朱晓龙，黄婧潇，邹殿俊，马永青，孙日晖，朱月香

(河北北方学院附属第一医院医学影像部，河北 张家口 075000)

脊髓损伤为脊柱损伤的严重并发症，多由外部暴力导致[1-2]。临床常用的CT、MRI等影像学方法可评估脊髓损伤严重程度，但缺乏定量指标[3-4]。弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)可评估脊髓内水分子扩散情况，为观察脊髓功能状态及周围结构提供更准确、全面的信息[5-6]。血清白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)能促进炎性细胞大量释放炎性因子，参与机体组织修复；磷酸化高分子量神经微丝蛋白(phosphorylated high molecular weight neurofilament, pNF-H)可反映脊髓损伤患者神经元损伤及神经元再生情况。本研究观察DTI联合血清IL-1β、pNF-H诊断外伤致脊髓损伤的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019年4月—2021年4月69例因滑雪受伤致脊髓损伤而于河北北方学院附属第一医院就诊患者(观察组)，男39例、女30例，年龄22～44岁、平均(33.0±8.8)岁；均有明确外伤史，颈部损伤(C1～T1水平)，于受伤后6 h内入院接受MR检查；符合《新鲜下颈段脊柱脊髓损伤评估与治疗》专家共识[7]颈髓损伤诊断标准，常规MRI/CT诊断为脊髓损伤；具有脊柱骨折症状、体征及运动功能、感觉功能障碍等，且与脊髓损伤平面相符合；生命体征平稳、意识清晰。排除标准：①合并血液系统疾病、感染性疾病、风湿性疾病、心脏及肾脏等功能不全；②免疫缺陷或长期接受免疫抑制剂治疗；③双下肢痉挛或其他严重并发症；④颈椎结核、肿瘤；⑤沟通障碍；⑥既往脊髓或颅脑损伤史、颈椎手术史。根据美国脊髓损伤协会(Amierican Spinal Injury Association, ASIA)残损分级法[8]对观察组脊髓损伤程度进行分级(D/C/B/A级)。以同期100名健康体检者为对照组，男61名、女39名，年龄21～45岁、平均(33.0±9.6)岁。本研究经医院伦理委员会批准(批准号：K2020009)，检查前受检者及家属知情并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 检查前行呼吸训练，嘱受检者平静呼吸，尽量减少吞咽及颈部运动。采用GE Signa HDxt 1.5T超导型MR仪扫描颈椎，范围包括损伤部位上2 cm至下2 cm。参数：矢状位T1WI，TR 2 600 ms，TE 24 ms，NEX 2，FOV 240 mm×240 mm，矩阵288×190，层厚3 mm，层间距1 mm；轴位及矢状位T2WI，TR 2 000 ms，TE 120 ms，NEX 1，FOV 288 mm×224 mm，矩阵200×240，层厚3 mm，层间距1 mm；轴位及矢状位DTI，采用单次激励自旋回波-平面回波序列，TR 8 000 ms，TE 120 ms，NEX 2，FOV 240 mm×240 mm，矩阵96×96，层厚4 mm，层间距0，弥散敏感梯度加于15个方向，b值为600 s/mm2。

以FuncTool软件对DTI原始数据进行后处理，经变形校准及阈值选定后获得表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图及各向异性分数(fractional anisotropy, FA)图，经重建得到脊髓弥散张量白质束成像(diffusion tensor tractography, DTT)。参考矢状位T2WI所见观察脊髓损伤DTI相关参数图表现，于观察组ADC图及FA图内脊髓损伤区放置面积20～25 mm2的圆形ROI(图1)，于对照组随机选取图像清晰层面放置大小相似的ROI，约12～18个体素，尽量避开脑脊液区域重复测量3次FA值及ADC值，取均值进行分析。患者存在多处脊髓损伤时，针对病灶面积较大区域进行测量。

1.3 检测血清IL-1β及pNF-H 于MR检查次日清晨抽取空腹静脉血5 ml，以双抗体夹心法检测IL-1β、pNF-H水平，并以酶标仪测量其浓度。

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，以独立样本t检验进行2组间比较；以单因素方差分析行多组间比较，采用LSD-t检验进行两两比较。对计数资料行χ2检验。以Spearman相关分析观察ADC、FA、IL-1β、pNF-H值与脊髓损伤严重程度的相关性。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，评估ADC、FA、IL-1β、pNF-H值单独及联合诊断脊髓损伤的效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 组间一般资料、DTI参数及血清指标比较 组间性别、年龄差异均无统计学意义(P均>0.05),FA值、ADC值及血清IL-1β、pNF-H水平差异均有统计学意义(P均<0.001)。见表1。

表1 脊髓损伤患者与健康人一般资料、DTI参数及血清指标比较

2.2 不同ASIA分级脊髓损伤DTI参数图表现及血清指标比较 随脊髓损伤程度加重，即ASIA分级由D级至A级，ADC图所示脊髓内蓝色信号、FA图示脊髓内淡黄色信号均不同程度增加；DTT图中脊髓白质纤维束由浓密、饱满逐渐趋于稀疏、扭曲。见图1～4。

