Schizas形态学分型和硬膜囊面积测量对腰椎管狭窄症的诊断效能

曹雅雯，张 丹

（承德医学院附属医院放射科，河北承德 067000）

腰椎管狭窄症(lumbar spinal stenosis，LSS)是临床常见的引起腰痛的原因，在老年群体中有很高的发病率[1]。目前国内外尚无腰椎管狭窄症的统一诊断“金标准”，临床通常结合患者的症状、体征、影像学检查综合诊断[2]。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是评估腰椎管狭窄最常用的影像学手段，利用MRI参数来评估腰椎管狭窄症能更好地辅助外科医生进行手术治疗及预后评价[3]。硬膜囊面积(dural sac cross-sectional area，DSCA)测量是判断腰椎椎管狭窄公认的较好的定量指标[4]。Schizas分型则是判断腰椎管狭窄程度的定性指标，是一种新的实用型分型标准[5]。然而，尚无DSCA测量和Schizas分型对腰椎管狭窄症诊断的可重复性及诊断效能的对比研究。本研究拟通过比较DSCA测量和Schizas形态学分型诊断腰椎管狭窄症的观察者间的一致性和可重复性，分析2种分级系统的诊断效能。

1.1 一般资料

本研究随机选择2019年9月～2020年12月在承德医学院附属医院因腰腿痛就诊，经腰椎MRI检查诊断为LSS的患者。纳入标准：（1）腰椎T2加权轴位MRI上显示L1～S1至少存在1个节段腰椎椎管狭窄；
（2）神经源性间歇性跛行伴或不伴腰腿痛、下肢麻木、鞍区感觉减退；
（3）临床资料完整。排除标准：（1）既往腰椎手术史；
（2）既往有腰椎严重外伤、感染、肿瘤病史；
（3）退行性腰椎滑脱；
（4）资料不全、图像质量差者。最终入选84例病例，共计216个LSS层面。其中，L1～2椎间盘平面11个、L2～3椎间盘平面26个、L3～4椎间盘平面46个、L4～5椎间盘平面80个、L5～S1椎间盘平面53个。84例中，男性37例，女性47例，年龄29～80岁，平均(59.8±11.1)岁。LSS单一层面14例，多层面70例。主要症状包括：腰背痛84例，下肢放射痛77例，间歇性跛行37例。病程时间数天至数年不等。

1.2 磁共振扫描方法

采用Siemens verio 3.0T磁共振扫描仪,患者仰卧位、头先进，Z轴与人体正中线平行、X轴平脐上两指。扫描范围自上位椎体下终板到下位椎体上终板，扫描平行于椎间盘薄层扫描,每个椎间盘扫3层。获得T1WI矢状位，T2WI矢状位、FS矢状位、轴位图像，传输至PACS工作站。

1.3 诊断指标

1.3.1 腰椎管狭窄的MRI分级标准 采用Schizas分型[6]。A型：无或轻度狭窄；
A1型：神经束位于背侧，占硬膜囊面积小于1/2；
A2型：神经束位于背侧，呈马蹄样分布；
A3型：神经束位于背侧，占硬膜囊面积大于1/2；
A4型：神经束位于中央，占据大部分硬膜囊面积。B型：中度狭窄，神经束占据整个硬膜囊，但仍可见神经的束状结构。C型：重度狭窄，硬膜囊呈均一的灰色信号，无法分辨出神经的束状结构，无脑脊液信号，但仍可见脂肪信号。D型：极度狭窄，硬膜囊呈均一的灰色信号，无脂肪信号。

