腰椎间盘局限性高信号区（HIZ）的发生与分布规律
作者：王子轩，胡有谷，陈祥民
【摘要】 ［目的］探讨腰椎间盘局限性高信号区（HIZ）的发生与分布。［方法］回顾性分析1 000例腰椎MRI资料。对HIZ进行立体定位并分析其发生与分布规律。采用SPSS 11.0对所得数据进行统计学分析。［结果］本组HIZ发生率46.7％（前缘21.5％，后缘31.7％），共650个。其中，左侧238个（36.7％），右侧220个（33.8％），无明显侧别差异（x2=1.0 922，P＞0.05）。下缘446个（68.6％），明显多于中部及上缘。HIZ好发节段为L3、4～L5S1，可单发或多节段同时发生。其中，前缘HIZ多见于L2、3和L3、4椎间盘，后缘HIZ好发于L4、5和L5S1水平。［结论］腰椎间盘HIZ发生率较高。常见于椎间盘后缘、下缘和下腰椎。可单节段发生，亦可同时发生于多个节段。
【关键词】 椎间盘； 磁共振； 高信号区； 流行病学
Abstract：［Objective］To explore the prevalence and distribution of High-intensity Zone（HIZ）in lumbar disc.［Method］Magnetic resonance images of 1 000 lumbarintervertebral discs were retrospectively analyzed.The HIZs founded in this sample were located in 3 dimensions and analyzed for its developing and distributing characters.All data were analyzed with SPSS software.［Result］The incidence rate of HIZ was 46.7%（in anterior annulus fibrosus AF 21.5%,in posterior AF 31.7%）and the sum total were 650.The distribution showed no difference（x2=1.0 922,P＞0.05）between left AF（238,36.62%）and right AF（220,33.85%）.More HIZs（446,68.62%）were located in inferior AF than that of middle or superior AF.The motion segments from L3、4 to L5S1 were the region that the HIZ occurred frequently and it could present in single segment or multi-segment.In anterior AF,HIZs often occurred at L2、3 and/or L3、4 discs.Whereas,they usually developed at L4、5 and/or L5S1 in posterior AF.［Conclusion］The incidence rate of HIZ in lumbar disc is higher.Posterior and inferior AF of discs and lower motive segments have more risk of HIZs.It could develop in single motive segment or multi-segments at one time.
Key words:intervetebral disc; MRI; high-intensity zone; epidemiology