图2 患者女，39岁，C5～C6水平脊髓损伤，ASIA C级 A.T2WI示C5～C6水平脊髓局部变细，其内见小片状高信号； B.ADC图示ADC值为979.13×10-6 mm2/s； C.FA图示FA值为412.73×10-3； D.DTT图示脊髓白质纤维束浓密，局部稀疏

图3 患者男，43岁，C2～C3及C5～C6水平脊髓损伤，ASIA B级 A.T2WI示C2～C3及C5～C6水平脊髓局部斑片状高信号； B.ADC图示ADC值为1 009.83×10-6 mm2/s； C.FA图示FA值为389.45×10-3； D.DTT图示脊髓白质纤维束局部稀疏、扭曲

图4 患者男，41岁，C4～C5水平脊髓损伤，ASIA A级 A.T2WI示C4～C5水平脊髓变细，内见片状高信号； B.ADC图示ADC值为1 203.16×10-6 mm2/s； C.FA图示FA值352.28×10-3； D.DTT图示脊髓白质纤维束稀疏、扭曲

脊髓损伤各ASIA级别之间，FA、ADC值及血清IL-1β、pNF-H水平总体差异均有统计学意义(P均=0.001)；两两比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2。

表2 各ASIA分级脊髓损伤患者DTI参数及血清指标比较(±s)

表2 各ASIA分级脊髓损伤患者DTI参数及血清指标比较(±s)

ASIA分级FA值(×10-3)ADC值(×10-6 mm2/s)IL-1β(pg/ml)pNF-H(pg/ml)D级(n=11)453.56±21.94 945.08±26.6325.10±3.34 139.53±15.75 C级(n=17)401.56±36.04∗989.02±18.43∗28.07±2.71∗177.04±22.36∗B级(n=19)389.45±27.95∗#1 106.98±31.24∗#36.05±2.43∗#317.05±29.11∗#A级(n=22)364.17±21.04∗#&1 138.25±14.31∗#&39.09±2.66∗#&499.17±40.06∗#&F值26.526256.62793.386513.237P值0.0010.0010.0010.001

注：*：与D级比较，P<0.05；#：与C级比较，P<0.05；&：与B级比较，P<0.05

2.3 相关性分析 观察组FA值与脊髓损伤严重程度呈负相关(r=-0.489，P<0.001)，ADC值、血清IL-1β及pNF-H水平与脊髓损伤严重程度均呈正相关(r=0.542、0.599、0.596，P均<0.001)。

2.4 ROC曲线分析 FA、ADC值及血清IL-1β、pNF-H诊断脊髓损伤的AUC分别为0.747、0.809、0.794、0.741，而联合检测的AUC为0.845。见表3及图5。

表3 DTI参数及血清指标诊断脊髓损伤的效能

图5 DTI参数及血清IL-1β、pNF-H诊断脊髓损伤的ROC曲线

3 讨论

颈髓损伤发生率约占脊髓损伤的57.6%[9]。作为非接触运动，滑雪存在较高的颈段脊髓损伤发生率。DTI可无创性显示神经纤维结构及走行，已越来越多地用于临床医学各领域[10]。

本研究中，相比对照组，观察组FA值降低而ADC值升高；AISA A级患者FA值较低而ADC值较高，且二者均与脊髓损伤严重程度相关。包绕神经纤维的轴突髓鞘受损可致水分子横向弥散阻碍作用降低，故FA值降低[11-13]。脊髓损伤使神经细胞通透性增加，细胞内水分子外流，致脊髓内水分子弥散能力增加，ADC值增高。本研究ROC曲线显示FA值及ADC值诊断脊髓损伤的AUC分别为0.747及0.809，与既往研究[14]相符，提示DTI能更好地评估脊髓损伤，为判断损伤程度及临床治疗提供依据[15]。

本研究观察组血清IL-1β、pNF-H水平较对照组升高，且随脊髓损伤程度加重而进一步升高，并均与脊髓损伤严重程度呈正相关。脊髓损伤后，中性粒细胞、淋巴细胞浸润脊髓组织，释放大量活性氧、炎性细胞因子等而加重损伤程度[16]。抑制过表达IL-1β可减少脊髓神经元凋亡[17]。血清pNF-H水平随AISA由D级至A级而逐渐升高[18]；根据血清pNF-H含量可判断神经细胞退化、凋亡。本研究以IL-1β、pNF-H诊断脊髓损伤的AUC分别为0.794、0.741，联合检测的AUC为0.845，表明FA值、ADC值、IL-1β、pNF-H均有利于评估脊髓损伤，联合应用各参数的诊断效能高于单一参数。

综上，DTI联合血清IL-1β、pNF-H有助于诊断脊髓损伤。但本研究样本量较少，有待积累病例进一步观察。