DSCA是一种定量的测量方法，分3级：≥100 mm2(无LSS)、76～99 mm2（相对LSS)和≤75 mm2(绝对LSS)[7]。

1.3.2 腰椎管狭窄症的临床诊断标准 目前国内外尚无腰椎管狭窄症的统一诊断“金标准”，临床通过临床症状、体征以及影像学检查结果综合诊断。

1.4 图片观察测量与判断图像

运用双盲法采集数据，选取2位放射科医师作为观察者进行图像测量和判断，2位观察者均不熟悉两个分级系统。第一阶段，2位观察者同时学习2种分级系统。第二阶段，2位观察者在矢状位图像定位下使用椎间盘水平的T2轴位图像独立评估LSS等级,同时记录患者一般信息。第三阶段，2个月后2位观察者再次进行同样的分析。将84例患者信息建立Excel表格档案，并完善处理，准备数据分析。

1.5 统计学分析

采用SPSS 25.0软件对数据进行统计分析。计数资料以百分比(%)表示，采用卡方检验。计量资料以均数±标准差（）表示，经正态性检验和方差齐性检验，符合正态分布的用t检验，不符合的用非参数检验。通过组内相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）来评估2名放射科医师的观察者间一致性和复测可靠性。ICC等于个体的变异度除以总的变异度，值介于0～1之间。0表示不可信，1表示完全可信。ICC的值低于0.5表示一致性较差；
0.5～0.75表示一致性中等；
大于0.75表示一致性良好，对于定量资料常需要更高的ICC值[8]。以临床诊断结果为标准计算2种影像分级诊断的准确率、敏感度、特异度。以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2.1 2种分级方法诊断效能分析

本研究纳入84例患者，共计216个腰椎节段。临床医师通过临床症状、体征以及影像学检查对216个腰椎节段进行综合诊断，194例为阳性（腰椎管狭窄症），22例阴性。通过Schizas分型诊断，阳性182例，阴性34例，其中包括15例假阳性，3例假阴性(见表1)。通过DSCA分级系统诊断，阳性167例，阴性49例，其中26例假阳性，11例假阴性（见表2）。Schizas分级诊断结果准确率、敏感度、阴性预测值均高于DSCA分级诊断，差异有统计学意义（P＜0.05）；
2者阳性预测值无显著差异（P＞0.05），见表3。

表1 Schizas分级诊断结果(n，%)

表2 DSCA分级诊断结果(n，%)

表3 2种诊断方式准确率、敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值比较（%）

2.2 2种分级方法的一致性分析

分别计算Schizas分型与DSCA分级在2名观察者间的一致性评价。2位观察者使用Schizas分型诊断的ICC值为0.843～0.984，结果大于0.75，组间一致性良好。使用DSCA分级诊断的ICC值为0.820～0.975，结果大于0.75，组间一致性良好。第二、三阶段Schizas分型诊断的ICC值为（0.767～0.995），结果大于0.75，重测可靠性良好。DSCA分级诊断的ICC值为（0.781～0.996），结果大于0.75，重测可靠性良好。

不同的影像学检查方法为临床诊断提供的参考标准不同[9]。如X线平片反映腰椎的整体力线结构及腰椎不稳、腰椎滑脱等[10]。CT平扫主要观察椎管的骨性结构，从横断位上反映椎小关节增生肥大、侧隐窝狭窄及黄韧带骨化等腰椎管狭窄征象[11]。MRI不仅可以观察骨性结构的解剖变化，还可以评估硬膜囊形状、大小，马尾神经的结构、走行，明确是否存在神经根受压[12]。因此MRI是目前诊断腰椎管狭窄的最重要的影像学检查方法，为患者病情的判断提供了更全面的参考数据[13]。

近年来研究者都在尝试标准化腰椎管狭窄症的诊断分级，不断提出新的影像学标准来评估LSS[14]。硬膜囊面积曾一度被认为是最理想的诊断方法[15]。在MRI横断位测量椎间盘水平的DSCA大小，DSCA＜100mm2为相对狭窄，DSCA＜75mm2为绝对狭窄[16]。但面积测量对无放射学测量基础的临床医生来说是一项挑战，临床医生更多依靠对MRI图像的视觉评估[17]。随着对腰椎管狭窄症的不断认识，2010年Schizas等提出了诊断LSS的定性指标（Schizas分型），即根据MRI横断位图像上马尾神经束在硬膜囊内的分布形态、硬膜囊受压程度及与硬膜外脂肪的关系进行分型[6]。