腰椎间盘局限性高信号区（high-intensity zone，HIZ）是MRI T2加权像中椎间盘后缘的1个高信号区，其周围由低信号包绕。Aprill和Bogduk〔1〕首先注意到HIZ与椎间盘造影中一致性疼痛之间的关系。他们认为HIZ是一个有价值的疼痛性破裂椎间盘的标志。与传统的椎间盘造影〔2、3〕相比，具有无创的优点和较高敏感性。此后，学者们围绕HIZ开展了大量研究，但研究对象均为后缘HIZ且未见有关发生率和三维分布的大样本研究报道。本文系统地回顾了1 000例随机抽取的腰椎MRI资料，对HIZ的发生规律与分布特点进行分析，统计了腰椎间盘前缘HIZ的发生率，以期为临床和其他相关研究提供依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象
1999年6月～2005年10月接受腰椎MRI检查的无选择病例1 000例，男566例，女434例；年龄12～84岁；平均年龄49.49岁。
1.2 方 法
1.2.1 资料采集
采用德国SIEMENS 1.0 T超导型MR和美国GE 1.5 T超导型MR对受检者腰椎行常规SE序列矢状位和横断位扫描。T1加权像TR=450／500 ms，TE=15／20 ms，T2加权像TR=2 000／3 500 ms，TE=90 ms。矢状位层厚3 mm，横断位层厚4 mm。
1.2.2 诊断标准和定位方法
椎间盘前缘及后缘HIZ的诊断均参照Aprill等〔1〕对后缘HIZ的描述和诊断标准。同一病例同一节段多层面相同位置出现的HIZ按1个计数。HIZ的立体定位方法如下：（1）确定前、后位置；（2）结合定位像中的定位线确定HIZ相对于正中层面的位置，分为左、中、右侧；（3）将椎间盘前、后缘自上而下三等分为上、中、下缘。
1.2.3 统计分析方法
分析HIZ的发生率及分布特点，所得百分率精确至小数点后1位。
所有数据输入SPSS 11.0进行统计。率的比较采用Pearson x2检验。
2 结 果
本组腰椎HIZ发生率46.7％（467例），共650个。
2.1 HIZ在前缘与后缘的分布
HIZ可发生于椎间盘前缘（图1）或后缘（图2）。本组中腰椎前缘HIZ 269个，后缘381个，发生人数分别占总样本量的21.5％（215例）和31.7％（317例）。后缘发生率高于前缘。其中，同一病例前、后缘同时形成HIZ 65例（6.5％），同一节段前、后缘同时形成HIZ 11例（1.1％）。后者中4例位于L3、4椎间盘，7例位于L4、5椎间盘。（图3）
图1椎间盘前缘HIZ 图1aT12L1；图1bL1、2；图1cL2、3；图1dL3、4；图1eL4、5;图1fL5S1 图2椎间盘后缘HIZ 图2aT12L1；图2bL1、2；图2cL2、3；图2dL3、4；图2eL4、5;图2fL5S1 图3同一椎间盘多发HIZ 图3aL4、5前下缘与后缘中部同时发生HIZ；图3b同一序列的另一层面显示L4、5后下缘HIZ
2.2 HIZ的轴向分布
HIZ的总体侧别差异较小，无统计学意义（x2=1.0922，P=0.296＞0.05）。但前缘右侧发生数量多于左侧，后缘左侧多于右侧（表1）。表1 650个HIZ的轴向定位
2.3 HIZ的矢状位分布
HIZ好发于椎间盘下缘（68.6%）。其中前缘HIZ的这种分布趋势尤其明显（234/269）。后缘HIZ多位于中、下缘，其上、中、下缘的分布比例约为1∶2∶4。（表2）
2.4 HIZ的节段分布
HIZ多发于L3、4～L5S1。其中，前缘HIZ多见于L2、3和L3、4椎间盘，而后缘HIZ好发于L4、5和L5S1水平。（表3）
2.5 多节段HIZ
多节段HIZ形成几率较低，其总体发生率约30.8%。其中，前缘和后缘多节段HIZ的发生几率相似（x2=0.821,P=0.365＞0.05），分别为20.5%和17.4%。多节段HIZ随HIZ节段增加而发生率降低（表 4）。表2 650个HIZ在矢状位图像中的分布（略） 表3 HIZ在腰椎各节段的分布情况（略）表4 多节段HIZ的发生情况（略）前缘多节段HIZ常见于中部腰椎间盘，36例（81.8%）发生于腰椎相邻节段。双节段HIZ以“L2、3和L3、4”及“L3、4和L4、5”多见。后缘多节段HIZ中，28例（50.9%）的其中1节段为L4、5或L5S1，26例（47.3%）同时包括L4、5和L5S1。40例（72.7%）HIZ发生于腰椎相邻节段。双节段HIZ以“L4、5和L5S1”及“L3、4及L4、5”发生率最高。相邻节段HIZ发生率达67.4%（表5）。
