仿真椎管镜诊断腰椎间盘突出症的初步探讨
作者：刘燕翌 王庆一 曲铁兵 陈 彤 顾 华 张 镭
单位：刘燕翌 王庆一 曲铁兵 陈 彤 首都医科大学附属北京红十字朝阳医院骨科；顾 华 张 镭 放射科北京 100020
关键词：内窥镜；诊断学；椎间盘突出症
仿真椎管镜诊断腰椎间盘突出症的初步探讨 摘要 目的：寻找一种能在椎管内直视观察椎间盘突出变化的有效方法,进而指导治疗。方法：在椎管内注射造影剂后使用CT扫描,应用Navigator等软件处理,形成椎管内的动态三维图象。通过仿真镜头的移动来观察椎管、椎间盘、马尾神经及神经根孔的变化,分析仿真椎管镜下椎间盘突出的特点。结果：临床观察24例患者全部经过手术证实,仿真椎管镜可从椎管内清楚地观察到椎管内的形态,椎间盘突出的状态,尤其是神经根管及硬膜外压迫的立体形态。结论：仿真椎管镜能有效地诊断椎间盘突出,特别对马尾神经压迫和根管压迫的观察明显优于脊髓造影和CTM检查,是诊断椎间盘突出症并能推测预后的一种有效方法。
, 百拇医药
Preliminary study of diagnosing intervertebral disk protrusion by VEVC
LIU Yanyi WANG Qingyi Qü Tiebin,et al//Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,1999,9(1):4～6
Abstract Objective:To obtain a effective way to visulize directly condition of protrusion of intervertebral disk in vertebral canal and direct the further treatment.Method:Using CT scan after injecting isovist into vertebral canal a dynamic three-dimention imagine can be obtained.With Navigator software,during the movement of virtual endoscopy,the enviorment of vertebral canal,intervertebral disk and nerve root were investigated.The characteristics of protrusion of intervertebral disk under virtual endoscopy of vertebral canal(VEVC) were analysed.Result:All twenty-four patients studied had been conformed by operation.In vertebral canal VEVC can easily get a configuration of vertebral canal,enviorment of protrusion of intervertebral disk and a volumic configuration of nerve root canal and epidural entrapment especially.Conclusion:It is an effective way in diagnosing protrusion of intervertebral disk by VEVC.Especially,it has a great advantages over myelography and CTM in investigating the condition of nerve root canal and nerve root entrapment.It is also an effective way in getting a prognosis.
, 百拇医药
Authors address Department of Orthopedics,Beijing Red Cross Chaoyang Hospital,100020
Key words Endoscopy Diagnostic Protrusion of intervertebral disk
仿真椎管内窥镜(virtual endoscopy of vertebral canal,VEVC)在国内外未见报告。笔者受示于CT仿真内窥镜成像(CT virtual endoscopy,CTVE)〔1〕,通过利用造影剂和CT的三维成像,设计成可以进入椎管内观察的仿真椎管内窥镜,我们暂称之为仿真椎管镜(VEVC)。1997年12月～1998年11月通过对我院临床诊断和手术证实为腰椎间盘突出症的24例患者的实际应用,证实仿真椎管镜诊断腰椎间盘突出症十分有效,对于决定手术方式及判定预后很有意义。
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1 临床资料
1.1 一般资料
24例患者中男18例,女6例；年龄23～77岁，平均45.6岁。根据《临床骨科学》标准诊断和手术证实,全部为腰椎间盘突出症。其中伴有椎管狭窄者7例。全部应用仿真椎管镜检查,并同时应用脊髓造影及CTM做对比检查。
