分型診斷腰椎管狹窄癥的觀察者間的一致性和可重復性，分析2種分級系統的診斷效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究隨機選擇2019年9月～2020年12月在承德醫學院附屬醫院因腰腿痛就診，經腰椎MRI檢查診斷為LSS的患者。納入標準：（1）腰椎T2加權軸位MRI上顯示L1～S1至少存在1個節段腰椎椎管狹窄；（2）神經源性間歇性跛行伴或不伴腰腿痛、下肢麻木、鞍區感覺減退；（3）臨床資料完整。排除標準：（1）既往腰椎手術史；（2）既往有腰椎嚴重外傷、感染、腫瘤病史；（3）退行性腰椎滑脫；（4）資料不全、圖像質量差者。最終入選84例病例，共計216個LSS層面。其中，L1～2椎間盤平面11個、L2～3椎間盤平面26個、L3～4椎間盤平面46個、L4～5椎間盤平面80個、L5～S1椎間盤平面53個。84例中，男性37例，女性47例，年齡29～80歲，平均(59.8±11.1)歲。LSS單一層面14例，多層面70例。主要癥狀包括：腰背痛84例，下肢放射痛77例，間歇性跛行37例。病程時間數天至數年不等。

1.2 磁共振掃描方法

采用Siemens verio 3.0T磁共振掃描儀,患者仰臥位、頭先進，Z軸與人體正中線平行、X軸平臍上兩指。掃描范圍自上位椎體下終板到下位椎體上終板，掃描平行于椎間盤薄層掃描,每個椎間盤掃3層。獲得T1WI矢狀位，T2WI矢狀位、FS矢狀位、軸位圖像，傳輸至PACS工作站。

1.3 診斷指標

1.3.1 腰椎管狹窄的MRI分級標準 采用Schizas分型[6]。A型：無或輕度狹窄；A1型：神經束位于背側，占硬膜囊面積小于1/2；A2型：神經束位于背側，呈馬蹄樣分布；A3型：神經束位于背側，占硬膜囊面積大于1/2；A4型：神經束位于中央，占據大部分硬膜囊面積。B型：中度狹窄，神經束占據整個硬膜囊，但仍可見神經的束狀結構。C型：重度狹窄，硬膜囊呈均一的灰色信號，無法分辨出神經的束狀結構，無腦脊液信號，但仍可見脂肪信號。D型：極度狹窄，硬膜囊呈均一的灰色信號，無脂肪信號。

DSCA是一種定量的測量方法，分3級：≥100 mm2(無LSS)、76～99 mm2（相對LSS)和≤75 mm2(絕對LSS)[7]。

1.3.2 腰椎管狹窄癥的臨床診斷標準 目前國內外尚無腰椎管狹窄癥的統一診斷“金標準”，臨床通過臨床癥狀、體征以及影像學檢查結果綜合診斷。

1.4 圖片觀察測量與判斷圖像

運用雙盲法采集數據，選取2位放射科醫師作為觀察者進行圖像測量和判斷，2位觀察者均不熟悉兩個分級系統。第一階段，2位觀察者同時學習2種分級系統。第二階段，2位觀察者在矢狀位圖像定位下使用椎間盤水平的T2軸位圖像獨立評估LSS等級,同時記錄患者一般信息。第三階段，2個月后2位觀察者再次進行同樣的分析。將84例患者信息建立Excel表格檔案，并完善處理，準備數據分析。

1.5 統計學分析

采用SPSS 25.0軟件對數據進行統計分析。計數資料以百分比(%)表示，采用卡方檢驗。計量資料以均數±標準差（）表示，經正態性檢驗和方差齊性檢驗，符合正態分布的用t檢驗，不符合的用非參數檢驗。通過組內相關系數（interclass correlation coefficient，ICC）來評估2名放射科醫師的觀察者間一致性和復測可靠性。ICC等于個體的變異度除以總的變異度，值介于0～1之間。0表示不可信，1表示完全可信。ICC的值低于0.5表示一致性較差；0.5～0.75表示一致性中等；大于0.75表示一致性良好，對于定量資料常需要更高的ICC值[8]。以臨床診斷結果為標準計算2種影像分級診斷的準確率、敏感度、特異度。以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2種分級方法診斷效能分析

本研究納入84例患者，共計216個腰椎節段。臨床醫師通過臨床癥狀、體征以及影像學檢查對216個腰椎節段進行綜合診斷，194例為陽性（腰椎管狹窄癥），22例陰性。通過Schizas分型診斷，陽性182例，陰性34例，其中包括15例假陽性，3例假陰性(見表1)。通過DSCA分級系統診斷，陽性167例，陰性49例，其中26例假陽性，11例假陰性（見表2）。Schizas分級診斷結果準確率、敏感度、陰性預測值均高于DSCA分級診斷，差異有統計學意義（P＜0.05）；2者陽性預測值無顯著差異（P＞0.05），見表3。

表1 Schizas分級診斷結果(n，%)

表2 DSCA分級診斷結果(n，%)

表3 2種診斷方式準確率、敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值比較（%）

2.2 2種分級方法的一致性分析

分別計算Schizas分型與DSCA分級在2名觀察者間的一致性評價。2位觀察者使用Schizas分型診斷的ICC值為0.843～0.984，結果大于0.75，組間一致性良好。使用DSCA分級診斷的ICC值為0.820～0.975，結果大于0.75，組間一致性良好。第二、三階段Schizas分型診斷的ICC值為（0.767～0.995），結果大于0.75，重測可靠性良好。DSCA分級診斷的ICC值為（0.781～0.996），結果大于0.75，重測可靠性良好。