3 讨 论
腰椎间盘局限性高信号区（HIZ）通常是指后缘HIZ。它代表了椎间盘纤维环的破裂〔4〕。从理论上讲，HIZ与椎间盘退变、椎间盘源性腰痛的发生存在某种间接联系。多年研究证实后缘HIZ与椎间盘源性腰痛存在显著的相关性〔5〕。其机理主要是纤维环破裂引起的炎症反应“致敏”椎间盘后方痛觉神经末梢，进而引起下腰部疼痛〔6〕。故后缘HIZ研究具有重要的临床意义。
本组资料中HIZ的发生率46.7％，其中后缘发生率31.7％，前缘为21.5％。后缘HIZ发生率较高，这与椎间盘后缘纤维环受力相对较大且结构较薄弱有关。后缘纤维环较前缘更易退变或受损而发生破裂，进而引起后缘HIZ的形成。Bohm等〔5〕对24个椎间盘统计发现后缘HIZ发生率29.2％，与本研究结果31.7％相似。表5 多节段HIZ的分布情况（略）
相对于后缘HIZ，前缘HIZ的临床意义尚不清楚，相关研究亦未见诸报道。但据目前所知，椎间盘前分布有脊神经前支并邻接腹腔神经丛等结构，纤维环前缘破裂可否引起类似症状尚待进一步探讨。
本研究发现前、后缘HIZ同时发生的几率较低，仅为6.5％（65例）。其中11例在同一节段的前、后缘同时形成HIZ，发生率为1.1％。这说明在椎间盘放射状破裂的多条裂隙中可以同时形成HIZ。
前、后缘HIZ在矢状位图像中表现出显著的“下缘分布优势”，即多发于椎间盘纤维环的下缘。其中前缘HIZ的这一分布特点尤其明显。
纤维环破裂是椎间盘退变的重要病理改变之一，它的发生与退变过程相关〔7〕。HIZ作为纤维环破裂的影像学征象之一，与椎间盘退变亦应存在关联。Aprill等〔1〕的研究结果初步证实HIZ代表椎间盘的4级退变。本组数据显示HIZ在下腰椎的发生率高于上腰椎，其中后缘HIZ多发于L4、5和L5S1水平，与临床椎间盘突出症的发病一致。而前缘HIZ发生率以L2、3和L3、4椎间盘较高，总体分布集中于L3、4～L5S1水平，亦与椎间盘退变的规律相符。因此，可以认为HIZ的出现反映了椎间盘退变的进展，是椎间盘退变的又一个重要征象。
HIZ作为纤维环破裂的标志，可以单节段发生，亦可同时见于多个节段。本组资料显示多节段HIZ形成几率较低（30.8％），其中前缘和后缘多节段HIZ的发生几率无统计学差异。多节段HIZ的发生率随节段增多而明显降低。
前缘多节段HIZ发生率20.5％，81.8％发生于腰椎相邻节段。双节段HIZ以“L2、3和L3、4”及“L3、4及L4、5”多见。本组中后缘HIZ多节段发生率达17.4％左右，其中双节段发生率最高（15.5％），其他类型相对较少。后缘多节段HIZ的好发部位与总体发生规律相似，即多发于腰椎下部椎间盘。40例（72.7％）后缘多节段HIZ发生于腰椎连续节段，而总体分布中连续多节段HIZ发生率亦达到了67.4％。其原因可能是单节段椎间盘退变、破裂引起的力学改变导致相邻椎间盘退变加速，因此相邻节段更易形成HIZ，在MRI图像中，则表现为相邻多节段HIZ。本组中，后缘双节段HIZ可发生于多种节段组合，但以“L4、5和L5S1”（51.0％）及“L3、4和L4、5”（20.4％）最为多见。
病例观察过程中发现多节段HIZ在MRI矢状位图像中的显示较少见于同一层面。因此，诊断多节段HIZ时应观察多层矢状位切面。
综上所述，腰椎间盘HIZ发生率较高，临床常见于下腰椎和椎间盘后缘、下缘，可单节段发生，亦可同时发生于多个节段。
【】
〔1〕 Aprill C,Bogduk N.High-Intensity zone:a diagnostic sign of painful lumbar disc on magnetic resonance imaging［J］.Br J Radiol,1992,773:361-369.
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