1.2 检查方法
材料：螺旋CT机,美国GE公司生产,GE Highspeed CT/i 型;GE Sun spare 20工作站;Navgator package软件。伊索显300(Isovist 300 ),先灵(广州)药业有限公司生产。
方法：患者左侧卧位,在L3～4棘间穿刺,硬膜囊内注入伊索显20ml后，仰卧位CT扫描。层厚3mm,pitchl 1.5,重叠1.5mm,120kV,240mAs。将扫描数据转送至GE Sun spare 20工作站,用导航者软件(Navigator package)处理。调整显像阈值为200～400Hu。保留硬膜囊内壁中组织影像,消除硬膜囊外组织及囊内造影剂之影像,加以人工伪色。调整投影软件,先从头至尾侧,再从尾向头推动“镜头”,形成以椎管腔为中心的推视,从而产生类内窥镜的动态立体直观效果,观察椎管内壁、马尾神经及神经根孔的情况。
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2 结果
2.1 仿真椎管镜的影像特点
2.1.1 正常椎管内结构 在VEVC中正常椎管为类圆形管道状结构,两椎体与椎间盘连接处光滑无隆起,管腔宽敞。马尾神经对称排列于椎管两侧,神经根孔呈圆或类圆形规则排列,结构清晰(图1，插Ⅱ)。
图1 正常椎管结构
2.1.2 椎间盘突出型表现 椎管内在椎间盘处出现光滑的丘形隆起,硬膜下腔狭窄变形,马尾神经移位,根孔狭窄,根管闭塞(图2，插Ⅱ)。
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图2 椎间盘突出表现
2.1.3 椎间盘脱出型表现 椎管内有偏坡状丘形隆起,椎管狭窄;一侧或两侧马尾神经移位,并附壁(有粘连),受压的马尾神经肿胀(图3，插Ⅱ),根孔狭窄,根管闭塞(图4，插Ⅱ)。
图3 椎间盘脱出，受压的马尾神经肿胀
图4 椎间盘脱出，根孔狭窄，根管闭塞
2.1.4 椎管狭窄表现 椎管失去类圆形结构,可呈截面为梯形或三角形的槽状结构。马尾神经移位、附壁,根孔狭窄变形(图5，插Ⅱ)。当伴有椎间盘突出时还可出现椎管内丘形隆起等改变。
, 百拇医药
图5 椎管狭窄表现
2.2 仿真椎管镜检查结果
24例全部为腰椎间盘突出。其中单纯1个间盘突出9例;2个间盘同时突出14例;同时伴有椎管狭窄者7例。膨出型10例;脱出型14例。显示马尾神经粘连者16例;显示根孔狭窄者11例。24例全部行手术治疗,手术结果与VEVC诊断完全吻合。
3 讨论
3.1 CT仿真类内窥镜(CT virtual endoscopy,CTVE)
Vining等〔1〕于1994年首次报告了CTVE，但仅限于一些软组织管道,如呼吸道、消化道、血管及鼻腔〔2～4〕等，国内报告极少〔5〕。国内外未见其在骨性管道中的研究与应用。CTVE基于螺旋CT的三维成像,将获得的扫描数据作为基础,利用组织间的密度差,以调整CT成像的阈值为手段,保留需要观察的影像,消除其它组织影像,从而产生类内窥镜的动态立体直观效果〔4～6〕。我们在CTVE基础上向椎管内注入造影剂,通过实验研究成功地获得类椎管镜在椎管内观察的效果,我们称之为仿真椎管内窥镜(VEVC)。VEVC可像真正内窥镜一样进入到椎管内,能清晰地观察到椎管的形态和脊髓、马尾神经、神经根孔甚至根管的各种改变。
, 百拇医药
3.2 仿真椎管镜对腰椎间盘的观察
VEVC能从硬膜内直接观察椎间盘突出对椎管内造成的改变,这是其突出特点。且能追踪马尾神经进入到神经根孔中,可发现根管狭窄。这对于决定手术是否需要探查神经根管,以及减压的范围都极有意义。VEVC能够发现马尾神经的肿胀,这对判定术后是否还会存在神经麻痹有重要意义。VEVC的立体动态则使其观察效果更加直观。
3.3 仿真椎管镜与其它影像检查的比较
在费用方面VEVC比脊髓造影要高，但与CTM基本相等;在创伤方面三者一样,都需要做椎管内注药;在放射损伤方面VEVC由于投照时间短,速度快,损伤明显小于CTM和脊髓造影；在硬膜内显像方面则明显优于脊髓造影和CTM(附表)。
附表 VEVC与CTM及脊髓造影显像对比
椎管显示
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马尾神经
神经根孔
(根袖)
直观性
立体动
态效果
VEVC
完整
完整连续
完整清晰
好
好
CTM
, 百拇医药
横断面
断面,不连续
断面
不完整
好
无
脊髓造影
纵断面
不可视
可视,受
角度所限
较好
无
, 百拇医药
4 小结
VEVC的优点是：(1) 弥补了椎管内不能进行纤维内窥镜检查的空白;(2)为非侵入性检查,患者安全、痛苦小；(3)无纤维内窥镜不能逆行观察的缺陷,可顺行、逆行甚至环绕,从多方向观察;(4)能动态、多角度、立体观察椎管内的变化;(5)放射性损伤小;(6)对决定手术方式,判定预后有较大的实用价值。但是由于技术与设备及观察角度与习惯等原因，使VEVC不能完全取代其它影像学检查方法。
5 参考文献
[1] Vining DJ,Gelfand DW,Bechtold RE,et al.Technical feasibility of colon imaging with helical CT and virtual reality (abstract).AJR,1994,162(Suppl):104.