3 討論

不同的影像學檢查方法為臨床診斷提供的參考標準不同[9]。如X線平片反映腰椎的整體力線結構及腰椎不穩、腰椎滑脫等[10]。CT平掃主要觀察椎管的骨性結構，從橫斷位上反映椎小關節增生肥大、側隱窩狹窄及黃韌帶骨化等腰椎管狹窄征象[11]。MRI不僅可以觀察骨性結構的解剖變化，還可以評估硬膜囊形狀、大小，馬尾神經的結構、走行，明確是否存在神經根受壓[12]。因此MRI是目前診斷腰椎管狹窄的最重要的影像學檢查方法，為患者病情的判斷提供了更全面的參考數據[13]。

近年來研究者都在嘗試標準化腰椎管狹窄癥的診斷分級，不斷提出新的影像學標準來評估LSS[14]。硬膜囊面積曾一度被認為是最理想的診斷方法[15]。在MRI橫斷位測量椎間盤水平的DSCA大小，DSCA＜100mm2為相對狹窄，DSCA＜75mm2為絕對狹窄[16]。但面積測量對無放射學測量基礎的臨床醫生來說是一項挑戰，臨床醫生更多依靠對MRI圖像的視覺評估[17]。隨著對腰椎管狹窄癥的不斷認識，2010年Schizas等提出了診斷LSS的定性指標（Schizas分型），即根據MRI橫斷位圖像上馬尾神經束在硬膜囊內的分布形態、硬膜囊受壓程度及與硬膜外脂肪的關系進行分型[6]。

本研究中2位觀察者均不熟悉Schizas和DSCA分級系統。結果表明2種分級系統的觀察者間一致性良好，并且第二、三階段兩個系統的重測可靠性均良好。在之前的研究中，Weber等[18]由經驗豐富的骨科和放射科醫師對 Schizas形態學分型的一致性及可重復性分析進行了評估，發現一致性較高。而本研究選擇不熟悉2種分級系統的2名放射科醫生，進行同水平培訓。結果顯示，觀察者間一致性比Weber等人的更高。由此得出結論，這2種LSS分級系統對有無經驗的放射科或臨床醫生均容易理解，故適用于臨床。本研究中，216個病例節段分別經Schizas與DSCA分級系統診斷，Schizas分級診斷準確率、敏感度、陰性預測值，均高于DSCA分級診斷，且差異均具有統計學意義。證明Schizas分級的診斷效能比DSCA分級更為顯著。

這2種LSS分級方法均有助于臨床決策。DSCA分級是一種幾何學測量方法，可以量化中央型LSS神經根的可用空間，結果直觀，可重復性強，曾被認為是診斷LSS最理想的方法，但是DSCA分級也有缺陷。首先，需要手動測量相對耗時，容易受測量層面的影響。其次，將100mm2和75mm2作為判斷相對狹窄和絕對狹窄的閾值不嚴謹，此標準最早來自CT數據總結，隨后直接應用于MRI，數值或存在差異[19]。Schizas分級是一種形態學分級方法,側重于神經根在硬膜囊內的分布、硬膜囊背側的脂肪消失與否。形態學分級是通過快速視覺評估進行的，盡管是一種主觀的方法，但具有較高的觀察者間一致性，可重復性不遜于定量測量，且不需耗時測量，Schizas形態學分級不會被測量層面的角度影響[20]。另外，Schizas形態學分級不受就診患者的種族、性別、身高等個體差異因素的影響。然而，Schizas分級難以適用于下腰椎節段，尤其是L5～S1節段，因為下位椎管中央硬膜囊較小，神經根數量較少。DSCA分級法在檢測下位嚴重狹窄LSS的表現要優于Schizas分級法[21]。雖幾何學測量較形態學診斷再現性和可靠性強，但放射科醫師和臨床醫師使用形態學診斷的頻率更高[22]，Schizas形態學診斷主要依靠診斷者主觀評價,更簡單直觀，不需要特定的測量工具及影像測量經驗，故Schizas分級系統對有經驗的脊柱外科醫生而言是一種可行且快速的評估LSS的方法。并且，Schizas分級考慮到硬膜囊內容物的壓迫程度，比單純狹窄的數值更能直觀反映椎管狹窄嚴重程度。

本研究還有一定局限性。首先，DSCA與Schizas 2種LSS診斷分級系統都側重于腰椎管中央腦脊液間隙的消失程度，忽略了側隱窩狹窄的情況，容易導致臨床獲取信息不全[23]。其次，本研究未將2種MRI分級系統的嚴重程度與臨床癥狀、神經體征和臨床結果相關聯。另外，本次為單中心研究，患者樣本量相對較少且單一，如進行多中心研究驗證，可以更好的評估分級系統。

總之，選擇診斷分級系統的標準不僅僅基于觀察者間一致性和可重復性，更多的取決于分級系統能否更好的預測患者癥狀或結果。本研究表明，Schizas分級和DSCA分級系統都是可靠的分級系統，2種方法均可用于評估腰椎管狹窄癥的MRI圖像。與DSCA分級相比，Schizas分級的診斷效能更高。未來我們的研究應著重于開發一種能與臨床癥狀、神經體征和臨床結果相關聯的可靠的分級系統，促使臨床醫生及時、準確地對患者進行臨床診斷，了解患者具體病情發展狀況，便于患者及時接受針對性的治療。