本研究中2位观察者均不熟悉Schizas和DSCA分级系统。结果表明2种分级系统的观察者间一致性良好，并且第二、三阶段两个系统的重测可靠性均良好。在之前的研究中，Weber等[18]由经验丰富的骨科和放射科医师对 Schizas形态学分型的一致性及可重复性分析进行了评估，发现一致性较高。而本研究选择不熟悉2种分级系统的2名放射科医生，进行同水平培训。结果显示，观察者间一致性比Weber等人的更高。由此得出结论，这2种LSS分级系统对有无经验的放射科或临床医生均容易理解，故适用于临床。本研究中，216个病例节段分别经Schizas与DSCA分级系统诊断，Schizas分级诊断准确率、敏感度、阴性预测值，均高于DSCA分级诊断，且差异均具有统计学意义。证明Schizas分级的诊断效能比DSCA分级更为显著。

这2种LSS分级方法均有助于临床决策。DSCA分级是一种几何学测量方法，可以量化中央型LSS神经根的可用空间，结果直观，可重复性强，曾被认为是诊断LSS最理想的方法，但是DSCA分级也有缺陷。首先，需要手动测量相对耗时，容易受测量层面的影响。其次，将100mm2和75mm2作为判断相对狭窄和绝对狭窄的阈值不严谨，此标准最早来自CT数据总结，随后直接应用于MRI，数值或存在差异[19]。Schizas分级是一种形态学分级方法,侧重于神经根在硬膜囊内的分布、硬膜囊背侧的脂肪消失与否。形态学分级是通过快速视觉评估进行的，尽管是一种主观的方法，但具有较高的观察者间一致性，可重复性不逊于定量测量，且不需耗时测量，Schizas形态学分级不会被测量层面的角度影响[20]。另外，Schizas形态学分级不受就诊患者的种族、性别、身高等个体差异因素的影响。然而，Schizas分级难以适用于下腰椎节段，尤其是L5～S1节段，因为下位椎管中央硬膜囊较小，神经根数量较少。DSCA分级法在检测下位严重狭窄LSS的表现要优于Schizas分级法[21]。虽几何学测量较形态学诊断再现性和可靠性强，但放射科医师和临床医师使用形态学诊断的频率更高[22]，Schizas形态学诊断主要依靠诊断者主观评价,更简单直观，不需要特定的测量工具及影像测量经验，故Schizas分级系统对有经验的脊柱外科医生而言是一种可行且快速的评估LSS的方法。并且，Schizas分级考虑到硬膜囊内容物的压迫程度，比单纯狭窄的数值更能直观反映椎管狭窄严重程度。

本研究还有一定局限性。首先，DSCA与Schizas 2种LSS诊断分级系统都侧重于腰椎管中央脑脊液间隙的消失程度，忽略了侧隐窝狭窄的情况，容易导致临床获取信息不全[23]。其次，本研究未将2种MRI分级系统的严重程度与临床症状、神经体征和临床结果相关联。另外，本次为单中心研究，患者样本量相对较少且单一，如进行多中心研究验证，可以更好的评估分级系统。

总之，选择诊断分级系统的标准不仅仅基于观察者间一致性和可重复性，更多的取决于分级系统能否更好的预测患者症状或结果。本研究表明，Schizas分级和DSCA分级系统都是可靠的分级系统，2种方法均可用于评估腰椎管狭窄症的MRI图像。与DSCA分级相比，Schizas分级的诊断效能更高。未来我们的研究应着重于开发一种能与临床症状、神经体征和临床结果相关联的可靠的分级系统，促使临床医生及时、准确地对患者进行临床诊断，了解患者具体病情发展状况，便于患者及时接受针对性的治疗。

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