[2] Ferretti GR,Vining DJ,Knoplioch J,et al.Tracheobronchial Tree:Three-dimensional spiral CT with bronchoscope perspective.J Comput Assist Tomogr,1996,20(5):777.
, 百拇医药
[3] Rodenwaldt J,Kopka L.Roedel R,et al.3D virtual endoscopy of the upper airway：optimization of the scan parameters in a cadaver phantom and clinical assessment.J Comput Assist Tomogr,1997,21(3):405.
[4] Howling SJ,Gordon H,Mcarthur T,et al.Hepatic artery aneurysms: Evaluation using three-dimensional sprial CT angiography.Clinical Radiology,1997,52:227.
[5] 李子平，许达生，孟悛非.CT仿真内窥镜成像技术临床应用的初步探讨.中华放射学杂志，1998,32(2)：104.
[6] Kay CL,Evangelou HA.A Review of the technical and clinical aspects of virtual endoscopy.Endoscopy,1996,28:768.
收稿日期：1998-12-17 修回日期：1998-01-14, http://www.100md.com
单位：刘燕翌 王庆一 曲铁兵 陈 彤 首都医科大学附属北京红十字朝阳医院骨科；顾 华 张 镭 放射科北京 100020
关键词：内窥镜；诊断学；椎间盘突出症
仿真椎管镜诊断腰椎间盘突出症的初步探讨 摘要 目的：寻找一种能在椎管内直视观察椎间盘突出变化的有效方法,进而指导治疗。方法：在椎管内注射造影剂后使用CT扫描,应用Navigator等软件处理,形成椎管内的动态三维图象。通过仿真镜头的移动来观察椎管、椎间盘、马尾神经及神经根孔的变化,分析仿真椎管镜下椎间盘突出的特点。结果：临床观察24例患者全部经过手术证实,仿真椎管镜可从椎管内清楚地观察到椎管内的形态,椎间盘突出的状态,尤其是神经根管及硬膜外压迫的立体形态。结论：仿真椎管镜能有效地诊断椎间盘突出,特别对马尾神经压迫和根管压迫的观察明显优于脊髓造影和CTM检查,是诊断椎间盘突出症并能推测预后的一种有效方法。
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Preliminary study of diagnosing intervertebral disk protrusion by VEVC
LIU Yanyi WANG Qingyi Qü Tiebin,et al//Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,1999,9(1):4～6
Abstract Objective:To obtain a effective way to visulize directly condition of protrusion of intervertebral disk in vertebral canal and direct the further treatment.Method:Using CT scan after injecting isovist into vertebral canal a dynamic three-dimention imagine can be obtained.With Navigator software,during the movement of virtual endoscopy,the enviorment of vertebral canal,intervertebral disk and nerve root were investigated.The characteristics of protrusion of intervertebral disk under virtual endoscopy of vertebral canal(VEVC) were analysed.Result:All twenty-four patients studied had been conformed by operation.In vertebral canal VEVC can easily get a configuration of vertebral canal,enviorment of protrusion of intervertebral disk and a volumic configuration of nerve root canal and epidural entrapment especially.Conclusion:It is an effective way in diagnosing protrusion of intervertebral disk by VEVC.Especially,it has a great advantages over myelography and CTM in investigating the condition of nerve root canal and nerve root entrapment.It is also an effective way in getting a prognosis.
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Authors address Department of Orthopedics,Beijing Red Cross Chaoyang Hospital,100020
Key words Endoscopy Diagnostic Protrusion of intervertebral disk
仿真椎管内窥镜(virtual endoscopy of vertebral canal,VEVC)在国内外未见报告。笔者受示于CT仿真内窥镜成像(CT virtual endoscopy,CTVE)〔1〕,通过利用造影剂和CT的三维成像,设计成可以进入椎管内观察的仿真椎管内窥镜,我们暂称之为仿真椎管镜(VEVC)。1997年12月～1998年11月通过对我院临床诊断和手术证实为腰椎间盘突出症的24例患者的实际应用,证实仿真椎管镜诊断腰椎间盘突出症十分有效,对于决定手术方式及判定预后很有意义。
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1 临床资料
1.1 一般资料
24例患者中男18例,女6例；年龄23～77岁，平均45.6岁。根据《临床骨科学》标准诊断和手术证实,全部为腰椎间盘突出症。其中伴有椎管狭窄者7例。全部应用仿真椎管镜检查,并同时应用脊髓造影及CTM做对比检查。
1.2 检查方法
材料：螺旋CT机,美国GE公司生产,GE Highspeed CT/i 型;GE Sun spare 20工作站;Navgator package软件。伊索显300(Isovist 300 ),先灵(广州)药业有限公司生产。
方法：患者左侧卧位,在L3～4棘间穿刺,硬膜囊内注入伊索显20ml后，仰卧位CT扫描。层厚3mm,pitchl 1.5,重叠1.5mm,120kV,240mAs。将扫描数据转送至GE Sun spare 20工作站,用导航者软件(Navigator package)处理。调整显像阈值为200～400Hu。保留硬膜囊内壁中组织影像,消除硬膜囊外组织及囊内造影剂之影像,加以人工伪色。调整投影软件,先从头至尾侧,再从尾向头推动“镜头”,形成以椎管腔为中心的推视,从而产生类内窥镜的动态立体直观效果,观察椎管内壁、马尾神经及神经根孔的情况。
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2 结果
2.1 仿真椎管镜的影像特点
2.1.1 正常椎管内结构 在VEVC中正常椎管为类圆形管道状结构,两椎体与椎间盘连接处光滑无隆起,管腔宽敞。马尾神经对称排列于椎管两侧,神经根孔呈圆或类圆形规则排列,结构清晰(图1，插Ⅱ)。
图1 正常椎管结构
2.1.2 椎间盘突出型表现 椎管内在椎间盘处出现光滑的丘形隆起,硬膜下腔狭窄变形,马尾神经移位,根孔狭窄,根管闭塞(图2，插Ⅱ)。
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图2 椎间盘突出表现
2.1.3 椎间盘脱出型表现 椎管内有偏坡状丘形隆起,椎管狭窄;一侧或两侧马尾神经移位,并附壁(有粘连),受压的马尾神经肿胀(图3，插Ⅱ),根孔狭窄,根管闭塞(图4，插Ⅱ)。
图3 椎间盘脱出，受压的马尾神经肿胀
图4 椎间盘脱出，根孔狭窄，根管闭塞
2.1.4 椎管狭窄表现 椎管失去类圆形结构,可呈截面为梯形或三角形的槽状结构。马尾神经移位、附壁,根孔狭窄变形(图5，插Ⅱ)。当伴有椎间盘突出时还可出现椎管内丘形隆起等改变。
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图5 椎管狭窄表现
2.2 仿真椎管镜检查结果
24例全部为腰椎间盘突出。其中单纯1个间盘突出9例;2个间盘同时突出14例;同时伴有椎管狭窄者7例。膨出型10例;脱出型14例。显示马尾神经粘连者16例;显示根孔狭窄者11例。24例全部行手术治疗,手术结果与VEVC诊断完全吻合。
3 讨论
3.1 CT仿真类内窥镜(CT virtual endoscopy,CTVE)
Vining等〔1〕于1994年首次报告了CTVE，但仅限于一些软组织管道,如呼吸道、消化道、血管及鼻腔〔2～4〕等，国内报告极少〔5〕。国内外未见其在骨性管道中的研究与应用。CTVE基于螺旋CT的三维成像,将获得的扫描数据作为基础,利用组织间的密度差,以调整CT成像的阈值为手段,保留需要观察的影像,消除其它组织影像,从而产生类内窥镜的动态立体直观效果〔4～6〕。我们在CTVE基础上向椎管内注入造影剂,通过实验研究成功地获得类椎管镜在椎管内观察的效果,我们称之为仿真椎管内窥镜(VEVC)。VEVC可像真正内窥镜一样进入到椎管内,能清晰地观察到椎管的形态和脊髓、马尾神经、神经根孔甚至根管的各种改变。
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3.2 仿真椎管镜对腰椎间盘的观察
VEVC能从硬膜内直接观察椎间盘突出对椎管内造成的改变,这是其突出特点。且能追踪马尾神经进入到神经根孔中,可发现根管狭窄。这对于决定手术是否需要探查神经根管,以及减压的范围都极有意义。VEVC能够发现马尾神经的肿胀,这对判定术后是否还会存在神经麻痹有重要意义。VEVC的立体动态则使其观察效果更加直观。
3.3 仿真椎管镜与其它影像检查的比较
在费用方面VEVC比脊髓造影要高，但与CTM基本相等;在创伤方面三者一样,都需要做椎管内注药;在放射损伤方面VEVC由于投照时间短,速度快,损伤明显小于CTM和脊髓造影；在硬膜内显像方面则明显优于脊髓造影和CTM(附表)。
附表 VEVC与CTM及脊髓造影显像对比
椎管显示
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马尾神经
神经根孔
(根袖)
直观性
立体动
态效果
VEVC
完整
完整连续
完整清晰
好
好
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横断面
断面,不连续
断面
不完整
好
无
脊髓造影
纵断面
不可视
可视,受
角度所限
较好
无
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4 小结
VEVC的优点是：(1) 弥补了椎管内不能进行纤维内窥镜检查的空白;(2)为非侵入性检查,患者安全、痛苦小；(3)无纤维内窥镜不能逆行观察的缺陷,可顺行、逆行甚至环绕,从多方向观察;(4)能动态、多角度、立体观察椎管内的变化;(5)放射性损伤小;(6)对决定手术方式,判定预后有较大的实用价值。但是由于技术与设备及观察角度与习惯等原因，使VEVC不能完全取代其它影像学检查方法。
5 参考文献
[1] Vining DJ,Gelfand DW,Bechtold RE,et al.Technical feasibility of colon imaging with helical CT and virtual reality (abstract).AJR,1994,162(Suppl):104.
[2] Ferretti GR,Vining DJ,Knoplioch J,et al.Tracheobronchial Tree:Three-dimensional spiral CT with bronchoscope perspective.J Comput Assist Tomogr,1996,20(5):777.
, 百拇医药
[3] Rodenwaldt J,Kopka L.Roedel R,et al.3D virtual endoscopy of the upper airway：optimization of the scan parameters in a cadaver phantom and clinical assessment.J Comput Assist Tomogr,1997,21(3):405.
[4] Howling SJ,Gordon H,Mcarthur T,et al.Hepatic artery aneurysms: Evaluation using three-dimensional sprial CT angiography.Clinical Radiology,1997,52:227.
[5] 李子平，许达生，孟悛非.CT仿真内窥镜成像技术临床应用的初步探讨.中华放射学杂志，1998,32(2)：104.
[6] Kay CL,Evangelou HA.A Review of the technical and clinical aspects of virtual endoscopy.Endoscopy,1996,28:768.
收稿日期：1998-12-17 修回日期：1998-01-14, http://www.100md.com